Unity Audio 完全に理解した勉強会での発表「VR音響のための鏡像法による距離減衰の再現」の資料です。

1. 音響のための
鏡像法による距離減衰の再現
完全に理解した

2. 自己紹介
吉高 弘俊（ ）
株式会社エクシヴィのオーディオプログラマ

3. 距離減衰

4. 距離感の表現
音量（とリバーブ）の相対的な変化で表現できる。
約 以内の距離感
を表現してくれる立体音響プラグインも！
（ など）
https://developer.oculus.com/blog/near-field-3d-audio-explained/

5. 距離減衰カーブ： デフォルト
なんとなく減衰しすぎ ？
演出意図を持って描く

6. 距離減衰カーブ＋演出意図
重要なサウンド
キャラクターボイスなど
重要でないサウンド
エアコンのノイズなど環境音
距離
音量

7. 距離減衰カーブ＋演出意図
重要なサウンド
キャラクターボイスなど
重要でないサウンド
エアコンのノイズなど環境音
距離
音量
センス頼り…？

8. リアリティのある
距離減衰とは？

9. なぜ逆２乗則どおりではない？
無響室での点音源の法則
点音源ではない
近距離では面音源とか
残響（リバーブ）がある
現実空間は無響室ではない
参考文献[1]

10. リバーブとは
直接音と初期反射、後期残響
エネルギー
時間

11. 距離減衰とリバーブ
後期残響音に対して、直接音や初期反射音を
小さくする 遠く感じる
エネルギー
時間
参考文献[2]

12. 距離減衰とリバーブ
直接音と初期反射がどう減衰するか？
シミュレーションでカーブを求めてみよう！
エネルギー
時間

13. 室内音響シミュレーション
実装が簡単な「鏡像法」を使う
● 直方体の部屋
● 点音源
● 鏡面反射
● 一様な吸音率
参考文献[3]

14. 鏡像法（ ）
壁から反射した音波は
「虚像」の位置から来る 音源
虚像
リスナー

15. 鏡像法（ ）
壁から反射した音波は
「虚像」の位置から来る
虚像ごとの時間差と音量差
を求める

16. 鏡像法（ ）
音源をインパルス音と仮定
インパルス応答が得られる
実装時のポイント：
● 固定端反射なので反射するごとに位相逆転
● 周波数領域で解くとより正確になる
参考文献[3]

17. インパルス応答から距離減衰を推定
直接音から までを
初期反射としてみる
値を測定
減衰がなかった場合の
値との比をとる
値に代入

18. 実際に動かしてみる

19. ６畳間
鏡像法 逆２乗則

20. ６畳間
鏡像法 逆２乗則

21. 大きめの部屋
６畳間 大きめの部屋

22. 実験してみてわかったこと
● 至近距離では急激に減衰
面音源で計算すると違うかも？
● 少し離れると
ほとんど減衰しない

23. 実験してみてわかったこと
部屋の大きさでの違い：
● 狭いとすぐ減衰が収束
● 広いと小さな音量に収束

24. そのまま使うときの課題
● 近傍での音量変化が急激なので
カーブに をかけて底上げ
● 環境に応じて部屋の大きさを変え
る
● 高速化が必要
● インパルス応答畳み込みする場合は
フラッターエコーがきついかも？

25. 距離減衰カーブを描くときへの応用
● 最大減衰距離は部屋の大きさより
も意外と小さい
● なだらかなカーブは物理的に間
違っていない
● 周囲の広さに合わせて距離減衰
カーブを変えるとよさそう

26. 今後の課題
● 音量だけでなく、リバーブも
変化させる
● 面音源でやってみる
● 可聴化してみる
● 正直にシミュレーションせず、統計
的にカーブを割り出す

27. で公開中！
https://github.com/TyounanMOTI/ImageMethodDistanceAttenuation

28. 参考文献
Zahorik, Pavel & Brungart, Douglas & Bronkhorst, Adelbert. (2005). Auditory distance perception in humans: A summary of past and present
research. Acta Acustica united with Acustica. 91. 409-420.
https://www.researchgate.net/publication/229068125_Auditory_distance_perception_in_humans_A_summary_of_past_and_present_research
[2] Robert Albrecht and Tapio Lokki. Adjusting the perceived distance of virtual speech source by modifying binaural room impulse response. In
International Conference on Auditory Display, July 6-10 2013.
https://mediatech.aalto.fi/publications/acoustics/ar/AlbrechtLokki2013Distance.pdf
[3] Lehmann,Eric A. & Johansson,Anders M. (2008). Prediction of energy decay in room impulse responses simulated with an image-source model.
The Journal of the Acoustical Society of America, 124, 269-277.
https://doi.org/10.1121/1.2936367 http://www.eric-lehmann.com/Papers/LehJoh08Prediction.pdf

29. ご清聴ありがとうございました！

30. おまけ

31. エディタ拡張で毎フレーム描画更新するときは
このメソッドを して すべし！
でインスペクタに描くときはほぼ必須？
https://docs.unity3d.com/ScriptReference/PropertyDrawer.CanCacheInspectorGUI.html

32. が激重
インパルス応答が サンプルとかあって重い。
から
で への参照を取ってくるしかなさそう？
https://forum.unity.com/threads/get-a-general-object-value-from-serializedproperty.327098/#post-2309545
はそんなに重くなかったです。
は折り返し点で行き過ぎたりして正確じゃなかったので使いませんでした。