Realidade Aumentada no Áudio

REALIDADE AUMENTADA NO ÁUDIO 1 Tiago Cassol Schvarstzhaupt2 RESUMO O conceito de realidade aumentada no áudio é caracterizado por técnicas onde um ambiente sonoro real é estendido com ambientes auditivos virtuais. É necessário um dispositivo de realidade aumentada auditiva móvel (mobile augmented reality áudio - MARA) baseado em uma setup auricular específico, com elementos de microfonação binaural integrados a fones de ouvido. Quando os sinais do microfone são encaminhados diretamente para os fones de ouvido, o usuário está exposto a uma representação pseudo-acústica do ambiente real. Eventos sonoros virtuais são então misturados com os sinais do microfone para produzir um sinal híbrido, uma representação de áudio de realidade aumentada, para o usuário. Onde, em alguns casos por exemplo, os ouvintes possam achar muito difícil determinar quais as fontes sonoras de uma representação de áudio de realidade aumentada são reais e quais são virtuais.

Palavras-Chave: Realidade Aumentada, Realidade Aumentada Auditiva. INTRODUÇÃO A era dos aparelhos de áudio portáteis iniciou com o advento dos tocadores de fita cassete nos anos 1980. O desenvolvimento da tecnologia digital levou a tocadores de CD portáteis, e finalmente, para os MP3 players. Atualmente, telefones celulares tem ocupado a mesma categoria. Enquanto a comunicação de voz é a principal aplicação, praticamente qualquer aparelho de telefone celular tem integrado um tocador de música integrado, e que muitas vezes, garante alta qualidade de reprodução de áudio. Dos dispositivos dedicados de áudios disponíveis atualmente, os aparelhos auditivos pode ser considerados os mais versáteis. O número de usuários desses dispositivos é cada vez maior em todos os países, inclusive países em desenvolvimento. Com a tecnologia digital, a qualidade das próteses auditivas tem melhorado significativamente, tornando os custos mais acessíveis, abrindo caminho para um número ainda maior de usuários. No entanto, outra aplicação que se relaciona com isso são protetores auditivos pessoais ativos.                                                                                                                         1 2

   Artigo  apresentado  para  avaliação  da  disciplina  Realidade  Virtual  e  Aumentada  da  Universidade  de      Acadêmico  do  curso  de  Tecnologias  Digitais  da  Universidade  de  Caxias  do  Sul  -­‐  UCS  

Podemos ter vários aparelhos de áudio portáteis, mas apenas um par de orelhas. Em algum momento, faz sentido integrar todas essas funções no o mesmo dispositivo físico. Integração mecânica e elétrica já é viável. No entanto, em cenários de aplicação, há muitas novas possibilidades e problemas interessantes para explorar. REALIDADE AUMENTADA AUDITIVA A diferença básica entre os ambientes reais e virtuais de áudio é que os sons virtuais são originários de um outro ambiente ou são criados artificialmente. A Realidade Aumentada Auditiva combina esses aspectos de forma que as cenas de som reais e virtuais se misturam para que sons virtuais sejam percebidos como uma extensão dos naturais. Em um extremo, um sistema de áudio de realidade aumentada deve passar por um teste que está de certa forma relacionado com o clássico teste de Turing, ou seja, se um ouvinte é incapaz de determinar se uma fonte de som é parte do real ou do virtual no ambiente auditivo, o sistema implementa subjetivamente um aumento perfeito do ambiente auditivo para o ouvinte. No outro extremo, cenas auditivas virtuais poderiam ser renderizadas em tão alta qualidade que elas seriam facilmente separáveis do real pelas suas características que não são possíveis em ambientes acústicos normais. AMBIENTE PSEUDO-ACÚSTICO E AMBIENTE DE REALIDADE AUMENTADA AUDITIVA O ambiente pseudo-acústico é uma representação modificada do ambiente real acústico em torno de um usuário. Pra isso consideramos um fone de ouvido binaural específico onde uma pequena cápsula de microfone foi integrado em cada fone de ouvido. Um ambiente de áudio aumentado é produzido através da sobreposição do ambiente de som virtual e pseudo-acústico. Primeiro o ambiente pseudoacústico deve ser entregue a um utilizador, de tal modo que o seu volume e propriedades binaurais sejam aceitáveis para o utilizador. Segundo, o som

ambiente virtual deve ser mixado com cuidado com o áudio do ambiente local para produzir uma percepção coerente para o ouvinte. CARACTERÍSTICAS E PROBLEMAS DE DESENVOLVIMENTO Na maioria das aplicações de áudio (principalmente de entretenimento), os objetos virtuais são apresentados com uma “posição sonora” em relação a cabeça do usuário, e ao redor da cabeça se desenvolve o “panorama” da cena. Os objetos sonoros em um ambiente pseudo-acústico são colocados no ambiente físico ao redor do usuário, e portanto, conceitualmente, posicionados de acordo com um sistema de coordenadas físicas. Assim, colocar objetos de áudio virtuais no o ambiente pseudo-acústico também significa estar sobrepondo um sistema de coordenadas a outro. Há muitas maneiras diferentes de definir o sistema de coordenadas para objetos de áudio virtuais, mas também há muitas maneiras diferentes de caracterizar as coordenadas físicas dos objetos no ambiente. Esse posicionamento dos objetos no ambiente, cria uma situação delicada para a reprodução destes objetos sonoros através de um headset de realidade aumentada de áudio. Há uma engenharia muito complexa no desenvolvimento de um par de fones de ouvido, já que a fonte sonora fica diretamente colocada no canal auditivo, e cada pessoa tem características físicas próprias. Pela natureza tubular de parte do canal auditivo, há frequências que são evidenciadas e outras atenuadas, interferindo na resposta de frequências, gerando uma coloração no som. No artigo “Augmented Reality Audio for Mobile and Wearable Appliances*” os autores relatam uma dificuldade dos usuários de reconhecerem a posição em que os objetos sonoros foram posicionados, alguns objetos parecem flutuar, outros ao invés de serem reconhecidos na frente, são reconhecidos atrás. CONCLUSÃO  

A Realidade Aumentada Auditiva pode abrir novas perspectivas, além das mais comuns utilizadas RA com vídeo. Abre um leque não apenas para aplicações de entretenimento, mas também aplicativos de acessibilidade, como por

exemplo auxílio para pessoas surdas, utilizando-a como um ferramenta de localização através de objetos sonoros virtuais de sinalização. O desafio ainda é a disponibilidade de um dispositivo que possa ser comercializado e que supere os problemas de localização dos objetos, com uma melhor confiabilidade. REFERÊNCIAS HÄRMÄ, Aki, et al., Augmented reality audio for mobile and wearable appliances. J. Audio Eng. Soc., 52, Junho de 2004. Disponível em acessado em 8 de dezembro de 2013. POLDY, Carl. Headphone Fundamentals. Tutorial AES 120, Paris, maio de 2006. Disponível em acessado em 8 de dezembro de 2013. RIIKONEN, Ville; TIKANDER, Miikka; KARJALAINEN, Matti. An Augmented Reality Audio Mixer and Equalizer. In: 124 Convention Audio Engineering Society, Maio de 2008. Amsterdam. Disponível em acessado em 8 de dezembro de 2013.