Menu

Programas de predicción acústica

  • Publicado en Didáctica directo

Estos programas permiten visualizar, y en algunos casos oír, simulaciones acústicas de un determinado equipo de sonido en cualquier recinto. Hoy día existen numerosos programas de ordenador capaces de realizar predicciones de la acústica de un recinto, los más conocidos son EASE que distribuye Renkus Heinz (www.renkus-heinz.com) y ODEON (www.odeon.dk) distribuido por Brüel & Kjær (www.bksv.com), aunque podemos mencionar otros como CATT Acoustic, Bose Modeler, Epidaure...

Estos programas necesitan ciertos conocimientos en física y acústica para aprovechar al máximo su funcionamiento. Empezaron a desarrollarse a mediados de los años ochenta, aunque hasta el año 1990 no empezaron a crearse como tal.

Estos programas permiten visualizar, y en algunos casos oír, simulaciones acústicas de un determinado equipo de sonido en cualquier recinto.

Tenemos que saber que para realizar simulaciones los datos que tenemos que introducir en el programa deberán ser los más numerosos posible, para obtener resultados lo más cercanos a la realidad. De ahí la complejidad de la simulación, ya que debemos conocer todas las dimensiones del recinto, así como el de los obstáculos existentes en él. También el material y formas existentes en el local, para tener en cuenta su coeficiente de absorción.

O sea que si tuviéramos que entrar el máximo de datos para hacer la predicción, sería muy difícil usar este tipo de programas para hacer giras de cualquier artista, ya que, como mucho, en algunas ocasiones lo único que tenemos es una referencia del lugar donde se realiza la actuación, en otras el organizador nos puede facilitar planos informáticos en formato DXF, que es el original de AUTOCAD.

Como curiosidad mencionar que existe una opción en Internet, el programa MIREM que es una base de datos de los recintos escénicos en España, donde tenemos desde planos en formato AUTOCAD, fotos, equipo técnico y mucha información sobre todos los recintos.

Esto lo podemos visualizar en la pagina www.sgae.es, o ir directamente a www.artenetsgae.com/mire/index.htm, perteneciente a la Sociedad General de Autores de España.

Comentar que personalmente he realizado predicciones con algún plano descargado del MIREM, y al llegar al recinto he observado como existía alguna pequeña variación con respecto a éste.

SIMULACIÓN DE UNA CAJA ACÚSTICA
Tanto la acústica de un recinto como las características de propagación de una caja acústica se pueden visualizar perfectamente como vemos en la simulación del programa CLF, según sea el archivo, la resolución sera de 10º, 5º y 1 octava o 1/3 de octava.

Hemos cogido la caja acústica AM15 de Martín Audio para ver la simulación de propagación sonora, así como todas las características técnicas de ésta.

En el programa usado a continuación CLF, vemos las características técnicas de la caja, la resolución es de 5º y 1/3 de octava. En este caso el dibujo de arriba corresponde a la gráfica de dispersión (SPL) horizontal y vertical a una frecuencia de 1KHz visto en 3D.

En el dibujo inferior observamos el diagrama polar horizontal y vertical, esta vez visto en 2D.

/n79_10.jpg" border=2>
Plano DXF importado en EASE

/n79_11.jpg" border=2>
Resultado de la predicción acústica en EASE

/n79_12.jpg" border=2>
Ease Focus

El resto de información es sobre la cámara anecoica, distancia de la medida, tensión de entrada, sensibilidad y SPL a cada frecuencia, Impedancia, ángulos de cobertura horizontal, vertical..., para cada una de las frecuencias con opción de visualización de todas estas características en modo gráfico.

Estas son las principales características disponibles en este excelente programa de visualización técnico de cajas acústicas.

SIMULACIÓN DE RECINTOS
Nos detendremos en el programa EASE que es uno de los mas conocidos, aunque este tipo de programa no sea lo mas práctico en el día a día de una sonorización, por su complejidad y la falta de tiempo que tienen los técnicos involucrados en las giras.
Para solucionar en parte este problema casi todos los fabricantes de cajas acústicas tienen sus propios programas de predicción acústica más o menos logrados.

Cuando la mayoría de programas profesionales de simulación describen los fenómenos naturales de propagación acústica, EASE se orienta más a la adaptación de un sistema de sonido en función de las propiedades acústicas de un recinto cualquiera.

Gracias a una base de datos de característicos de cajas acústicas de la mayoría de fabricantes del mercado, el usuario tiene acceso a la mayoría de sistemas de difusión.

EASE emplea para las cajas acústicas una resolución de 10º en los diagramas polares, en bandas que van de 125Hz hasta 8KHz.(Según versión).
La información de cada caja acústica es la respuesta de frecuencia, nivel relativo, directividad, sensibilidad, impedancia, potencia máxima...

Aunque se puede simular un cluster, los tiempos de calculo serían muy largos, por lo que en ocasiones conviene utilizar modelos superiores en menor cantidad.

El funcionamiento del programa es en Windows, desde el primer momento en el programa observamos las funciones básicas de cualquier programa de simulación acústica, aunque los sub-menús sí que necesitan el estudio del manual de usuario.

Para simular un recinto el procedimiento es bastante rápido y bastarán unos minutos para introducir cien superficies. Existen funciones automáticas de simetrías y unión de las superficies, aunque también está la posibilidad de importación de planos de archivos DXF (AUTOCAD).

Los algoritmos empleados se efectúan por la propagación de ondas esféricas. Un tiro de rayos simula las reflexiones por las fuentes de imagen, un cálculo puramente geométrico.

El principal inconveniente de este tipo de simulación es el tiempo de cálculo importante.

En cuanto a los criterios acústicos, el primero sería el tiempo de reverberación RT60, que se puede calcular por el método de Shroeder, que es mas preciso que el método de Sabine.

Existe una función que propone al usuario el empleo de determinados materiales en función del tiempo de reverberación deseado.

Se puede determinar las reflexiones no deseadas y el lugar exacto donde situar los paneles absorbentes. Existe también la posibilidad de aplicar tiempo de delay inicial (ITD), lo que permite ajustar tiempos de retardo.

Los niveles SPL se muestran de diferentes colores, las interferencias constructivas y destructivas, tienen cuenta de la fase.

EASE evalúa criterios de inteligibilidad C7, C50 y C80 que corresponden a la distancia crítica europea. C7 es la relación entre la energía contenida en los primeros 7ms y la energía medida en el intervalo que va de 7ms hasta infinito, C50 que es con 50ms, definido como el índice de inteligibilidad Alcons, y por último C80 donde el el tiempo es de 80ms.

EASE en la actualidad va por la versión 4.1 y ya desde la versión 2.12 cuenta con funciones de auralisacion, que es la reproducción sonora de un espacio predeterminado anteriormente en el programa.

PROGRAMAS DE PREDICCIÓN ACÚSTICA CREADOS POR FABRICANTE DE CAJAS ACÚSTICAS
Para evitar la complejidad de uso durante las giras y el mejor rendimiento de sus cajas acústicas, la mayoría de fabricantes con la llegada de los line arrays han desarrollado sus propios programas. Así Heil Acoustic con Soundvision, Nexo con GeoSoft, Martín con el Viewpoint, Meyer Sound con el Mapp, Electrovoice con Evlaps...

Mención especial para EASE FOCUS, que es un programa general gratuito para predicción acústica orientado a los line arrays, es "ofrecido" a las marcas que no dispongan de un programa propio de predicción acústica.

Aunque la mayoría de programas se basan en hojas de cálculo de excel y potentes macros, ya cada vez más fabricantes utilizan mejores resoluciones e incluyen interferencias entre cajas.

Hemos escogido como ejemplo el programa Mapp on Line, por ser uno de los más potentes creado por un fabricante y uno de los más veteranos.

Este programa de predicción acústica comenzó a desarrollarse hace 10 años y en la actualidad esta en la versión 2.5.54.

El programa es gratuito, basta con rellenar la solicitud en la web del fabricante y en unos días recibimos el enlace de descarga personalizado.

Otra característica de este programa es que necesita una conexión a la red, cosa fácil hoy día con los teléfonos, tarjetas telefónicas de los operadores de telefonía móvil nacionales. Esta conexión al exterior es necesaria para conectarse al laboratorio que Meyer Sound tiene en USA, donde se realizan todos los cálculos. Pues todas las cajas acústicas se introducen en la cámara anecoica y se procede a su medición desde las frecuencias más bajas a las más altas; mencionar que esta cámara anecoica tiene un brazo telescópico idéntico a los usados en la NASA, para agarrar la caja objeto de las pruebas y poder girarla 360º por pasos de 0,1º.

Toda esa base de datos y todos esos cálculos se tienen que hacer obligatoriamente en los ordenadores de dichos laboratorios, conectándose con el Mapp como "Host" y para ello el programa se basa en "Java".

Al abrir el programa aparecen dos ventanas, una de campo sonoro y otra de simulación virtual.

Esta es la ventana principal, donde se dibujará o insertará el recinto, y también donde se insertará y configurará el sistema de difusión.

En esta ventana aparecen parámetros medioambientales como temperatura, humedad... y donde se especifica la frecuencia escogida para la predicción, así como su ancho de banda.

En esta segunda ventana tendremos la simulación virtual de respuesta en frecuencia del sistema según el micrófono de medición escogido y su posición en el eje X, Y, además de la respuesta en frecuencia, obtenemos la respuesta impulsional, el espectro según la resolución seleccionada hasta un 24 de octava.

En la ventana superior vemos cómo se ha colocado un line array con su respectiva anulación para cubrir distintas zonas, previamente dibujadas, en un teatro. Los colores indican los niveles SPL a la frecuencia seleccionada, en este caso 2KHz, a la izquierda tenemos la barra de colores para ver el nivel de atenuación del nivel SPL.

Si queremos saber con exactitud cuál sería el nivel SPL en un determinado punto bastaría con colocar un micrófono de medida en ese punto y hacer la predicción.

Este mapa de presión acústica que aparece en esta ventana nos informa de las interferencias constructivas y destructivas existentes, así como su relación de fase.

Es decir, podemos ver exactamente dónde se producen las cancelaciones a cada frecuencia.

En las siguientes ventanas (Fig. 2, 3 y 4) observamos las tres gráficas posibles en la ventana "virtual SIM".

/n79_13.jpg" border=2>
Figura 2. Respuesta en frecuencia.

/n79_14.jpg" border=2>
Figura 3. Respuesta de impulso.

/n79_15.jpg" border=2>
Figura 4. Espectro en tercio de octava.

En esta ventana observamos la respuesta en frecuencia del sistema en la posición del micrófono seleccionado.
En la figura 3 vemos la respuesta de impulso, que es el tiempo según la frecuencia que tarda la señal en llegar al micrófono de medida, también nos ofrece información de la polaridad de la señal.

En la ventana de la figura 4 podemos ver el espectro de la señal por banda de octava.

Estas ventanas nos indican también información sobre la posición exacta del micrófono de medida en el eje x,y, distancia a la fuente, tiempo del primer impulso y nivel de de presión SPL, que en su última versión son con ponderación A, C y lineal, medios y de pico.

/n79_16.jpg" border=2>
Figura 5. Importación de plano en el Mapp.

En la ventana de la figura 5 hemos cambiado el color de fondo e importado un plano hecho en Autocad en formato DXF para poder realizar la predicción con más realismo.

Describir todas las ventanas de este programa sería bastante largo, por lo que estamos explicando sólo las principales.

En la ventana de configuración de cajas acústicas podemos escoger angulación de cada una de las cajas, del conjunto o del "top grid", también llamado "Bumper", que es la parte de estructura metálica que soporta el peso del conjunto de las cajas.

Es posible escoger polaridad , nivel y delay de cada una de las cajas independientemente.

Otra información muy útil en esta ventana es que al configurar nuestro arreglo tenemos información puntal de los distintos pesos que tenemos en la parte delantera y traseras, así podremos anticipar el tipo de estructura que debemos escoger para aguanta dicho sistema.

Por otro lado, la última versión del Mapp tiene integrados parámetros de ecualización paramétrica y filtros del potente procesador de altavoces Galileo.

Observamos en esta comparativa (Figura 6) exportada en MatLab la diferencia mínima entre la predicción del Mapp y el análisis del equipo en el equipo SIM.

Por ultimo, insistir en el uso de este tipo de programas, ya que son bastante fiables y no olvidemos que la cobertura vertical de los line array son tan pequeñas que un error de un sólo grado puede dejar algunas partes del público sin cubrir.

 

email  facebook rec  twitter rec  google rec  printrest rec  linkedin rec  rssnews