• Vanliga VR-glasögon kompletterade med hörlurar för ljudupplevelsen.
    Vanliga VR-glasögon kompletterade med hörlurar för ljudupplevelsen.

Rätt fönsterval med ljud i Virtual Reality

2019-12-19 10:21

Bostadsutvecklaren OBOS har i tidigare Smart Housing Småland­projekt, som letts av forskningsinstitutet RISE, studerat hur man kan använda både VR-­ och AR­-verk­tyg. Projekten har gett mycket goda resul­tat och idag används OBOS teknikerna vid produktutveckling, internutbildning och i säljprocessen. Nu har man kommit till nästa steg i utvecklingen och lägger till upplevelsen av ljud.

I det nyss avslutade Smart Housing Små­land­projektet ”Auralisering i VR för trähus­tillverkning” har man skapat ett VR­sce-nario bestående av en OBOS­-villa och en trafi­kerad väg, för att så verklighetstroget som möjligt visa hur olika slags fönster kan påverka trivseln inomhus redan innan huset är byggt.

Människan kan uppfatta extremt små tidsfördröjningar och frekvensändringar som skapas mellan öronen då en ljudvåg passerar genom huvudet. På så vis kan hjärnan avgöra var ljudet kommer ifrån. Denna effekt saknas i de flesta ljud som vanliga högtalare och hörlurar ger.

Nu kommer VR med ljud

De senaste åren har Virtual Reality (VR) och Augmented Reality (AR) gjort stora fram­steg i och med att tekniken har mognat och blivit mer tillgänglig. Detta ger nya möjligheter att skapa en helhetsupplevelse genom att kombinera synintrycken i VR och AR med HRTF (Head Related Transfer Function).  HRTF gör det möjligt att uppleva extremt naturtrogna, riktade ljud som ändras efter var individen står och från vilken riktning ljudet kommer. Man kan höra hur olika ex­terna ljudkällor som trafikljud, gräsklippare, stegljud samt val av byggmaterial och komponenter påverkar ljudmiljön inomhus.

— Vi har använt datorteknik, program och lösningar från datorspelsvärlden. Resultatet blir att ljudet kan spelas upp, exempelvis i hörlurar, och ge samma in­tryck som i den verkliga upplevelsen i rum­met, med hänsyn till riktningar, avstånd och dämpningar samt även hur man håller huvudet, berättar Henrik Karlsson, glasfors­kare på RISE som lett projektet.

Plug-in för rätt akustik

Det finns flera akustikpluginner till spelmo­torer som kan ge HRTF. De är väldigt avan­cerade och kan med utgångspunkt från en mono­ljudkälla få fram effekten av riktning och naturligt ljud. Man valde att använda ljudsimuleringspluginnen Steam Audio som har mycket bra funktioner och är förhållan­devis enkel att använda tillsammans med spelmotorn Unreal Engine.

 — Vi antog från början att det skulle bli en stor utmaning att på ett korrekt sätt simulera ljud i rörelse utanför huset och samtidigt få en realistisk upplevelse. Vi kan nu tydligt se att det finns stora möjligheter med ljudsimuleringar i en VR­-miljö. Speciellt då spelmotorn och de tilläggsprogram vi använder kan ta hänsyn till 3D-­modellernas byggnadsmaterial och i realtid beräkna hur dämpningar och frekvensförändringar på­verkar ljudet, konstaterar David Johansson, VR-­specialist på OBOS.

I VR-scenariot kan man välja bullerdämpande eller vanliga fönster, mycket eller lite trafik.VR-scenario med villa och trafikerad väg

För att kunna uppleva skillnaden mellan olika ljuddämpande material skapade man ett scenario med det mycket vanliga pro­blemet, ljud från en högtrafikerad väg utan­för huset.

Man började med att bygga upp det visuella scenariot genom att importera en CAD-­modell av en villa från OBOS stan­dardsortiment i Unreal Engine. En tomt lades in med en asfalterad väg utanför och villan möblerades sedan med soffa och TV i vardagsrummet, en radio i köket tillsam­mans med flera ljudkällor och naturliga dämpningsmaterial som textiler. Tre större fönster sattes in som vätte mot en stor väg. Det skapades också en panel med knappar för att, när man är inne i VR-­scenariot, kunna välja mellan olika slags fönster och jämföra hur det blir med mycket eller lite trafik utanför. För att få ett så verklighetstroget ljud som möjligt så sattes ett individuellt ljud på varje bil.

I VR-scenariot kan man också prova andra ljudkällor

Även andra ljudkällor skapades både i och utanför huset för att påminna använ­daren om att det verkligen är en riktning på ljudet och skapa en WOW-­känsla när rums­ljudet förändras beroende på var man står i VR­-huset.

En VR -fjärrkontroll lades till för att även kunna kontrollera de olika ljudkällorna som till exempel en ringande mobiltelefon. Detta för att träna upp känslan att det verkligen är en riktning och realistiskt ljud, inte bara vanligt stereoljud.

Data och tekniker

Eftersom Steam Audio var så bra på att be­räkna ljudeffekter så behövdes det endast ett monoljud som källa när scenariot bygg­des upp. Ljudforskare på RISE hade till­gång till inspelade billjud med data om avstånd från väg och hastighet. Olika billjud testades för att få ett så lämpligt grundljud som möjligt.

Från OBOS fick man resultat från ljud­provning av sex olika fönster som finns i deras sortiment, tre utan ljuddämpning och tre med. Detta gav information om hur mycket ljudets frekvens dämpas av de olika fönstren.

Test, feedback och fortsättning

För att utvärdera det färdiga VR-­scenariot gjordes en undersökning med 30 deltagare som inte varit med i projektet. De flesta tyckte att det var väldigt enkelt att använda VR-­scenariot och jämföra ljuden. Alla vär­derade det tystare fönstret högre, vilket ju var väntat. De flesta värderade mervärdet till strax under 10 000 kronor, men intressant nog värderade några mervärdet mycket högre.

Peter Stenfelt— Vi arbetar hela tiden med att utveckla våra säl-j­ och projekteringsverktyg. Aurali­seringsprojektet är ett sådant exempel som på sikt hjälper oss att kunna förklara bety­delsen för en kund av att välja produkter med rätt prestanda i olika situationer. Det är svårt att med ord förklara skillnaden mellan två fönster som reducerar ljudet olika. Genom att tillföra ljud till VR­-miljön blir dessa skillnader väldigt uppenbara när vi simulerar trafikbuller från en väg. Vi kom­mer fortsätta utveckla metoden hur ljud ska simuleras i den virtuella miljön samt kom­plettera med olika byggdelar. Då kan detta bli ett bra verktyg för placering av hus och val av olika ljudreducerande åtgärder tidigt i ett projekt, berättar Peter Stenfelt, adminis­trativ chef på OBOS.

Artikeln baseras på projektrapporten ”Auralisering i VR för trähustillverkning” och kan laddas ned från Smart Housing Smålands hemsida smarthousing.nu

Projektpartners: RISE och OBOS. 
Text: Elisabeth Flygt, RISE
Foto: OBOS

Skriv ut sidan