Erstreflektionen simulieren mit Webtool

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    • Erstreflektionen simulieren mit Webtool

      nightflight schrieb:

      Guten Morgen Sven,

      Hochinteressant finde ich auch den Hinweis auf die Ledercouch: viel Fläche, die insbesondere wenn man alleine darauf sitzt dann natürlich auch viel Reflektionsfläche bietet...


      Ich bin nicht ganz allein, hab noch zwei Kissen neben mir liegen ;)


      Thema: Ray-Tracing/Strahlengang/Erstreflektionen

      Ich wurde kürzlich auf ein nettes Tool aufmerksam gemacht, mit dem man seine Erstreflektionspunkte sehr schön simulieren kann.
      Für die exakte Bestimmung sollten die Raumproportionen korrekt eingezeichnet sein, also Länge x Breite und die reflektierenden Flächen/Objekte
      ( Hier: Wandbegrenzungen und Hauptlautsprecher sowie Surround, da auf Ohrhöhe).

      Dieses grafische Rechenmodell berücksichtigt lediglich strahlenförmig abgegebene Schallwellen (im horizontaleren Verlauf)
      also die oberhalb der vierfachen Schröderfrequenz, darunter beginnt der Übergangsbereich von strahlenförmig zu kugelförmiger Abstrahlung.



      Folgende Bilder zeigen die Reflektionen der 1. Ordnung der vorderen LS:








      Das Hauptproblem liegt hier erwartungsgemäß bei der Rückwand, die Couch habe ich nicht als Begrenzugsfläche eingezeichnet, würde theoretisch nicht viel am Strahlengang ändern.
      Beim Center ergibt sich in der horizontalen nur eine Reflektionsfläche, die Rückwand.
      Bevor Einwände kommen: Boden und Decke natürlich ebenso, dies wird hier wie oben erwähnt nicht berücksichtigt.


      Nehmen wir mal die Reflektionen 2. Ordnung hinzu:








      Das Bild des Centers spare ich mir, sieht genauso aus wie bei der 1.Reflektion, da der Strahl schnurgerade verläuft und bei der gegebenen Anwinkelung des Centers nur in Richtung Decke reflektiert werden würde.

      Hier sehen wir zusätzlich leichte Reflektionen seitlich an den Balken ( rechts ) und am Ende der linken Wand zum Durchgang hin.
      Ich hatte testweise je einen Keil Aixfoam vor die Seitenwände auf die Ablagetische gelegt, was das Klangbild sehr negativ beeinflusste.
      Offenbar hat das späte Reflektionen gleich mit absorbiert, die Brillanz im Klangbild war jedenfalls völlig verschwunden, das war nicht mit anzuhören. 8o
      Soviel zum Thema Relevanz des diffusen Nachhalls ;)


      Ausserdem sind hier Reflektionen von Rückwand > Front > Hörplatz zu beobachten. Ein Szenario dass in vielen Räumen so sehr wahrscheinlich ist.
      Daher wird dazu geraten, zumindest die Front absorbierend auszulegen und hinten je nach Abstand und Abhörszenario(Stereo/Mehrkanal) diffus streuend ( LEDE )
      oder bei kurzen Abständen zur Rückwand wie bei mir absorbierend ( DEDE ) vorzugehen.

      Die Front kann und werde ich nicht bedämpfen, dafür ist mir meine Steinwand zu heilig .
      Mein Fazit hierzu ist, die Rückwand zwischen den Rears so vollflächig wie möglich absorbierend auszulegen, so wie es die Empfehlung bereits vorsieht.

      Im nächsten Teil gibt es was zu den Rears zu lesen :bier:
      Gruß, Jeez

      "FOSSIL-THEATRE"
      Heimkino-Award 2008

    • Opa Uwe schrieb:

      Wozu aber diese " Übergenauigkeit "? Damit werden Sachverhalte suggeriert, die in Wirklichkeit so nicht zutreffen.


      Oberhalb des modalen Bereiches (also des Grundtons) trifft das Modell schon zu. Das kann man sehr schön mit der ETC und ein paar temporären Absorbern nachvollziehen. Ich habe das bei mir so gemacht. :)

      Trotzdem gibt es einige Einschränkungen, die diese Methode nicht berücksichtigt:

      - die Abstrahlung der Lautsprecher ist nicht kugelförmig. Eine höhere Bündelung erzeugt schwächere seitliche Reflexionen (auch von oben/unten)
      - die Reflexionen sind wegen der ungleichmäßigen Abstrahlung und der Materialien der Begrenzungsflächen nicht frequenzneutral

      Weiterhin ist die Darstellung als ETC sehr trügerisch. Denn hohe Spitzen entstehen ausschlielich durch hohe Frequenzen. Werden diese bedämpft, so verschwinden die Spitzen, in Wahrheit wird aber noch eine ganze Menge im Grund- und Mittelton reflektiert. Man sieht es nur nicht. REW kann die ETC zwar nach Frequenzbereiche gefiltert darstellen, aber so richtig hilfreich ist das auch nicht immer, da die Spitzen ohne die hohen Frequenzen viel breiter und undefinierter werden. Man kann sie dann kaum noch zu einer Begrenzungsfläche zuordnen.

      Es gibt ja diverse Untersuchungen zu Erstreflexionen. Sie kommen zu dem Schluss, dass die seitlichen als angenehm empfunden werden ("räumlich"). Diese besitzen einen niedrigen interauralen Kreuzkorrelationskoeffizienten (IACC), das heißt, die reflektierten Signale unterscheiden sich stark an beiden Ohren. Dagegen werden Reflexionen mit hohem IACC als störend wahrgenommen. Das betrifft vor allem Reflexionen des Centers an Boden, Decke und Rückwand. Hier sollte also am ehesten etwas getan werden.

      Ob nun absorbiert oder diffundiert wird, ist im Grund gar nicht so wichtig. Am Ende sollte nur die Nachhallzeit nicht zu kurz, nicht zu lang und möglichst frequenzneutral sein. Das halte ich nach wie vor für das wichtigste Kriterium eines Raumes.


      @Jeez
      Schön systematisch umgesetzt! :thumbs:

    • Hallo Jeez,
      hallo Nils,

      ich bin der Meinung, dass dieses Modell auch oberhalb des Grundtones die Realität nicht exakt widerspiegelt.

      Dieses Laserstrahlmodell berücksichtigt zum Beispiel nicht die unterschiedliche Art der Schallausbreitung bei verschiedenen Frequenzen, ( auch oberhalb des Grundtones).

      Nur zur Verdeutlichung meiner Gedankengänge:

      Die rechte Seitenwand wird nie Hochtonfrequenzen der rechten Frontbox als 1. oder 2.Reflexion mit relevantem Pegel "abbekommen"

      Tiefe Frequenzen hingegen treffen schon weit vor und weit hinter dem "Spiegelpunkt" mit hohem Pegel auf die Wand.

      Worauf ich letztlich hinaus will: An der Stelle, wo ich mit dem "Rasierspiegel" an der Wand, den Lautsprecher sehe, trifft nur ein ganz bestimmtes Frequenzspektrum ganz genau ein .

      Diese Methode ist in der Praxis ja durchaus probat, wenn man an diese Stellen großflächige Absorber setzt.

      Der Unkundige vertraut möglicherweise aber dem Laserstrahlmodell und hängt an den Spiegelpunkt ein einzelnes kleines "Absorberlein" und wundert sich dann über die ausbleibende Wirkung.

      Bis bald :bier:

      Uwe

    • Opa Uwe schrieb:

      Dieses Laserstrahlmodell berücksichtigt zum Beispiel nicht die unterschiedliche Art der Schallausbreitung bei verschiedenen Frequenzen, ( auch oberhalb des Grundtones).


      Das ist ja genau das, was ich mit dem Abstrahlverhalten des Lautsprechers meinte. :)

      Ich stimme dir in dem Punkt auch vollkommen zu. Der Absorber sollte nicht nur diesen Punkt abdecken, sondern deutlich mehr.

    • FoLLgoTT schrieb:


      Ich stimme dir in dem Punkt auch vollkommen zu. Der Absorber sollte nicht nur diesen Punkt abdecken, sondern deutlich mehr.


      Also mir ist das schon klar ;)

      Im übrigen lässt sich in diesem Webtool auch das Feld "Raytracing" anklicken, somit alle vom LS abgegebenen Strahlengänge ausgeben und die Strahlenzahl eingeben, wenn gewollt sogar im 360° Umkreis, wenn man das möchte. Habt ihr das schon ausprobiert? Perfekt ist das Tool nicht, aber wenn man akustische Basics etwas inne hat, kann man damit gut arbeiten finde ich. :bier:

      Ich habe für meine Grafiken "Algorithm" verwendet, weitere sind in meiner Galerie abgelegt, jeweils mit "dem Feld "Raytracing" berechnet.
      Gruß, Jeez

      "FOSSIL-THEATRE"
      Heimkino-Award 2008

    • Hi Forum :)

      Ich bin der Entwickler des kleinen Webtools das Sven hier vorgestellt hat. Ich freue mich sehr, dass es hier schon so eingesetzt wird wie ich mir das erhofft habe. Es ist allerdings ganz frisch online und Ihr seid eigentlich das erste Feedback das ich bekomme/gefunden habe. Es freut mich besonders, dass die Nachteile genauso wie die Vorteile der Modellierungsart (Schallstrahlen) gleich mit diskutiert werden. Das scheint mir die ideale Diskussionsrunde um nach Wünschen und Anregungen zu fragen und darauf einzugehen. Ich bin noch mitten im Entwickeln und die Liste an Ideen ist lange. Natürlich freue ich mich über Vorschläge an Hand derer ich meine Todos erweitern und ordnen kann.

      Zu allererst: Sven! Ist es dir recht wenn wir deinen Thread hier damit belasten? Ich kann auch gerne einen anderen Thread dafür aufmachen.

      Eine erste Antwort geb ich mal hier:
      Zum Tool:
      Das Strahlenmodell/Die geometrische Akustik hat von sich aus schon große Einschränkungen die ihr ja kennt. In meinem Fall kommt hinzu, dass das ganze zweidimensional ist. Dieses Tool ist nicht als Konkurrenz zu teurer oder universitärer Modellierungssoftware gedacht, sondern als Konkurrenz zu Papier und Bleistift. Bei Fragen wie "wie weit muss ich meinen Lautsprecher verschieben?" oder "wie schräg muss die Wand sein?" will ich damit schnell und einfach zu einer ersten Einschätzung kommen. Dabei wollte ich, dass es möglichst so einfach zu bedienen ist wie einfache Zeichenprogramme.


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      [quote]Damit werden Sachverhalte suggeriert, die in Wirklichkeit so nicht zutreffen. [/quote]

      Das ist ein allgemeines Problem von Modellen, vor allem wenn sie als Vereinfachung gedacht sind. Man muss über die Vereinfachung bescheid wissen und die Dinge erkennen die noch hilfreich sind. Das ganze Tool existiert nur, weil ich eine Möglichkeit haben wollte spezielle Dinge in Echtzeit anzuschauen, zu demonstrieren, ausprobieren zu können. Das geht sehr gut. Ich werde aber in die Hilfe noch einen Absatz "Einschränkungen" einfügen. Die Verweise zur Theorie muss man dann halt erst lesen.


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      [quote] - die Abstrahlung der Lautsprecher ist nicht kugelförmig. Eine höhere Bündelung erzeugt schwächere seitliche Reflexionen (auch von oben/unten) - die Reflexionen sind wegen der ungleichmäßigen Abstrahlung und der Materialien der Begrenzungsflächen nicht frequenzneutral. Weiterhin ist die Darstellung als ETC sehr trügerisch.[...]
      [/quote]

      Damit hast du vollkommen recht! Auf meiner TODO Liste steht unter anderem eine Abstrahl Charakteristik die man für die Quelle zeichnen können soll. Die wird aber nicht für verschiedene FQ-Bereiche sein. Die strahlen werden einfach unterschiedlich stark sein. So wie wenn man jetzt den globalen Absorptions-Koeffizienten links einstellt. Gleiches gilt für die Wände. Sie sollen einzeln einstellbare AbsKoeff. bekommen, aber wieder frequenzneutral.
      Die ETC ist tatsächlich (auch aufgrund der 2D Darstellung) weit weg von der Realität. Sie ist vor allem dazu da um zu erkennen welche Zeit der Schall in etwa zu/von bestimmten Orten benötigt. Man weiß in welchen Zeitbereichen reflektierte Schallenergie nützlich/störend ist und hier kann man beim richtigen Einsatz wieder ganz gut zu einem ersten Eindruck kommen. Es soll die Möglichkeit geben einzelne Strahlen mit der Maus zu markieren und so zu sehen welcher Strahl für welchen Strich in der ETC steht. Auch umgekehrt soll man einen zeitbereich markieren können und so sehen welchen Weg der Schall in etwa nimmt um zu diesem Zeitpunkt anzukommen. Das ist auch nicht vollständig oder extrem genau, aber ein guter erster Hinweis.


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      [quote]Perfekt ist das Tool nicht, aber wenn man akustische Basics etwas inne hat, kann man damit gut arbeiten finde ich. :bier:[/quote]

      Danke dafür :)


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      [quote]Ich habe für meine Grafiken "Algorithm" verwendet, weitere sind in meiner Galerie abgelegt, jeweils mit "dem Feld "Raytracing" berechnet.[/quote]

      Die beiden Algorithmen die man hier auswählen kann würde ich Raytracing und Beamtracing nennen. Ersterer schickt einfach in beliebige Richtungen strahlen aus und dann wird berechnet was an den Enden passiert wenn sie wo ankommen und so immer weiter. Bei zweiterem wird jeder existierende (mit den üblichen Einschränkungen ohne Beugung) Weg gefunden den es zwischen Quelle und Sender gibt. Man bräuchte unendlich viele Strahlen um das mit dem ersten Algorithmus zu schaffen. Sie heißen nicht "Raytraing" und "Algorithm", das ist die Überschrift die du da zerlegst ;)
      Hast du übrigens Grafikprobleme bei den Buttons? Schaut auf den Screenshots so aus.

      OK, ist lang genug geworden für den ersten Post. Sorry Sven falls du das in diesem Thread nicht so genau abhandeln willst!!
      Liebe Grüße aus Wien
      Andi

      PS: Funktioniert bei euch die Zitierfunktion des Forums? Habs mit 2 verschiedenen Browsern probiert und mache es eigentlich wie in der Forenhilfe beschrieben. Ich hab die Zitate zwar in meinem Zitate-Tab, von dort bekomme ich sie aber nicht in den Editor.

    • Lieber Ravenous, da es sich um meinen Raum und auch um Grafiken handelt, die ich selber erstellt habe, wäre ich sehr dankbar für einen Hinweis als PN gewesen.

      Davon mal ab, meinen Dank an Dich andymel für die Programmierung dieses Tools.
      Im Übrigen auch für den Modenrechner, solche findet man zwar auch unter anderen einschlägigen Adressen, die Bewertung der Bonello-Kriterien dagegen nicht überall, das ist echt ne feine Sache, um anhand seiner Abmessungen bewerten zu können, wie geeignet ein Raum für eine optimale Bassperformance ist, bzw. wie gut die Ausgangslage dafür ist.

      - DANKE! -

      Das Tool bzw. den Link dorthin, hat mir ein Bekannter aus meiner Raumakustik-Gruppe auf Facebook zukommen lassen.

      Sie heißen nicht "Raytraing" und "Algorithm", das ist die Überschrift die du da zerlegst ;)
      Ups :verlegen:

      Hast du übrigens Grafikprobleme bei den Buttons? Schaut auf den Screenshots so aus.


      Nope, muss irgendwie beim Screenshot erstellen passiert sein. :)
      Gruß, Jeez

      "FOSSIL-THEATRE"
      Heimkino-Award 2008

    • Guten Morgen,

      ich muss noch mal bisschen nachbohren:

      Das erste Bild soll die 1. Reflexion eines Frontlautsprechers zeigen. Diese ist als Reflexion an der Rückwand eingezeichnet. Das mag m.M. vielleicht für einen scharf bündelnden Hochtöner zutreffen, aber eigentlich ist die erste Reflexion doch an der rechten Seitenwandel, wo die ( mehr oder weniger ) kugelförmig abgestrahlten Tief- und Mitteltonfrequenzen reflektiert werden.

      Bis bald

      Uwe

    • Guten Morgen Uwe :)

      Der Punkt ist, dass es rechts keine echte Seitenwand gibt bis auf den Teil rechts neben dem hinteren Bipol, der Durchgang ist sonst aber offen zur rechten Seite hin, links ist ein türbreiter offener Durchgang zum Nebenzimmer.
      Die hinteren Seitenwände unter meinen Wandleuchten mit Absorbern zu bekämpfen, wo rein rechnerisch die Reflektionspunkte liegen würden, ist klanglich völlig kontraproduktiv. Das habe ich mit je einem Keil Akustikschaum getestet.
      Diese potentiellen seitlichen Reflektionen stellen kein konkretes Problem dar, die Rückwand sowie das Leder der Kopflehne meiner Couch aber sehr wohl, ich werde die Tage meine Wavewood an der Rückwand entfernen und eine 10cm Basotect-Fläche von 170 x 75cm hinter der Couch verbauen und mit Akustikstoff bespannen.
      Gruß, Jeez

      "FOSSIL-THEATRE"
      Heimkino-Award 2008

    • Morgen,

      jeez schrieb:

      Der Vollständigkeit halber hier die ganze Quellangabe:

      Andreas Melcher, Wien
      acoustics.andymel.eu/
      ich kann zwar zum Thema nix beitragen, möchte aber mal meine Begeisterung über die Seite von Andreas zum Ausdruck bringen - die ist wirklich super! :thumbs:
      Ich bin gerade dabei einen neuen HK-Keller-Neubau zu planen, da sind die ganzen beschriebenen Grundlager zum Thema Schallschutz und der Raummodenrechner eine echte Goldgrube.
      Vielen Dank dafür!

    • Verdammt, "ab 6Beiträgen" bedeutet wohl erst der 7te.

      Nun gut. Dann ohne Zitat. Danke hocky für die Begeisterung. Die Seite wird eh noch nicht wirklich gut besucht, also tob dich aus und schmökere was das Zeug hält ;). Es freut mich wenn die viele Arbeit nicht umsonst war. Es ist garnicht so einfach verständlich über Aksutik zu schreiben und trotzdem halbwegs "physikalisch korrekt" zu bleiben. Auch hier, wenn du/ihr was nicht versteht, oder in euren Augen etwas fehlt, bitte Bescheid sagen. Ich ergänze dann sehr gerne. Und verlinkt dorthin wenn und soviel wir wollt ;)

      lg Andi

    • Dazu hätte ich noch eine Frage.

      Wie kommst du auf die Winkel der Linien die vom LS den Schall/Reflexionen aufzeigen?
      Gibt es da feste Winkel oder ist da jeder LS unterschiedlich?

      Wenn man das relativieren könnte wäre es auch für mich möglich die Reflexionspunkte im Raum zu bestimmen,
      ohne mit dem Spiegel und einer 2. Person die Punkte zu bestimmen.
      Mit freundlichen Grüßen

    • Dann könnte dieses Bild genauso auch anders ausschauen?
      Ist mir ein Rätsel wie man zu so einem Bild kommt, gibts da eine Formel oder Vorgehensweise?
      Man muss ja den LS und den Sweetspot miteinander verbinden, wüsste nicht wie ich es auf dem Papier anstellen sollte.
      Vielleicht ist Geometrie auch einfach zu lange her?!
      Mit freundlichen Grüßen

    • Was Aries hier gezeichnet hat, sind nach vorne NUR die "Linien" für Erst- und Zweitrelfexionen zum Hörplatz (Sweetspot). Das sind dann 4 "Linien" pro Lautsprecher: 1. und 2.- Reflexion nach links und 1. und 2. Reflexion nach rechts. Im Prinzip gibts auch Linien für 3., 4. ,5.,.... Relfexionen und nach hinten...also Abstrahltechnisch unendlich viele...! Gewollt waren aber nur 1. und 2.- Reflexionen.

    • Tut mir leid wenn das hier OT wird aber irgendwie versteh ich die Vorgehensweise nicht, noch eine Frage:

      Wie kann ich mir so eine Zeichnung selbst erstellen? Der Erste Reflexionspunkt wird doch dadurch erklärt das es nach dem
      Direktschall der kürzeste Weg zum Ohr ist. Muss man jetzt hunderte Linien mit dem gleichen Ein- und Ausfallswinkel einzeichnen die
      ihren Start- und Endpunkt am LS und dem Sweetspot haben? Davon die Längen messen und damit sie in Erst und Zweitreflexion einteilen?
      Mit freundlichen Grüßen

    • Aloha,

      im Grunde kannst du vom Lautsprecher aus beliebig viele abgehende Linien einzeichnen. Sobald die Linie auf eine Wand trifft, wird sie mit "Eingangswinkel = Ausgangswinkel" reflektiert. Sobald die Linie auf den Zuhörer trifft, ist sie (zumindest in diesem Fall) zu Ende. Der Grad der Reflektion ergibt sich dann aus der Summe der Wand-Kontakte.

      Das lässt sich natürlich am Rechner viel einfacher konstruieren, als auf Papier.


      MfG
      - deuterianus
      Gute Entscheidungen basieren auf Erfahrung. Leider kommt Erfahrung oft von schlechten Entscheidungen.

    • Vielleicht versteh ich auch die Fragen falsch aber mal ein Beispiel anhand einer Erstreflexion (wenn es verstanden wurde, kann das OT ja evtl einfach gelöscht werden ;) ). Es gibt nur EINEN PUNKT an der Seitenwand, an dem der Einfallswinkel und der Ausfallswinkel des Schalls (an dieser Seitenwand) gleich ist, um von dort GENAU an den Sweetspot zu gelangen. Genau diesen Punkt musst du suchen.

    • Caleb81 schrieb:

      Muss man jetzt hunderte Linien mit dem gleichen Ein- und Ausfallswinkel einzeichnen die
      ihren Start- und Endpunkt am LS und dem Sweetspot haben? Davon die Längen messen und damit sie in Erst und Zweitreflexion einteilen?
      Wie Civer schon geschrieben hat:
      Es gibt keine Hunderte Linien. Es gibt nur eine Stelle an jeder Wand, für die das zutrifft. Nur an einer Stelle können sich bei gleichem ein- und ausfallwinkel die Linien sowohl mit dem Lautsprecher als auch mit dem Hörplatz treffen.
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