Processamento digital de sinais para simulação de efeito 3D em áudio em fones de ouvido

Abstract

O efeito de áudio 3D, também conhecido como áudio espacializado, pode gerar a percepção de fontes de áudio virtuais, com origem em diferentes localizações no espaço ao redor do usuário. Algumas das aplicações para este efeito apresentadas na literatura são: realidade virtual para videogames – na qual pode ser usado para criar um ambiente imersivo melhor com áudio para o jogador – e na realidade aumentada – como, por exemplo, para sistemas melhorados de prevenção a obstáculos para pessoas com deficiência visual. Nesse projeto, então, desenvolveu-se um programa de computador que gera o efeito do áudio 3D para fones de ouvido em tempo real, para uma fonte de áudio virtual de posição programável, e que tem como entrada a posição da cabeça do usuário – detectada por um sensor. O desenvolvimento desse programa exigiu tantos conhecimentos de psicoacústica quanto de programação, bem como outros, que são abordados ao longo do texto.

The effect of 3D Audio, also known as spatialised audio, can be generated through signal processing and thus create the perception of virtual audio sources, with their origins in different positions in the space around the user. Some applications presented in literature are: virtual reality for digital video games – at which it can be used to create a better immersive environment with virtual audio cues for the player – and augmented reality — for improved systems of obstacle avoidance for visually impaired people, for example. In this project, a computer software was developed, capable of generating 3D audio in real time for ear phones, for a given virtual audio source with a programmable position, and for a given user’s head position detected by a sensor. To develop this programme, a wide range of knowledge was required, such as psycho-acoustics as much as programming skills, and they are discussed in the following texts.