Movimiento virtual de fuentes sonoras en tiempo real usando como referencia la brújula de un smartphone

Abstract

Este proyecto ambiciona elaborar una aplicación con soluciones que relacionen a tecnologías como el procesado de la señal, programación orientada a la Psicoacústica y desarrollo de códigos para teléfonos inteligentes. Como caso particular se menciona a las audioguías, las cuales son utilizadas en lugares turísticos para realizar recorridos e informar a los visitantes sobre las atracciones de un sitio. Con el afán de hacer mas interactivas a las audioguías, se plantea desarrollar una aplicación en entrono iOS de uso con auriculares, que modifique la percepción de ubicación de fuentes virtuales en tiempo real, con referencia a los datos obtenidos del magnetómetro del Smartphone. Para esto se planteó elaborar una simulación previa en Matlab del movimiento de una fuente en un entorno virtual sin interacción con el usuario; y luego, desarrollar la aplicación en la plataforma XCode (iOS -Swift 3) en donde los movimientos rotacionales de la cabeza son reemplazados por la rotación de cuerpo entero ya que este movimiento y rotación depende de la brújula magnética del Smartphone. Este trabajo fin de máster trata algunos temas sobre el procesado de la señal como la convolución cíclica, solapamiento y gestión de datos de una librería de respuestas al impulso. Además, es posible realizar el mismo procesado con cualquier señal monofónica "seca" grabada sin reverberaciones del recinto con una frecuencia de muestreo de 44100 Hz. Se han obtenido las mediciones de las respuestas al impulso de (Gardner, 1994) y se ha acotado el problema al eje horizontal o azimut. En otras palabras, el plano de elevación no será tomado en cuenta para la localización con respecto a la orientación del usuario. Abstract: This project aims to launch an application based on solutions that are related to technologies such as signal processing, Psychoacoustic-oriented programming, and the development of codes for smartphones. As a special case it is mentioned the audiotours, which are used for sightseeing to make tours and tell visitors about the attractions of a place. With the aim of making audioguides more interactive, it is proposed to develop an iOS application using headphones that modifies the perception of the location of virtual sources in real time, with reference to the data obtained from the smartphone's magnetometer. For this, it was proposed to elaborate a previous simulation in Matlab. In order to get the of source movement in a virtual environment without the user interaction; and then, develop an application on the XCode platform (iOS - Swift 3) where the rotational movements of the head are replaced by the rotation of the whole body. Both movement and rotation depend on the magnetic compass of the Smartphone. This project deals with some issues about signal processing such as cyclic convolution, overlapping and data management of a library that contains many impulse responses. In addition, it is possible to perform the same processing with any "dry" monophonic signal, recorded without room reflections. Also, it has to be recordered with a sampling frequency of 44100 Hz. Measurements of impulse responses have been obtained from (Gardner, 1994), and the problem was bounded to the horizontal axis or azimuth. In other words, the elevation plane will not be taken into account for the location with respect to the orientation of the user. This work can be considered as a professional exercise that involves mainly acoustic engineering dealing with object-oriented programming.