Resumo

Projetos de salas de escuta são problemas práticos que envolvem uma variedade de áreas, como Acústica, Matemática, Computação e Música. Neste trabalho de Iniciação Científica, desenvolvido durante o período de janeiro de 2004 a junho de 2005, estudamos modelagens para o comportamento acústico de salas de formato cubóide, onde são dados as dimensões da sala e os coeficientes de absorção de suas superfícies. A partir desses estudos, foi produzido um programa capaz de determinar, através de algoritmos de otimização contínua, as posições mais adequadas para uma fonte sonora e um ouvinte, a fim de minimizar as distorções da onda sonora no âmbito das freqüências.

Objetivos

Um dos principais objetivos deste trabalho consistiu em estudar modelos acústicos robustos e implementar ferramentas de simulação da resposta de freqüência de uma sala de escuta, que normalmente só poderia ser obtida através de medições no local. (OBS: resposta de freqüência é uma função que descreve, para cada freqüência em Hertz, o fator de atenuação ou amplificação que ela sofreria naquela sala).

Cumprida esta meta, o desafio seguinte correspondeu à etapa de otimização, para tornar possível uma busca automática de localizações ótimas para fontes sonoras e ouvinte.

Este projeto também visou contribuir para as pesquisas referentes ao projeto temático ACMUS, financiado pela FAPESP (processo 02/02678-0). Este último, com suas pesquisas, tem provido ferramentas para medir parâmetros acústicos em salas pequenas e para simular o comportamento acústico dessas salas.

Atividades realizadas

O projeto teve diversas etapas, envolvendo os estudos necessários para atingir seus objetivos e a implementação dos diversos módulos do programa.

Primeiramente, estudamos detalhadamente algumas das principais técnicas da Análise de Fourier fundamentais para analisar muitas propriedades de um sinal sonoro.

Em seguida, focamos nossa atenção nos principais conceitos de Acústica, assunto muito relacionado com o projeto. Foi feito um estudo e implementação de um modelo de acústica geométrica considerado robusto para a simulação da resposta de freqüência da sala, o modelo de fontes virtuais.

A partir da simulação computacional desta função, foi possível quantificar a distorção sofrida por um sinal sonoro quando emitido em uma sala com dimensões e coeficientes de absorção conhecidos. Dessa forma, a ferramenta desenvolvida tornou possível determinar o comportamento acústico da sala para uma fonte sonora e um ouvinte em posições fixas.

Concluída esta etapa, estudamos diversos modelos de Otimização global, o que era necessário para a realização de uma busca automática de localizações ótimas para a fonte e o ouvinte. Esta busca foi possível através da aplicação de métodos de otimização contínua usando o simulador da resposta de freqüência de salas produzido anteriormente. Ela é feita a partir de certas posições iniciais de fonte e ouvinte, cobrindo um número cada vez maior de localizações tentando tornar a resposta de freqüência da sala o mais próxima possível de uma resposta plana, isto é, ausente de distorções.

Por fim, foi produzido um programa para o projeto, que será posteriormente integrado com as ferramentas computacionais produzidas pelo projeto ACMUS. Além disso, também estou concluindo a elaboração de um relatório científico que ficará disponível no instituto para consulta.

Cronograma para o próximo semestre

O trabalho em si já encontra-se concluído, dado que estendeu-se durante todo o ano de 2004 e o 1° semestre de 2005. Assim, nossa previsão para o próximo semestre restringe-se apenas à integração do programa produzido durante o presente projeto com o desenvolvido pelo grupo de pesquisa ACMUS, além da produção da monografia. Dessa forma, nosso cronograma para os próximos meses é:

• Julho: finalização e disponibilização do relatório científico.
• Agosto, setembro e outubro: integração do programa do projeto com o produzido pelo projeto ACMUS.
• Outubro e novembro: elaboração do pôster, dos slides para a apresentação oral e da monografia.

Estrutura esperada para a monografia

A monografia será composta de suas partes: uma parte técnica e uma parte subjetiva.

A parte técnica seguirá, de forma aproximada, o modelo do relatório científico da FAPESP, e conterá os seguintes tópicos:

• Introdução;
• Objetivos;
• Conceitos estudados:
• Análise de Fourier;
• Acústica;
• Otimização global.
• Atividades realizadas:
• Implementação;
• Testes;
• Integração com o ACMUS.
• Resultados obtidos;
• Conclusão e possíveis extensões do trabalho;
• Referências bibliográficas.

Na parte subjetiva da monografia, relatarei as experiências obtidas no projeto, relacionando-o com o curso. Os tópicos cobertos nesta parte serão:

• Desafios e frustrações encontrados;
• Disciplinas do BCC mais relevantes para o projeto e observações sobre a aplicação dos conceitos estudados nessas disciplinas em um contexto prático, como o do projeto;
• Interação com o orientador e com os membros do grupo de pesquisa ACMUS;
• Passos que tomaria no caso de continuar atuando na área;
• Considerações finais.

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