Desarrollo de un algoritmo de procesamiento de audio espacial para la generación de videojuegos en entorno Unity

The term 3D audio describes a system in which multiple sounds can be placed around a listener even above or below it. With the current development of videogames and the computational boom, the inclusion of spatial audio is already possible. 3D sound is the component that helps capture the player. Th...

Full description

Autores:
Montoya Restrepo, Daniel
Cardona Muriel, Elizabeth
Martínez Pino, Cristian
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de San Buenaventura
Repositorio:
Repositorio USB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/8155
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10819/8155
Palabra clave:
Audio 3D
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Auralizaciones
Videojuegos
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description The term 3D audio describes a system in which multiple sounds can be placed around a listener even above or below it. With the current development of videogames and the computational boom, the inclusion of spatial audio is already possible. 3D sound is the component that helps capture the player. The elaboration of videogames with spatial audio provides an improvement of the general experience of the player, increasing his attractiveness, bringing him closer to a realistic experience. The virtual simulations of enclosures to obtain the sound field based on geometric acoustics allow a real-time implementation. The auralizations provide interactivity in the rooms that favor the recreation and sounding of scenes in video games. Consequently, the development of an algorithm that processes audio in real time within the Unity video game engine is proposed, without the need to use external audio processing and development environments, allowing to recreate the sensation of spatiality of the enclosure in which the virtual scene. The algorithm consists in the processing of impulse responses in B-format that are convolved in real time with a monophonic signal corresponding to the source to be spatialized. Subsequently, the decoding of the B-format is performed and a convolution with HRTF is performed to obtain a binaural listening. This encourages its use in videogame design processes with 3D audio. The algorithm was developed in the Pure Data graphic programming language. The algorithm was integrated into the Unity video game engine using the Pure Data Embedded Audio Synthesis Library (LibPd). The result of the investigation corresponds to an implementation of the algorithm in a virtual scene, allowing the listening of the sound field in the enclosure
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spelling Comunidad Científica y AcadémicaMurillo Gómez, Diego Mauricio56025f7a-3bbc-49b8-9e90-bb0caa203f37-1Montoya Restrepo, Daniela3f773aa-21ba-4b13-b472-0058565364ce-1Cardona Muriel, Elizabethad68ef6b-3890-423c-a95b-c0f29be39de4-1Martínez Pino, Cristiand2aa9b37-a9d5-4263-85ce-a17557a0a1db-12021-03-11T23:32:14Z2021-03-11T23:32:14Z20212021-03-11The term 3D audio describes a system in which multiple sounds can be placed around a listener even above or below it. With the current development of videogames and the computational boom, the inclusion of spatial audio is already possible. 3D sound is the component that helps capture the player. The elaboration of videogames with spatial audio provides an improvement of the general experience of the player, increasing his attractiveness, bringing him closer to a realistic experience. The virtual simulations of enclosures to obtain the sound field based on geometric acoustics allow a real-time implementation. The auralizations provide interactivity in the rooms that favor the recreation and sounding of scenes in video games. Consequently, the development of an algorithm that processes audio in real time within the Unity video game engine is proposed, without the need to use external audio processing and development environments, allowing to recreate the sensation of spatiality of the enclosure in which the virtual scene. The algorithm consists in the processing of impulse responses in B-format that are convolved in real time with a monophonic signal corresponding to the source to be spatialized. Subsequently, the decoding of the B-format is performed and a convolution with HRTF is performed to obtain a binaural listening. This encourages its use in videogame design processes with 3D audio. The algorithm was developed in the Pure Data graphic programming language. The algorithm was integrated into the Unity video game engine using the Pure Data Embedded Audio Synthesis Library (LibPd). The result of the investigation corresponds to an implementation of the algorithm in a virtual scene, allowing the listening of the sound field in the enclosureEl término audio 3D describe un sistema en el que múltiples sonidos pueden situarse alrededor de un oyente incluso encima o por debajo de él. Con el desarrollo actual de los videojuegos y el auge computacional, la inclusión de audio espacial ya es posible. El sonido 3D es el componente que ayuda a capturar al jugador. La elaboración de videojuegos con audio espacial proporciona un mejoramiento de la experiencia general del jugador, aumentado su atractivo, acercándolo a una experiencia realista. Las simulaciones virtuales de recintos para la obtención del campo sonoro basados en acústica geométrica permiten una implementación en tiempo-real. Las auralizaciones proporcionan una interactividad en los recintos que favorece la recreación y sonorización de escenas en videojuegos. En consecuencia, se propone el desarrollo de un algoritmo que procese audio en tiempo-real dentro del motor de videojuegos Unity, sin necesidad de utilizar entornos de desarrollo y procesamiento de audio externos. Esto posibilita recrear la sensación de espacialidad del recinto en el que se construya la escena virtual. El algoritmo consiste en el procesamiento de respuestas al impulso en B-format que son convolucionados en tiempo-real con una señal monofónica correspondiente a la fuente que se desee espacializar. Posteriormente se realiza la decodificación del B-format y se realiza una convolución con HRTF’s para obtener una escucha binaural. Esto propicia su uso en procesos de diseño de videojuegos con audio 3D. El desarrollo del algoritmo se realizó en el lenguaje de programación gráfico Pure Data. El algoritmo se integró al motor de videojuegos Unity utilizando la biblioteca de síntesis de audio embebible de Pure Data (LibPd). El resultado de la investigación corresponde a una implementación del algoritmo en una escena virtual, permitiendo la escucha del campo sonoro en el recintopdf60 páginasRecurso en lineaapplication/pdfD. Montoya Restrepo, E. Cardona Muriel, y C. Martínez Pino, “Desarrollo de un algoritmo de procesamiento de audio espacial para la generación de videojuegos en entorno Unity.”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura, Facultad de Ingenierías, Medellín, 2021http://hdl.handle.net/10819/8155spaIngenieriasIngeniería de SonidoMedellínAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] J. Blauert, H. Lehnert, J. Sahrhage y H. Strauss, «An Interactive Virtual-Environment Generator for Psychoacoustic Research. I: Architecture and Implementation,» Acta Acustica united with Acustica, vol. 86, nº 1, pp. 94-102, 2000.[2] Q. Huong, Dinh, N. Walker, L. Hodges, C. Song y A. 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