유체 시뮬레이션을 이용한 소리 진동 시각화
Visualization of Sound Vibration Using Fluid Simulation
- 주제(키워드) fluid , sound visualization
- 발행기관 서강대학교 영상대학원
- 지도교수 정문열
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 영상대학원 미디어공학
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046756
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
본 논문은 음악의 청각적인 정보를 유체 시뮬레이션에 작용하는 힘으로 계산하여 스피커에서 나오는 소리의 크기에 따라 변화하는 공기 중의 압력을 실시간 시뮬레이션으로 표현하는데 목적이 있다. 소리는 진동이라는 물리적 측면에서 볼 때, 우리가 소리를 듣고 파형을 보는 것뿐만 아니라 진동의 크기를 느낄 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 진동의 크기를 예측할 수 있고 현재 위치에서의 진동을 육안으로 확인할 수 있다. 유체 시뮬레이션은 격자구조로 구성되며 각 격자는 속도와 밀도 값을 가지게 된다. 격자에 더해지는 속도, 밀도의 크기와 중력과 같은 외부힘에 의해 유체는 확산, 이류 작용을 통해 움직이게 된다. 공기 중의 압력은 음압(Sound Pressure)에 따라 변화한다. 음압은 소리의 크기로 표현된다. 음원과 멀어질수록 소리의 크기는 작게 들리게 된다. 그러므로 상대적으로 소리가 큰 위치는 높은 밀도를 가지게 되고 소리가 작게 들리는 위치는 낮은 밀도를 가지게 된다. 청취자의 주변에서 소리에 따른 공기의 진동변화를 밀도에 의해 시뮬레이션하므로 육안으로 확인할 수 없는 공기의 압력변화에 따른 움직임을 관찰할 수 있다. 음원과 청취자간의 거리 계산을 통하여 최종적으로 청취자의 위치에서 듣는 소리의 크기를 시각화한다. 음악이 플레이됨과 동시에 어느 위치에 스피커가 있고, 현재 위치에서 어떻게 압력이 변화하는지 실시간으로 확인할 수 있도록 소리 진동의 시각화를 실험하였다.
more초록/요약
This study aims at explaining the pressure in the air that changes according to the amount of sound from a speaker in real-time simulation by calculating audio information of music by the power applied to the fluid simulation. In a physical aspect of vibration, people not only watch wavy sound but also feel the amount of vibration. They can predict the amount of vibration and check the vibration with a naked eye in the present location using simulation. Fluid simulation consists of grid structure, and each structure has a velocity and density. Due to the size of velocity and density added to the grid, and an outer force such as gravity, fluid moves based on diffusion and zonal advective feedback. The pressure in the air changes by sound pressure. Sound pressure is manifested as the amount of sound. The farther it is from sound source, the smaller the sound is heard. Therefore, a location with relatively loud sound has high density, while a location with small sound has low density. The movement of the air by pressure changes was observed, which could have not been detected with a naked eye, as changes of vibration in the air around the listener were simulated on a density basis. Visualize the amount of sound that the listener can hear finally by calculating the distance between the sound source and the listener. Visualization of sound vibration was tested to identify the location of a speaker and real-time pressure changes in the current position simultaneously when the music is turned on.
more