Generación de un renderizador acústico.

Abstract

El presente proyecto se centra en el diseño e implementación de un renderizador acústico con capacidad de auralización en tiempo real en escenas virtuales tridimensionales. La auralización se define como el proceso de hacer audible el campo sonoro generado por una fuente en un entorno determinado, mediante la aplicación de modelos físicos o matemáticos. Para lograr este objetivo, se utilizan técnicas avanzadas de computación gráfica y procesamiento de señales, que permiten modelar con precisión la interacción del sonido en entornos virtuales. Particularmente, se emplea el trazado de rayos, una técnica utilizada tradicionalmente para modelar la propagación de la luz y su interacción con los objetos. A lo largo de este trabajo, se justifica esta decisión describiendo los fundamentos físicos del sonido y presentando un modelo simplificado de su propagación, sobre el que se basa para la construcción de este motor acústico. Este enfoque permite adaptar los principios del trazado de rayos al ámbito del sonido, proporcionando una solución eficiente y precisa para la simulación acústica en tiempo real. Las GPUs (Unidades de Procesamiento Gráfico) se han mostrado particularmente adecuadas para el trazado de rayos debido a su capacidad para manejar cálculos paralelos de alta complejidad de manera eficiente. Este paralelismo es crucial tanto para el trazado de rayos, ya que cada rayo se puede procesar de forma independiente, como para el procesamiento de la señal acústica. De este modo, el uso adecuado de esta tecnología permite acelerar significativamente el proceso de auralización, logrando que se realice en tiempo real. El resultado del proyecto es un programa que permite realizar la auralización de una entrada de audio determinada, a partir de una escena virtual tridimensional existente dentro de la que se posicionan objetos virtuales para representar el emisor del sonido y el receptor. Este motor acústico se limita a simular la reflexión y absorción del sonido, y no contempla otros fenómenos acústicos como la difracción o la transmisión. A pesar de esta limitación, el sistema proporciona una base robusta y eficiente para la auralización en tiempo real, facilitando futuras expansiones que incluyan estos fenómenos adicionales, logrando así simulaciones más completas. Los resultados de este proyecto de grado están disponibles en el repositorio AudioRenderingV2. En este repositorio, se presentan ejemplos de sonidos auralizados en diversos escenarios, demostrando los resultados del trabajo realizado.