Τι είναι η ακουστική ολογραφία;

Η ακουστική ολογραφία είναι η διαδικασία κατά την οποία τα ηχητικά κύματα καταγράφονται και διατάσσονται σε οπτικό μοτίβο χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή. Το ηχητικό πεδίο μπορεί να μοντελοποιηθεί για να ανακατασκευάσει τη δομή του χρησιμοποιώντας τρισδιάστατες (3D) εικόνες. Τα ηχητικά πεδία που εκπέμπονται από την επιφάνεια μουσικών οργάνων, αεροσκαφών, υποβρυχίων και εσωτερικών χώρων αυτοκινήτων μετρώνται για να μελετηθεί ο τρόπος με τον οποίο ο σχεδιασμός επηρεάζει τη διάδοση του ήχου. Οι δύο βασικοί τύποι είναι η ακουστική ολογραφία κοντινού πεδίου και η ακουστική ολογραφία.

Τα δεδομένα συλλέγονται χρησιμοποιώντας μικρόφωνο ή υδρόφωνο, αλλά μερικές φορές μπορούν να ρυθμιστούν συστοιχίες μικροφώνων για την παρακολούθηση της ακουστικής πίεσης που περιβάλλει την πηγή τους ταυτόχρονα. Ένας υπολογιστής επεξεργάζεται αυτά τα δεδομένα για να ανακατασκευάσει το ηχητικό πεδίο σε οπτική μορφή. Τα δεδομένα χρόνου συνδέονται με συγκεκριμένες συχνότητες για τη δημιουργία ενός αντιπροσωπευτικού συνόλου ολογραμμάτων, τα οποία χωρίζονται σε κύματα με βάση τα χαρακτηριστικά διάδοσής τους. Η πηγή ήχου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν αντίστροφο υπολογισμό, ώστε το πεδίο να μπορεί να αναλυθεί χρησιμοποιώντας κάθε ηχητικό κύμα.

Η ακουστική ολογραφία κοντινού πεδίου χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό του ήχου από μια σχετικά κοντινή πηγή. Τα πολλαπλά μικρόφωνα είναι διατεταγμένα σε ορθογώνια διάταξη, σε οριζόντια και κάθετη απόσταση. Μετρώνται τα μισά μήκη κύματος της μέγιστης και της ελάχιστης συχνότητας, τα οποία εξαρτώνται από την απόσταση των μικροφώνων και το μέγεθος της συστοιχίας. Οι υπολογισμοί της έντασης του ήχου είναι δυνατοί από τη μετρούμενη πηγή ήχου, αλλά η διάδοση του κύματος μπορεί να εκτιμηθεί μόνο παράλληλα με την επιφάνεια που μετρήθηκε. Η τεχνική ακουστικής ολογραφίας περιορίζεται επίσης στη δοκιμή ήχων υψηλής συχνότητας.

Μια τεχνική επεξεργασίας που ονομάζεται εστίαση κοντά στο πεδίο σχηματίζει δέσμες που παράγουν σφαιρικά ηχητικά κύματα γύρω από τα μικρόφωνα. Η χωρική ανάλυση των μετρήσεων βελτιώνεται όταν είναι ίση με το επίπεδο εστίασης ή είναι σε υψηλότερη συχνότητα. Η τρισδιάστατη ολογραφία κοντινού πεδίου μπορεί να συνδυαστεί με άλλες τεχνικές προσομοίωσης σε υπολογιστή και, με την κατάλληλη εστίαση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση ήχων χαμηλής έως μέσης συχνότητας.

Στην ακουστική ολογραφία μακριού πεδίου, το ολόγραμμα δημιουργείται από δεδομένα που συλλέγονται μακριά από την πηγή. Η ανάλυση περιορίζεται σε μια μέτρηση του μισού μήκους κύματος. Αυτός ο περιορισμός μπορεί να αντισταθμιστεί μόνο με τη μέτρηση του ήχου από πιο κοντινή απόσταση.

Η ακουστική ολογραφία περιλαμβάνει τη μέτρηση της ηχητικής πίεσης. Μπορεί να αντιπροσωπεύει διάφορες ακουστικές αναφορές, επιφάνειες που είναι γνωστό ότι δονούνται σε συγκεκριμένες συχνότητες και διάφορα χαρακτηριστικά ενός ηχητικού σήματος. Τα δεδομένα μπορούν επίσης να ληφθούν από διαφορετικά μέρη, για παράδειγμα σε ένα όχημα, και να συνδυαστούν χρησιμοποιώντας λογισμικό απόκτησης δεδομένων για να δημιουργήσουν μια ακόμη μεγαλύτερη εικόνα για την ανάλυση ηχητικών κυμάτων.