Einfaches Schallstrahlen Tool für Skizzen

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andymel

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Hi Forum,

für meinen Raummodenrechner http://amroc.andymel.eu/ hab ich damals auch schon einen Beitrag hier geschrieben und damals gutes Feedback bekommen. Jetzt dachte ich, ich verlinke mal mein neues Tool.

Das Ziel:
Man soll wie in einem einfachen Zeichenprogramm zB einen Raum zeichnen können. Darin eine Schallquelle positionieren und dann sofort sehen wie sich Schallstrahlen darin verhalten würden. Man kann auch einen Grundriss oder sonstige Pläne als Hintergrund einfügen. Das ganze ist nicht physikalisch korrekt und nicht als Konkurrenz zu teurer oder universitärer Modellierungssoftware gedacht, sondern eher als Konkurrenz zu Papier und Bleistift.

Ich gebe mal nicht zu viele Tipps zur Verwendung. Wenn hier jemand ist der schon mal einen Spiegel wo aufgehängt hat um einen Reflexionspunkt zu finden, oder einen Raum gezeichnet hat und sich überlegt hat wo der Schall wann auftrifft und wie er Dinge verschieben kann um die Akustik zu verbesseren, dann würde ich mich freuen wenn das Tool einfach ausprobiert und mir dann Feedback gibt wie es hilfreicher werden kann.

http://amray.andymel.eu/

Ich hoffe auf ein paar Ideen und dass es der ein oder andere auch gerade für seine Projekte gut brauchen kann.
lg Andi
 
Mein erster Eindruck: Super! :)
Herzlichen Dank für Deine Arbeit!

Ob und in welchem Umfang dieses Tool für die hier besprochenen Problemstellungen verwendet werden kann, weiß ich noch nicht. Dafür warten wir mal auf die Antwort von Profis.
 
Absoluter Knaller!
Klasse.
 
Ich habe mal auf einer Webseite einen Studiogrundriss gesehen, wo es einer mit einem 3D-Renderer gemacht hat. Er hat einfach Licht verwendet. Das Problem ist aber, dass sich das Licht addiert und die Interferenzen nicht dargestellt werden. Freie 3D-Renderer gibt es haufenweise.

Zu Deinem Programm:

Ich erkenne noch nicht, wie die Strahlrichtung der LS berücksichtigt ist und die Abnahme der Intensität i.A. der Frequenz. So ist das zu verwirrend, weil am Ende ja jeder Schallstrahl mal an jeder Stelle kommt, nur eben mit einer charakterstischen Phase und Amplitude.

Ist das berücksichtigt?

Kannst du da die Frequenz noch reinbringen und die Abschwächung der Welle gemäss 1/R2 ?
 
Bei Wellenlängen > Objektgröße kommt aber auch noch Beugung ins Spiel.
Wie werden zudem Absorption und. Diffusion gehandhabt ?
Wir haben es ja mit einem Wellenmuster zu tun. Zudem werden bei Auftreffen dieser Wellen auf Oberflächen, Kanten usw. neue sekundäre Schallwellen generiert, sog. Phantomschallquellen erzeugt, die sich wiederrum überlagern...

Hinzukommt auch noch, dass die Schallabstrahlung / - ausbreitung frequenzabhängig ist.

Das Ganze liefe auf eine extreme Simplifizierung hinaus, die kaum oder keinerlei Aussagekraft hätte.
 
moin,


also als visuelle entscheidungshilfe die man in der praxis dann ausprobieren will ist das tool gut. gerade für die DIY leute.

für meine persönliche arbeitsweise im alltag könnt ich es als zusätzlichen blickwinkel aber nie einsetzen. ich müsste dazu ja immer im internet sein und einen browser offen haben.

ich würd es nur bereuen wenn ich mich an dieses programm gewöhne und es irgendwann nicht mehr erreichbar ist.

es gibt schon situationen wo ich mir den masterplan nochmal ausdrucke und ein raytracing mit winkelmaß und bleistift simuliere weil eine gegebenheit recht grenzwertig ist.
man muss wie gurkey aber schon sagte gewisse grundkenntnisse besitzen wie sich schallwellen ausbreiten dann kann man mit solch einem raytracing schon diverse entscheidungen besser fällen.

das sammeln von praxiserfahrungen wird es nicht ersetzen. da herrscht eine gewisse analogie zum spektrumanalyser beim mischen und mastern.

aber kein unnutzes tool. gut gemacht.

lg
 
Hi,
danke für eure Postings erstmal!!

Ich erkenne noch nicht, wie die Strahlrichtung der LS berücksichtigt ist und die Abnahme der Intensität i.A. der Frequenz. So ist das zu verwirrend, weil am Ende ja jeder Schallstrahl mal an jeder Stelle kommt, nur eben mit einer charakterstischen Phase und Amplitude.
Kannst du da die Frequenz noch reinbringen und die Abschwächung der Welle gemäss 1/R2 ?

@Strahlrichtung d Lautsprecher
Ich möchte die Möglichkeit einbauen, dass man für die Quelle eine Abstrahlcharakteristik einzeichnen kann. Die wäre aber nicht für Frequenzen unterschiedlich (hohe Frequenzen mehr gerichtet).

@ Frequenz, Interferenzen, Beugung,..
Prinzipiell wird beim klassischen Raytracing die Wellennatur meist vernachlässigt. Wenn Licht Szenen gerendert werden ist das nur ein kleineres Problem, weil der Frequenzbereich dort nur eine Oktave umfasst und die Wellenlänge im Verhältnis zu durchschnittlichen Objektgrößen viel kleiner ist.
Statt mit Wellen/Phasen arbeitett man hier sozusagen it Energiepaketen. Man weiß wann die wo ankommen, aber die Phaseninformation geht verloren bzw war bei einem puren Modell nie da.
Auch Beugung fehlt. Es gibt tatsächlich Algorithmen die das über "Tricks" mitberücksichtigen versuchen - wichtig zB wenn man Lärm in Städten modellieren will. Im Endeffekt wird dort der Strahl/das Paket immer wieder auf mehrere aufgeteilt die in unterschiedliche Richtungen gehen. Die Schwierigkeit liegt dann in einer sinnvollen Verringerung/Wiedervereinigung dieser Strahlen, damit die Rechenzeit nicht explodiert.
In meinem Tool ist so ein Algorithmus noch nicht implementiert. Ich versuch da schon auch etwas zu machen, aber selbst wenn es kommt - dieses Tool wird nie eine tatsächliche Raumakustiksimulation werden. Es ist als optischer Vorzeige-, Verständnis-, Experimentierkasten gedacht. Es wäre nicht viel schwerer das ganze in 3D zu programmieren. Aber dann wäre die Erstellung von Modellen keine Sache mehr von Sekunden oder Minuten. Schnelles Zeichnen und Ausprobieren ist absolute Priorität. Software zum Erstellen und Berechnen von 3D Modellen gibts ja auch schon verschiedenste.
Dieser Ansatz bringt natürlich viele Einschränkungen mit sich wenn man sich eine komplette Simulation der Realität wünscht. Aber das ist ja wie gesagt nicht der Zweck. Natürlich muss man das wissen. Ich werde das in der Hilfe noch besser erläutern.

@1/R2
Die Abnahme der Schallenergie mit der Entfernung im Direktfeld ist im klassischen Algorithmus in so fern implementiert, als die Strahldichte mit der Entfernung geringer wird. Allerdings 2D also nur mit 1/R. Wenn du an der Quelle also 100Strahlen losschickst sind sie dort sehr dicht beisammen (hohe Energiedichte) weiter weg von der Quelle wird die Anzahl der Strahlen/Fläche geringer.

Wie werden zudem Absorption und. Diffusion gehandhabt ?

Das Ganze liefe auf eine extreme Simplifizierung hinaus, die kaum oder keinerlei Aussagekraft hätte.

@Absorption/Diffusion
Diffusion gibt es zur Zeit garnicht in dem Tool. Wäre wie oben beschrieben aber machbar. Strahlen aufteilen und vor allem wieder vereinen, sonst wars das mit dem Browserfenster :)

@extreme Simplifizierung
Absolut. Eine Simplifizierung ähnlich wie wenn man seinen Raum, oder eine Form (konvex,konkav, Ecken, Decken, Logen,...) mit Bleistift zeichnet um grob zu erkennen wo Hauptteile der Schallenergie zu welcher Zeit hinwandern.
Das ganze aber unteranderem vorzeig- und diskutierbar, schneller und in Echtzeit änderbar, speicherbar etc.

ich müsste dazu ja immer im internet sein und einen browser offen haben.
ich würd es nur bereuen wenn ich mich an dieses programm gewöhne und es irgendwann nicht mehr erreichbar ist.

es gibt schon situationen wo ich mir den masterplan nochmal ausdrucke und ein raytracing mit winkelmaß und bleistift simuliere weil eine gegebenheit recht grenzwertig ist.
man muss wie gurkey aber schon sagte gewisse grundkenntnisse besitzen wie sich schallwellen ausbreiten dann kann man mit solch einem raytracing schon diverse entscheidungen besser fällen.

das sammeln von praxiserfahrungen wird es nicht ersetzen. da herrscht eine gewisse analogie zum spektrumanalyser beim mischen und mastern.

aber kein unnutzes tool. gut gemacht.

lg

Danke, ich sehe du bist sicherlich genau "Zielgruppe" :)
Die Angst, dass das Tool verschwindet solange gängige Browser HTML und Javascript verstehen braucht man denke ich nicht haben. Selbst wenn ich nicht weiter programmiere wird es denke ich online bleiben. Die alte Version meines Raummodenrechners ist seit ~9?! Jahren online.

Mein Ziel ist eigentlich, dass man es nicht lange erlernen muss sondern intuitiv schnell damit arbeiten kann. Ich freue mich auch jederzeit sehr wenn du mir schreibst wenn dir etwas schlecht gelöst und kompliziert vorkommt.

@Online/Offline
Ich sehe nur die Anzahl der Nutzer die die Seite laden. Gerade jetzt am Anfang freue ich mich natürlich über jeden Nutzer der die Seite nicht speichert ;) Das Tool benötigt aber keine Internetverbindung wenn es mal geladen ist, vermutlich ist es also auch irgendwie speicherbar und offline verwendbar. Allerdings sollte man das file dann mit dem selben Browser verwenden, denn der Code ist ziemlich stark optimiert für den Browser mit dem man es runterlädt.

Ich freue mich auch über weiteres Feedback!
lg andi
 
Ich bin gespannt, was Dein Tool mal leisten wird. Allerdings denke ich schon, dass man Richtung und Phase einbauen kann. Die Abnahme ließe sich mit einer in der Helligkeit abnehmenden Farbe darstellen, allerdings logarithmisch. Wenn man dann die Phase mit ins Spiel bringt, erhält man sofort die Bereiche des Raumes, die immer unterbesetzt sind, weil dort vorwiegend Auslöschung herrscht.

Das Ganze sollte man dann für verschiedene Frequenzen berechnen können, wobei dann die Diffusion und die Richtung der Lautsprecher reinkommt. Bässe rundum und Höhen nur geradeaus.

Ich denke, dass Dein Tool besonders für die Fälle interessant ist, wo eine krumme oder gewinkelte Wand oder eine Extra-Ecke vorliegt. Da bekommt man mal einen Eindruck, wo Probleme liegen könnten.

Meinst du, du kannst das mit der Phase einbauen, und dort, wo positive Drücke herrschen z.B. grün und dort wo negative Drücke herrschen, rot einfärben und die Intensität der Farbe nach Amplitude ausrichten?

Du musst dann natürlich irgendwie die Reflektionen dazu addieren. wie man das programmiertechnisch machen kann, weiss ich nicht, wahrscheinlich musst Du einen 2D-Array nehmen und mehrfach drüberrechnen, und so die Reflektionen hinzuzählen. Vielleicht kannst du auch pro Punkt eine endliche Iteration machen und die Spiegelschallquellen berechnen.
 
Hier mal ein Eindruck. wie ich das meine:
 

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  • diffusion_calc.jpg
    diffusion_calc.jpg
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Hi, danke für dein Feedback und deine Ideen!!

Was du hier beschreibst gibt es tatsächlich. Das ist eine andere Herangehensweise. Es nennt sich Finite Elemente Methode FEM und in meinem Fall würde hier tatsächlich mehrmals über ein 2D Array gerechnet werden.
Wenn ich die Zeit finde wäre sowas schon eine coole Ergänzung. Allerdings habe ich da fast noch mehr Bedenken was die Einschränkungen durch die 2Dimensionalität angeht die eben notwendig bleibt, damit man das Tool auch schnell und ohne langes Einlernen verwenden kann.
Trotzdem - es wäre super um sich mit Welleneffekten zu spielen.
 
ok, so genau stecke ich da nun nicht drin. Ich meinte mit den Farben nur die Möglichkeit, die Schalintensität i.A. nach dem Ort einzufärben. Bei den vielen blauen Strahlen sieht man nicht mehr viel. Und: Nach einigem Hin und Her schwächt es sich ja auch ab ...
 
gibt es was Neues mit dem Proggi?
 

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