A ray tracing engine integrated with Blender and with uncertainty estimation: Description and initial results

Abstract

This paper presents a ray tracing algorithm developed as a research and teaching tool. The motivations to pursue this task and some novel features of the algorithm are presented. Amongst them, it is possible to cite: (i) the receivers may grow in size, which saves some computational cost; (ii) sound intensity calculations are performed in a separate step than geometrical ray tracing; and (iii) those features allow Monte Carlo simulations for uncertainty prediction related to absorption data. The results obtained with the proposed algorithm are compared with the measured data (and other software packages) of Round Robins II (Elmia Hall) and III (PTB recording studio) and proved to be in good agreement with measured data. The ratio of the mean error by the JND of each parameter are compatible with the results presented by the other round robin participants. The product of this research is also scalable to an hybrid algorithm and alternatives to do so are provided through the discussion in the paper.

Simulações de Acústica de Salas desenvolvidas nas universidades do Brasil

“…Assim, decidi fazer uma combinação, usando Matlab para a interface de entrada e saída de dados, e a linguagem C++ para a parte computacional mais pesada (observe a Figura 18). Ao fim de 2019, apresentei o projeto a um colega do ramo da engenharia de software (Gonçalo Morgado [14]), que sugeriu a migração do projeto para uma linguagem que pudesse ser totalmente open-source e integrada ao Blender 2 (um software também open-source para modelagem 3D). A partir daí, migramos para a utilização de Python e C++ com diversas melhorias de processamento em relação à versão anterior (veja a Figura 19).…”

“…O primeiro é o motor de cálculos, o qual descrevi nas perguntas anteriores. Este é inteiramente baseado em traçado de raios, com algumas melhorias discutidas na referência [14]. O segundo projeto é a interface de usuário, implementada por meio de um pacote que pode ser instalado no Blender.…”

“…As principais funcionalidades podem ser encontradas na referência [14] em detalhes, mas posso citar algumas de forma breve:…”

“…• O item anterior permite cálculos de incerteza em simulações de acústica geométrica usando o método de Monte Carlo, algo que descrevemos brevemente na referência [14].…”

“…Quadro 1: Software para simulação de acústica de salas (extraído de Fonseca [3] e citado em [14]). Nota: o termo auralização significa tornar audível, podemos dizer que é um análogo à visualização (tornar visível).…”