NLT Sound Design: Waterlabyrint antwoord

Antwoord
Het Waterlabyrint-effect

Als je in het centrum van het Waterlabyrint (H1.1 voorbeeld 1) in je handen klapt, ontstaan reflecties (echo's) tegen de (verticale) randen van de muurtjes. Ga aan de hand van de foto na hoeveel dat er zijn. Declareer in het Commando-venster een variabele met de naam Aantal_reflecties en sla daarin het aantal reflecties op.
Maak een schatting van de afstand tussen twee reflecterende randen.
Als je ervan uitgaat dat de geluidssnelheid 340 m per seconde is, hoe groot is dan het tijdsverschil, uitgedrukt in Ts (zie H3.2), tussen de handklap en het moment waarop je de reflectie tegen het dichtst bijzijnde muurtje hoort? Definieer een variabele EersteReflectie. Hierin sla je het gevonden tijdsverschil op.
Maak een lijstje van de reflectietijden, uitgedrukt in Ts, van alle muurtjes. Ga ervan uit dat de onderlinge afstanden tussen de muurtjes gelijk zijn.
Schrijf een formule neer waarin de reflectietijden T_k van de muurtjes wordt beschreven als een discrete (zie H3.2) functie van het nummer k van de muurtjes, dus: T_k = ....
Open Weerbericht.wav in WaveWizard.
Declareer in het Commando-venster een variabele SignaalLengte. Hierin sla je op: de duur, uitgedrukt in Ts, van Weerbericht.wav (dit getal vind je na openen van het wav-bestand in Memo, zie H3.2 Opdracht 25).
Stel je voor dat het geluid op spoor S1 de geluidsbron is die zich in het centrum van het labyrint bevindt (spoor S2 negeren we verder). Op dit geluid gaan we de "waterlabyrint-bewerking" toepassen en zetten het resultaat op spoor S3.
We kunnen nu het Waterlabyrint-effect op een praktische manier onder woorden brengen: zet op spoor S3, op regelmatige tijdsafstanden, een aantal elkaar overlappende kopieën van S1. Hierbij kun je je twee verschillende dingen voorstellen:

(1) De "vervang-methode": elke volgende (overlappende) kopie overschrijft een deel van alle vorige kopieën, d.w.z. dat de vorige kopieën daarmee gedeeltelijk worden uitgewist en vervangen door de laatst bijgeschreven kopie. In formule-vorm krijg je dan voor elke kopie iets als:
S3[...] = S1[...].

(2) De "mix-methode": elke volgende (overlappende) kopie wordt gemixt met de kopieën die al op S3 staan, zodat alle overlappende kopieën tegelijkertijd hoorbaar zijn. In formule-vorm krijg je dan voor elke kopie iets als:
S3[...] = S3[...] + S1[...].

Welke van beide methoden stemt overeen met wat je ziet in Fig. 29 ? Welke van beide methoden is hier van toepassing?
Wis het Commando-venster en plaats er de onderstaande code in. Maak gebruik van de "mix-methode" om uitsluitend het directe geluid van spoor S1 op spoor S3 te zetten. (Merk op dat in de code spoor S3 eerst wordt uitgewist, dus je mixt in feite een geluid met "stilte"! Je ziet ook dat er een variabele V is gedeclareerd; daarover in de volgende vraag meer.)
```
Declareer Aantal_reflecties; V; EersteReflectie; T; SignaalLengte
Aantal_reflecties = ? 
SignaalLengte     = ?  
EersteReflectie   = ?
V                 = 0,2  

Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal
  n0          ?
  n1          ?
  Bewerking   ?
```
Voeg nu aan de code die al in het Commando-venster staat het onderstaande code-blok toe en vul dat zodanig in dat nu de reflectie tegen het eerste muurtje wordt bijgemixt op S3. De variabele EersteReflectie had je bij de vorige vraag nog niet nodig, nu wel! De variabele V is de factor waarmee de gereflecteerde versies van S1 worden verzwakt, want reflecties klinken veel zachter dan het directe geluid.
```
Bewerk signaal
  n0          ?
  n1          ?
  Bewerking   ?
```
Voeg nu ook code-blokken toe voor alle overige reflecties. Maak daarbij gebruik van je antwoord op vraag d.

In H6.2 wordt de FOR...TO...NEXT-instructie besproken. Daarvan maken we gebruik om alle codeblokken te vervangen door slechts één enkel blok. Wis het Commando-venster en plaats daarin onderstaande code. De muurtjes hebben rangnummer k. De variabele T kwam je al tegen in vraag e.

Declareer Aantal_reflecties; V; EersteReflectie; T; SignaalLengte
Aantal_reflecties = ? 
SignaalLengte     = ?  
EersteReflectie   = ?
V                 = 0,2  

Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal                             ! Het directe geluid 
  n0          ?
  n1          ?
  Bewerking   ?   ! directe geluid wordt niet verzwakt 

FOR k = ? TO ?
  T = ?
  Bewerk signaal
    n0          ?
    n1          ?
    Bewerking   ?
NEXT k

Antwoord

Aantal_reflecties = 8.
De afstand tussen twee reflecterende randen is 1,4 meter.
De afstand die het geluid aflegt vanaf het centrum tot aan de eerste reflecterende rand en weer terug is 2 * 1,4 = 2,8 meter. Als de geluidssnelheid 340 m per seconde is dan bedraagt de reflectietijd, uitgedrukt in Ts:
(2,8 / 340) * Fs =
(2,8 / 340) * 44100 = 363 Ts sec. Dus
EersteReflectie = 363.
reflectietijd muur 1 = EersteReflectie = 363 Ts sec.
reflectietijd muur 2 = 2 * EersteReflectie = 726 Ts sec.
reflectietijd muur 3 = 3 * EersteReflectie = 1089 Ts sec.
reflectietijd muur 4 = 4 * EersteReflectie = 1452 Ts sec.
reflectietijd muur 5 = 5 * EersteReflectie = 1815 Ts sec.
reflectietijd muur 6 = 6 * EersteReflectie = 2178 Ts sec.
reflectietijd muur 7 = 7 * EersteReflectie = 2541 Ts sec.
reflectietijd muur 8 = 8 * EersteReflectie = 2904 Ts sec.
T_k = k * EersteReflectie.
SignaalLengte = 552193.
Met Fig. 29 stemt overeen de "mix-methode". Dat is tevens de methode die van toepassing is.

"Bijmixen" van directe geluid (S1) bij de "stilte" op S3:

Declareer SignaalLengte; EersteReflectie

EersteReflectie = 363
SignaalLengte   = 552193 
 
Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal                               ! direct geluid bijmixen bij stilte
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n] = S3[n] + S1[n]

Eerste reflectie erbij:

Declareer SignaalLengte; EersteReflectie; V

EersteReflectie = 363
SignaalLengte   = 552193
V               = 0,2 

EersteReflectie = 363
SignaalLengte   = 552193 
 
Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal                               ! direct geluid bijmixen bij stilte
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n] = S3[n] + S1[n]

Bewerk signaal                               ! eerste reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+EersteReflectie] = S3[n+EersteReflectie] + V*S1[n]

N.B. Er zijn meerdere mogelijkheden voor de formulering van een reflectie. Je kunt ook schrijven:


Bewerk signaal                               ! alternatieve formulering van reflectie 
  n0          EersteReflectie
  n1          EersteReflectie + SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n] = S3[n] + V*S1[n-EersteReflectie]

Deze formulering is misschien ietsje minder doorzichtig, maar wel sneller, omdat nu de index van S3 niet onnodig twee keer berekend wordt, zoals in de eerste versie!

Alle reflecties:

Declareer SignaalLengte; EersteReflectie; V

EersteReflectie = 363
SignaalLengte   = 552193
V               = 0,2 
 
Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal                               ! direct geluid bijmixen bij stilte
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n] = S3[n] + S1[n]

Bewerk signaal                               ! eerste reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+EersteReflectie] = S3[n+EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 2de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+2*EersteReflectie] = S3[n+2*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 3de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+3*EersteReflectie] = S3[n+3*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 4de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+4*EersteReflectie] = S3[n+4*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 5de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+5*EersteReflectie] = S3[n+5*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 6de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+6*EersteReflectie] = S3[n+6*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 7de reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+7*EersteReflectie] = S3[n+7*EersteReflectie] + V*S1[n]

Bewerk signaal                               ! 8ste reflectie 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n+8*EersteReflectie] = S3[n+8*EersteReflectie] + V*S1[n]

Het Waterlabyrint-effect kort genoteerd met de FOR...TO...NEXT-instructie:

Declareer Aantal_reflecties; V; EersteReflectie; T; SignaalLengte

Aantal_reflecties = 8
EersteReflectie   = 363
SignaalLengte     = 552193  
V                 = 0,2    

Wis buffers
  Wis buffer (F1...F32, S1, S2, S3)    S3

Bewerk signaal                              ! Het directe geluid 
  n0          0
  n1          SignaalLengte-1
  Bewerking   S3[n] = S3[n] + S1[n]        ! directe geluid wordt niet verzwakt (hier is V = 1)

FOR k = 1 TO Aantal_reflecties
  T = k * EersteReflectie
  Bewerk signaal
    n0          0
    n1          SignaalLengte-1
    Bewerking   S3[T+n] = S3[T+n] + V * S1[n]
NEXT k

AntwoordHet Waterlabyrint-effect

Antwoord

Antwoord
Het Waterlabyrint-effect