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4.2.1 Diagrama de Blocos Geral do Sistema: Projeto

A execução e controle da aplicação de auralização é projetada para ser realizada em três fases, a saber, uma de inicialização do sistema, outra, em regime permanente onde a auralização está em curso e admite-se o controle da aplicação (navegação pelo mundo virtual e comandos do usuário) e dos programas associados, e outra de finalização, quando encerra-se a auralização. O controle e a gerência da navegação audiovisual é realizado pelo navegador de mundos virtuais, no caso o navegador X3D Jinx (SOARES, 2004a). A auralização em si é um processo concorrente ao de navegação e projeção visual, que pode ser validado inclusive de maneira independente. A demonstração da funcionalidade de gerência da auralização e sua integração com o mecanismo de gerência visual e demais subsistemas da CAVERNA Digital não é, entretanto, objeto do nosso primeiro experimento.

A execução e controle da aplicação de auralização é projetada para ser realizada em três fases, a saber, uma de inicialização do sistema, outra, em regime permanente onde a auralização está em curso e admite-se o controle da aplicação (navegação pelo mundo virtual e comandos do usuário) e dos programas associados, e outra de finalização, quando encerra-se a auralização. O controle e a gerência da navegação audiovisual é realizado pelo navegador de mundos virtuais, no caso o navegador X3D Jinx (SOARES, 2004a). A auralização em si é um processo concorrente ao de navegação e projeção visual, que pode ser validado inclusive de maneira independente. A demonstração da funcionalidade de gerência da auralização e sua integração com o mecanismo de gerência visual e demais subsistemas da CAVERNA Digital não é, entretanto, objeto do nosso primeiro experimento.

Conjuntos de tarefas ou processos contidos num mesmo subsistema podem ser agrupados como sugere a hierarquia de tarefas para a produção e apresentação da cena acústica na Figura 22. A Figura 30 mostra um resumo das tecnologias aplicáveis a cada camada da arquitetura introduzida no capítulo 3.

Conjuntos de tarefas ou processos contidos num mesmo subsistema podem ser agrupados como sugere a hierarquia de tarefas para a produção e apresentação da cena acústica na Figura 22. A Figura 30 mostra um resumo das tecnologias aplicáveis a cada camada da arquitetura introduzida no capítulo 3.

VRML97

MPEG-4 BIFS X3D

CAMADA 4 (SONORIZAÇÃO) CAMADA 3 (CODIFICAÇÃO ESPACIAL) CAMADA 2 (SIMULAÇÃO ACÚSTICA) CAMADA 1 (DESCRIÇÃO DE CENA)

traçado de raios, fonte-imagem, radiosidade sim. modos (baixas freqüências), delay lines, elementos finitos, etc.

4-2-4 (quadrifônicos) 2.0/3.0/4.0/5.1/6.1/ 7.1/10.2, HRTF (2.0) Ambisonics / UHJ Ambiophonics, etc. decodificadores equalização / mixer dereverberação filtros DAC/DDC amplificação, distribuição

Figura 30 – Resumo de tecnologias disponíveis por camada da arquitetura Figura 30 – Resumo de tecnologias disponíveis por camada da arquitetura

O diagrama de blocos geral do sistema de produção sonora espacial agrupando as tarefas do aplicativo de RVI com o auralizador é apresentado na Figura 31.

O diagrama de blocos geral do sistema de produção sonora espacial agrupando as tarefas do aplicativo de RVI com o auralizador é apresentado na Figura 31.

dispara instâncias do navegador, define cena com X3D: objetos, geometrias, posições, ambiente, parâmetros Sonorizado Sonorizador word clock time sync time sync time sync scene sync Sn S2 S1 … 4 4 4 hz hy hx CENA X3D lê arquivos configuração, lê cena X3D, dispara processos de renderização audiovisual atualiza posições “ PARSER ” N calibração … hw PLAYER DECODIFICADOR CODIFICADOR ESPACIAL (B-Format/Ambisonics) SONS CRIADOR DE CENA NAVEGADOR SIMULADOR ACÚSTICO (Fonte-Imagem)

extrai posição das fontes posição ouvinte dimensões ambiente parâmetros acústicos MISTURADOR (MIXER) ATUALIZADOR s1 interação usuário 4 Auralizador data sync Aplicativo

Figura 31 – Diagrama de blocos geral de sistema para produção sonora espacial Figura 31 – Diagrama de blocos geral de sistema para produção sonora espacial

O aplicativo de RV mostrado na Figura 31 é uma instância do navegador Jinx que invoca um arquivo de configuração inicial, lê a cena (visual e acústica) descrita em X3D e inicia a distribuição de tarefas através dos nós do aglomerado computacional para produzir o ambiente virtual. Em síntese, uma primitiva do MPI inicia uma instância do aplicativo em cada nó. Os arquivos de configuração determinam quais funções serão alocadas para este nó e como será o cenário de comunicação deste com os demais nós/processos distribuídos. Alguns nós podem então ser alocados para tarefas de processamento gráfico, outros, para tarefas de processamento sonoro. O aplicativo de RV mostrado na Figura 31 é uma instância do navegador Jinx que invoca um arquivo de configuração inicial, lê a cena (visual e acústica) descrita em X3D e inicia a distribuição de tarefas através dos nós do aglomerado computacional para produzir o ambiente virtual. Em síntese, uma primitiva do MPI inicia uma instância do aplicativo em cada nó. Os arquivos de configuração determinam quais funções serão alocadas para este nó e como será o cenário de comunicação deste com os demais nós/processos distribuídos. Alguns nós podem então ser alocados para tarefas de processamento gráfico, outros, para tarefas de processamento sonoro. Projetamos a integração do navegador Jinx ao sistema de auralização e sonorização, concebendo uma seqüência de comandos que se inicia da forma acima, dispara o módulo auralizador e sonorizador, carrega os dados da cena acústica, e estabelece uma comunicação de sinais de sincronismo. A extração de parâmetros acústicos da Projetamos a integração do navegador Jinx ao sistema de auralização e sonorização, concebendo uma seqüência de comandos que se inicia da forma acima, dispara o módulo auralizador e sonorizador, carrega os dados da cena acústica, e estabelece uma comunicação de sinais de sincronismo. A extração de parâmetros acústicos da

cena pode ser realizada automaticamente pelo Jinx e passado ao aplicativo auralizador.

O navegador é controlado pelo usuário. Atualizações de posição do usuário no mundo virtual são repassadas na cena armazenada de trabalho, que também atualiza os dados da cena acústica para o auralizador. No nosso primeiro experimento, entretanto, os objetos da cena não têm movimento. A investigação da qualidade e precisão da projeção do campo sonoro é o principal interesse nesta fase, deixando a integração completa do mundo visual e interação do usuário para fases posteriores. Na Figura 31 o módulo auralizador (em verde) realiza duas tarefas principais:

a) a simulação da propagação acústica (empregando o modelo acústico proposto) calculando o IRj (resposta ao impulso artificial calculada para o objeto j) e Bji (matriz de direção de cada raio sonoro i gerado pela propagação do objeto j em B-Format), e

b) a codificação do som do objeto j em B-Format, (módulo de codificação 3D para o objeto j) gerando-se (para Ambisonics de 1a ordem) 4 canais de som por objeto.

Uma proposta para distribuição de carga computacional é invocar uma instância de auralizador para cada objeto Oj (fonte sonora j) sendo calculada na cena, e alocar um nó do aglomerado responsável pela cadeia de auralização de uma fonte sonora presente na cena. A Figura 31 ilustra esta situação, considerando um nó com várias instâncias de auralização (vide blocos auralizadores em paralelo). Um ou mais objetos (fontes sonoras) seriam auralizados no nó.

No nosso experimento concentramos a auralização em um nó. Entretanto, concebemos em projeto a possibilidade de explorar as melhores condições de distribuição de carga, inclusive realizando a auralização (simulação mais codificação espacial) em um nó, e enviando o som codificado para outro nó – o nó sonorizador – onde sons provenientes de outros nós seriam misturados, decodificados e sonorizados. Também há a possibilidade de se utilizar dois nós sonorizadores,

endereçando conjuntos de fontes diferentes para cada um, mas mantendo-se o sincronismo entre as placas de som (com word-clock central).

endereçando conjuntos de fontes diferentes para cada um, mas mantendo-se o sincronismo entre as placas de som (com word-clock central).

O codificador Ambisonics virtual é a implementação central deste trabalho, e consta da integração de um simulador acústico baseado em fonte-imagem (ALLEN, 1979) e implementação inédita de um codificador de B-Format para fontes virtuais.

O codificador Ambisonics virtual é a implementação central deste trabalho, e consta da integração de um simulador acústico baseado em fonte-imagem (ALLEN, 1979) e implementação inédita de um codificador de B-Format para fontes virtuais.