View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η κατανόηση της ομιλίας σε περιβάλλοντα με θόρυβο, ειδικά σε περιβάλλοντα με πολλαπλούς ομιλητές αποτελεί μια απαιτητική διαδικασία, τόσο για τα άτομα με απώλεια ακοής, όσο και για άτομα με φυσιολογική ακοή. Παρά τη συνεχή βελτίωσή τους, οι ακουστικές συσκευές και οι μέθοδοι επεξεργασίας ομιλίας δεν είναι ακόμη αρκετά αποτελεσματικές σε τέτοιες συνθήκες, καθώς αποτυγχάνουν να αποκαταστήσουν την καταληπτότητα του επιθυμητού ομιλητή μέσα από ανταγωνιστικούς ήχους. Στην παρούσα εργασία, προτείνουμε έναν αλγόριθμο που μπορεί να ενισχύσει την ομιλία από έναν ομιλητή-στόχο σε ενθόρυβα περιβάλλοντα με πολλούς ομιλητές, δεδομένης μιας σύντομης φωνητικής εγγραφής από τον ομιλητή-στόχο. Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται σε μια αρχιτεκτονική βαθιάς μάθησης διπλής διαδρομής για την ενίσχυση και τον διαχωρισμό της ομιλίας. Το πρώτο ερευνητικό ερώτημα που εξετάζεται στην παρούσα μελέτη είναι το αν ένας ενιαίος αλγόριθμος που βασίζεται σε τεχνικές βαθιάς μάθησης για την εξαγωγή ομιλητή γενικεύει αποτελεσματικά σε διάφορες συνθήκες ακρόασης, συμπεριλαμβανομένων των περιπτώσεων με θόρυβο υποβάθρου και πολλαπλούς ομιλητές. Για να εξεταστεί αυτό, πραγματοποιήθηκε μια εκτενής αξιολόγηση χρησιμοποιώντας αντικειμενικές μετρικές, συγκρίνοντας την επίδοση του προτεινόμενου αλγορίθμου έναντι ενός μοντέλου αντίστοιχης αρχιτεκτονικής που όμως δεν αξιοποιεί την πληροφορία του ομιλητή-στόχου. Η αξιολόγηση κάλυψε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών, συμπεριλαμβανομένων των διαφορετικών ομιλητών, των μεταβολών στον αριθμό των ομιλητών, των συλλογών δεδομένων ομιλίας, των επιπέδων ομιλητή και θορύβου, και μια νέα γλώσσα (ελληνική) που δεν περιλαμβανόταν στο σύνολο εκπαίδευσης, παρέχοντας μια λεπτομερή ανάλυση της αποτελεσματικότητας και της ευρωστίας του μοντέλου. Το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα αφορά στο κατά πόσο ο αλγόριθμος εξαγωγής ομιλητή μπορεί να βελτιώσει την αντίληψη της ομιλίας σε ενθόρυβα περιβάλλοντα με πολλαπλούς ομιλητές και αν παρέχει πλεονεκτήματα σε σχέση με προσεγγίσεις ενίσχυσης ομιλίας που δεν διαθέτουν την πληροφορία του ομιλητή-στόχου. Διεξήγαμε μια δοκιμασία αναγνώρισης προτάσεων με φυσιολογικούς ακροατές και ακροατές με απώλεια ακοής που περιελάμβανε δείγματα ομιλίας σε ρεαλιστικό θόρυβο περιβάλλοντος εστιατορίου, τόσο χωρίς όσο και με την παρουσία ενός και δύο ανταγωνιστικών ομιλητών. Ο αλγόριθμος εξαγωγής ομιλητή απέδειξε την αποτελεσματικότητα του χειριζόμενος με επιτυχία ποικίλες διαφορές επιπέδων μεταξύ του ομιλητή-στόχου και των ανταγωνιστικών ομιλητών, ακόμη και όταν το επίπεδο του ομιλητή-στόχου ήταν έως και 6 dB χαμηλότερο. Στην υποκειμενική αξιολόγηση σημειώθηκαν βελτιώσεις στην καταληπτότητα της ομιλίας σε θόρυβο εστιατορίου κατά 17% για τους ακροατές με φυσιολογική ακοή και 31% για τους ακροατές με απώλεια ακοής. Η προτεινόμενη μέθοδος ξεπέρασε την προσέγγιση που δεν έχει την πληροφορία του ομιλητή σε καταστάσεις πολλαπλών ομιλητών και παρείχε σημαντικές βελτιώσεις στην καταληπτότητα της ομιλίας. Ο αλγόριθμος δεν περιόρισε σημαντικά την επίδοση σε περιπτώσεις ενός ομιλητή. Τα αποτελέσματα παρουσίασαν ισχυρές δυνατότητες γενίκευσης και ισχυρή επίδοση σε ποικίλες συνθήκες που συναντώνται συνήθως στον πραγματικό κόσμο. Τα ευρήματά μας έδειξαν ότι με τη χρήση ένθετων διανυσμάτων ομιλητή, είναι εφικτή η βελτίωση της καταληπτότητας της ομιλίας σε ενθόρυβα περιβάλλοντα με πολλαπλούς ομιλητές, στα οποία τυπικές μέθοδοι ενίσχυσης της ομιλίας με τη χρήση βαθιάς μάθησης αποβαίνουν αναποτελεσματικές. Μέσα από τη διεξαγωγή περαιτέρω έρευνας και ανάπτυξής τους, οι αλγόριθμοι εξαγωγής ομιλητή υπόσχονται τη βελτίωση της καταληπτότητας της ομιλίας σε σύνθετα και απαιτητικά ηχητικά περιβάλλοντα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σκοπός Με την αυξανόμενη διαθεσιμότητα ψηφιακών αρχείων ήχου, η ανάγκη για προηγμένες μεθόδους αυτόματης κατηγοριοποίησης μουσικών οργάνων γίνεται πιο επιτακτική. Η ακριβής αναγνώριση των οργάνων σε πολυφωνικές ηχογραφήσεις αποτελεί δύσκολο εγχείρημα, καθώς τα μουσικά όργανα έχουν επικαλυπτόμενα φασματικά και χρονικά χαρακτηριστικά. Κάθε ηχητικό δείγμα μπορεί να αντιστοιχεί σε πολλές ετικέτες οργάνων, γεγονός που προσθέτει πολυπλοκότητα στην ταξινόμηση, η οποία είναι υπερβολική για τους συμβατικούς ταξινομητές, κάνοντας αναγκαία την ανάπτυξη πιο προηγμένων τεχνικών. Η ικανότητα των CNNs να εξάγουν χαρακτηριστικά υψηλού επιπέδου από ανεπεξέργαστα ηχητικά δεδομένα και να τα μετατρέπουν σε αναπαραστάσεις κατάλληλες για ταξινόμηση έχει οδηγήσει στην ευρεία υιοθέτησή τους. Ωστόσο, για την τελική ταξινόμηση, τα μοντέλα αυτά βασίζονται συνήθως σε πλήρως συνδεδεμένα επίπεδα, που μπορεί να μην αντικατοπτρίζουν επαρκώς τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χαρακτηριστικών. Μια αξιοποιήσιμη εναλλακτική λύση είναι τα δίκτυα Kolmogorov-Arnold (KAN), που προσεγγίζουν πολυμεταβλητές συνεχείς συναρτήσεις. Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει ένα πλαίσιο ταξινόμησης πολλαπλών οργάνων που χρησιμοποιεί KAN για την ταξινόμηση και συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα (CNN) για την εξαγωγή χαρακτηριστικών. Μεθοδολογία Το CNN εξάγει διακριτά χαρακτηριστικά από φασματογραφήματα κλίμακας Μελ, που αναπαριστούν τα ηχοχρωματικά γνωρίσματα των οργάνων. Χρησιμοποιούμε τον σκελετό του CNN14 από τη συλλογή PANNs (Pretrained Audio Neural Networks), χωρίς προ-εκπαίδευση. Η αρχιτεκτονική του περιλαμβάνει 6 convolutional blocks, καθένα με κανονικοποίηση ομάδας (batch normalization), η συνάρτηση ενεργοποίησης διορθωμένης γραμμικής μονάδας ReLU, η μέθοδος μέσης συγκέντρωσης (average pooling), και απόσυρση (dropout) για αποφυγή υπερπροσαρμογής. Μέσω επιπέδου μέγιστης συγκέντρωσης (global pooling) οι έξοδοι συνενώνονται για να τροφοδοτήσουν το KAN, που αντικαθιστά το κλασικό MLP. Το KAN είναι ένας νέος, αποτελεσματικός ταξινομητής που βασίζεται στο θεώρημα αναπαράστασης Kolmogorov-Arnold και προσεγγίζει πολυμεταβλητές συνεχείς συναρτήσεις. Για την καλύτερη αντιστοιχία μεταξύ των εξαγόμενων χαρακτηριστικών και των πολλαπλών ετικετών οργάνων, προσαρμόζουμε την αρχιτεκτονική και τις υπερ-παραμέτρους του (π.χ. grid size, spline order, noise scale, base and spline scaling, activation function (SiLU), grid epsilon, και grid range) ώστε το KAN να ενσωματώνεται στο CNN14. Δημιουργήσαμε το σετ δεδομένων χρησιμοποιώντας δημόσια διαθέσιμα δείγματα (700 /όργανο) σόλο πιάνου, ηλεκτρικής κιθάρας, βιολιού και ντραμς. Η επιλογή έγινε λόγω πληθώρας δειγμάτων και της έλλειψης ανάλογων ισορροπημένων πολυοργανικών σετ. Η μίξη τους με τεχνικές όπως κανονικοποίηση και αφαίρεση σιωπών μας έδωσε πλήρη έλεγχο των πολυοργανικών δειγμάτων και εξασφάλισε ένα ισορροπημένο σετ 11 κλάσεων από τους συνδυασμούς των οργάνων, με κάθε κλάση να περιέχει 1200 δείγματα διάρκειας 3 δευτερολέπτων και 300 τεχνητά δείγματα για την επαύξηση του σετ. Τα δείγματα περιέχουν τονικές και χρονικές μετατοπίσεις ή (και) προσθήκη θορύβου και μετατράπηκαν σε 16.500 φασματογραφήματα κλίμακας Mel, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως είσοδος στο CNN14. Παρά το ότι τα δείγματα στερούνται μουσικότητας χωρίς αρμονική και ρυθμική συνέχεια, αυτή η τυχαιότητα μπορεί να ωφελήσει την εκπαίδευση του μοντέλου καθώς μαθαίνει να διαχωρίζει τα όργανα βάσει των μοναδικών ηχητικών χαρακτηριστικών τους, ανεξαρτήτως αρμονικού πλαισίου. Οι μετρικές αξιολόγησης της απόδοσης του μοντέλου περιλαμβάνουν: ορθότητα (accuracy), ακρίβεια (precision), ανάκληση (recall), πίνακα σύγχυσης (confusion matrix) και macro avg F1-score (αρμονικός μέσος ακρίβειας και ευαισθησίας). Τα οφέλη της στρατηγικής φαίνονται από τη σύγκριση με ένα βασικό μοντέλο που χρησιμοποιεί συμβατικό ταξινομητή (MLP) μετά την αρχιτεκτονική CNN14. Αποτελέσματα Τα πειράματα δείχνουν ότι το CNN14-KAN αποδίδει παρόμοια με το CNN14-MLP όσον αφορά τη μέση βαθμολογία F1 και την ακρίβεια, όπως προκύπτει από τις αναφορές ταξινόμησης. Παρά τις παρόμοιες επιδόσεις, το KAN προσφέρει πλεονεκτήματα στην ερμηνευσιμότητα και την αποτελεσματικότητα χρησιμοποιώντας συναρτήσεις ενεργοποίησης με δυνατότητα εκμάθησης που παραμετροποιούνται ως splines, οι οποίες, σύμφωνα με το θεώρημα Kolmogorov-Arnold, βελτιώνουν την ικανότητα του μοντέλου να αναγνωρίζει και να κατανοεί τα πρότυπα που χρησιμοποιεί στη λήψη αποφάσεων. Αυτό φαίνεται από τους πίνακες σύγχυσης, που δείχνουν ποια όργανα αναγνωρίζονται σωστά και ποια συγχέονται. Αυτή η ερμηνευσιμότητα είναι σημαντική για πρακτικές εφαρμογές, όπως στη μουσικολογία, για τη διάκριση λεπτών ηχοχρωματικών διαφορών μεταξύ παρόμοιων οργάνων ή την κατανόηση πολύπλοκων πολυφωνικών δομών. Επιπλέον, ωφελεί άλλους τομείς της ανάκτησης μουσικής πληροφορίας (MIR), όπως την αυτόματη μεταγραφή μουσικής, την ταξινόμηση ειδών και τα συστήματα μουσικών συστάσεων, παρέχοντας σαφέστερες γνώσεις για την επεξεργασία και κατηγοριοποίηση μουσικού περιεχομένου. Τέλος, τα KANs είναι αποδοτικότερα των MLPs, επιτυγχάνοντας συγκρίσιμη ακρίβεια αλλά με μικρότερο μέγεθος μοντέλου, γεγονός που υπογραμμίζει την πρακτική χρησιμότητά τους. Συμπεράσματα Το προτεινόμενο σύστημα ταξινόμησης αναγνωρίζει αποτελεσματικά τους συνδυασμούς μουσικών οργάνων σε ηχογραφήσεις, συνδυάζοντας το CNN14 για εξαγωγή χαρακτηριστικών και το KAN για ταξινόμηση. Αυτή η υβριδική προσέγγιση προσφέρει ενθαρρυντικά αποτελέσματα, με το KAN να παρουσιάζει συγκρίσιμη ακρίβεια και F1-score με παραδοσιακές μεθόδους, ενώ παρέχει καλύτερη ερμηνευσιμότητα και αποδοτικότητα. Ωστόσο, αυτά τα αποτελέσματα είναι προκαταρκτικά και απαιτούν περαιτέρω επιβεβαίωση. Η μελλοντική έρευνα θα επεκτείνει αυτό το σύστημα σε άλλους τομείς ανάλυσης ήχου και θα ενσωματώσει πρόσθετα χαρακτηριστικά, όπως αρμονικό περιεχόμενο και χρονική δυναμική. Η βελτίωση των υπερπαραμέτρων του KAN μπορεί να ενισχύσει την απόδοσή του, καθιστώντας το πιο ισχυρό εργαλείο για ταξινόμηση πολυοργανικών δειγμάτων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: The adoption of artificial intelligence (AI) in music composition is revolutionizing the process of music creation, providing groundbreaking tools and concepts for composition. Since the mid-20th century, and increasingly in recent years due to the advances in deep learning and the availability of large amounts of data, AI has enabled the automatic composition of music, assisting in the creation of new musical ideas and improving processes including arranging and mixing. However, achieving low-latency music generation remains a major challenge even with today's computational power. This is a rather fundamental requirement for applications requiring real-time interaction, such as live performances and dynamic soundtracks for video games and virtual reality. Furthermore, another significant and active challenge is the coherency and expressiveness of AI-generated music, as these qualities are essential for maintaining the emotional impact and artistic integrity that audiences expect from high-quality musical experiences. Overcoming these barriers, will allow AI to propose compositional ideas that will  transform how humans perceive and interact with music. Automated music composition has evolved significantly since the primitive rule-based systems (ex. Illiac Suite, 1957) that use predefined algorithms to probabilistic models like Markov chains which provide much more diversity. The emergence of neural networks, particularly Recurrent Neural Networks (RNNs), and Long Short-Term Memory (LSTM) networks, proved to be a game-changer as it opened the space for longer-term dependencies and generated more coherent pieces. Recently, deep learning and generative models have further transformed the field. Generative Adversarial Networks (GANs) introduced a new approach by using two competing neural networks to produce realistic outputs. The most groundbreaking developments have been through Transformer models, originally designed for natural language processing (NLP), are known to excel at capturing long-range dependencies and have also shown great potential in the context of music generation. These complex models can be trained with massive musical datasets to generate intricate compositions. Recent research efforts are targeted at generating music with higher quality, longer-range coherence, and expressive content. The field is rapidly evolving, driven by AI advancements, the computational power, and the increasing availability of high-quality data. Despite significant advancements, several technical challenges still remain. Among these are the necessity for vast amounts of high-quality data to train models effectively, especially Transformers, which require extensive datasets to learn intricate musical patterns and structures. Further, computational resources and time needed to train these models are substantial, often limiting accessibility. Ensuring AI-generated music is coherent and expressive remains a complex task, as models must capture nuanced elements of human composition. Achieving real-time and adaptive generation performance poses another significant hurdle, requiring systems to respond instantaneously to user inputs or environmental changes without sacrificing quality. These challenges are particularly relevant in live performances (where for example musicians perform along with a real-time AI-generated accompaniment) and in interactive media like video games and virtual reality (where music must adapt dynamically to user’s actions). This paper explores the application of a non-autoregressive transformer encoder-based model for adaptive musical accompaniment. By utilizing a pretrained model, the study aims to dynamically generate coherent musical continuations. Rather than generating music in an autoregressive manner, various sampling techniques are employed to ensure that the generated music remains stylistically appropriate and expressive. Achieving low-latency music generation is a key objective, essential for applications requiring real-time interaction. This work focuses on the difficulties of guaranteeing coherence, expressiveness, and adaptability potential of the model, and aims to contribute on the development of more responsive and adaptive AI-driven music generation systems, paving the way for innovative applications in the field.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία στοχεύει στην ανάλυση μεθόδων για την παραγωγή πολυμεσικών δεδομένων με ιδιαίτερη έμφαση στην επεξεργασία και παραγωγή ηχητικών σημάτων. Πιο συγκεκριμένα, η εργασία παρουσιάζει σύγχρονες τεχνικές βασισμένες σε αρχιτεκτονικές Βαθέων Νευρωνικών Δικτύων (ΒΝΔ) που στοχεύουν στην παραγωγή δεδομένων ήχου σε διάφορους τομείς (παραγωγή μουσικής, ομιλίας, περιβαλλοντικών ήχων και άλλα).Η εργασία ξεκινά με μια σύντομη ιστορική αναδρομή σε τεχνικές προσομοιώσεις καθώς και αναφορά σε σύγχρονες προσεγγίσεις. Συνεχίζει με την παρουσίαση νευραλγικών αρχιτεκτονικών ΒΝΔ, ικανές να παράξουν πληθώρα τύπων δεδομένων. Τέλος, η εργασία αναλύει μερικά σενάρια εφαρμογής για την παραγωγή ηχητικού περιεχομένου και παρουσιάζει τα συμπεράσματα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η επιλογή χώρων αποτελεί ένα αναπόσπαστο κομμάτι της διαδικασίας κινηματογράφησης προπαραγωγής. Το πρόγραμμα SCENE στοχεύει στην υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος που καλύπτει τις ανάγκες αυτής της διερεύνησης. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται το εργαλείο Ακουστικής προσομοίωσης χώρων. Πρόκειται για ένα περιβάλλον όπου χρήστες μπορούν να παρέχουν καταγραφές χώρων που σχετίζονται με τοποθεσίες σχετικές με την πολιτιστική κληρονομιά, ακολουθώντας ένα πρότυπο οδηγιών. Οι καταγραφές χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση της ακουστικής απόκρισης του χώρου σε διάφορες θέσεις πηγής-ακροατή, το οποίο παρέχεται στους χρήστες μέσα από μια γραφική διεπαφή που παρέχει αναπαραγωγή σε πραγματικό χρόνο.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η εργασία αυτή παρουσιάζει μια μέθοδο κατασκευής ενός μεγάλου και πολυποίκιλου όγκου δεδομένων (dataset), που έχει ως στόχο την εκπαίδευση και την αξιολόγηση συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης (AI) για τον εντοπισμό του χρόνου έναρξης και λήξης ηχητικών συμβάντων. Μια από τις κύριες πτυχές αυτής της προσέγγισης είναι η δυνατότητα εξέτασης των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν τα προεκπαιδευμένα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης βασισμένα στην αρχιτεκτονική των μετασχηματιστών (transformers) έναντι άλλων τεχνικών.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η γραφική αναπαράσταση ηχητικών δομών στον 20ό αιώνα, ειδικότερα στο πλαίσιο ηλεκτρονικής ή αυτοσχεδιαζόμενης μουσικής που συχνά δεν έχουν παρτιτούρα, αποτελεί ένα σύνθετο τομέα καλλιτεχνικής και επιστημονικής έρευνας. Αναπαραστάσεις που απεικονίζουν την ηχητική δομή μπορεί να είναι χρήσιμες για την κατανόηση, ανάλυση και ερμηνεία των συνθέσεων. Τα υπάρχοντα εργαλεία παρτιτούρας και οπτικοποίησης προσφέρουν κυρίως αναπαράσταση ήχου σε παραδοσιακή μουσική σημειογραφία και όποια εργαλεία δημιουργίας γραφικών παρτιτούρων έχουν υλοποιηθεί όπως το Acousmographe, το eAnalysis και το Partiels (Couprie, 2016, Favreau et al., 2010, Guillot, 2024), περιορίζονται στη χειροκίνητη δημιουργία οπτικών αντιστοιχήσεων, με τη δυνατότητα για αυτοματοποιημένη δημιουργία γραφικών αναπαραστάσεων ήχου να είναι περιορισμένη. Στο επίκεντρο αυτής της ιδέας βρίσκεται η ανάπτυξη του SoundSketcher, ενός καινοτόμου εργαλείου γραφικής παρτιτούρας, το οποίο μετατρέπει αυτόματα, αρχεία ήχου σε οπτική αναπαράσταση ηχητικών συμβάντων (νότες, αφηρημένα ηχητικά συμβάντα). Η ηχητική - οπτική μετάφραση επιτυγχάνεται μέσω οπτικοποίησης ηχητικών χαρακτηριστικών που εξάγονται με χρήση προηγμένων αλγορίθμων ανάλυσης ηχητικών σκηνών, βασισμένη σε γνωστές οπτικές - ακουστικές διαισθητηριακές αντιστοιχίσεις. Για παράδειγμα, το φαινόμενο bouba-/kiki, αποτελεί πιθανώς την πιο γνωστό αντιστοίχιση τέτοιου τύπου: έχει αποδειχθεί ότι η συντριπτική πλειοψηφία των συμμετεχόντων αποδίδουν καμπυλωτά σχήματα στη λέξη "bouba" και αιχμηρά ή τραχιά σχήματα στη λέξη "kiki" (Ramachandran & Hubbard, 2001). Πολλές εμπειρικές μελέτες έχουν διερευνήσει τις αντιστοιχίσεις μεταξύ των ακουστικών ιδιοτήτων των ήχων και άλλων αισθητηριακών συσχετίσεων. Εκτεταμένες έρευνες παρατίθενται στους Eitan (2017), Parise και Spence (2013) και Speed et al. (2021). Οι υψηλές συχνότητες, εκτός από την καθιερωμένη αντιστοίχιση με την υψηλότερη χωρική τοποθεσία, έχουν επίσης αποδειχθεί ότι σχετίζονται με μεγαλύτερη φωτεινότητα, πιο ανοιχτά χρώματα, αιχμηρά σχήματα, λεπτότερες δομές και ελαφριά αντικείμενα. Η ένταση του ήχου έχει επίσης αποδειχθεί ότι συσχετίζεται θετικά με την ένταση του φωτός, την αντίθεση, τον κορεσμό χρώματος, την αιχμηρότητα των σχημάτων και τη σκληρότητα των επιφανειών. Επιπλέον, οι ήχοι με υψηλή ακουστική τραχύτητα έχουν συσχετιστεί με αιχμηρά, τραχιά και οδοντωτά σχήματα, ενώ οι ήχοι με απαλές ηχητικές χροιές έχουν συνδεθεί με καμπυλωτά σχήματα (Adeli et al., 2014). Εκμεταλλευόμενο τις συνδυαστικές αντιστοιχίσεις μεταξύ οπτικών και ακουστικών χαρακτηριστικών, το SoundSketcher δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να αποδώσουν γραφικά τα εισαγόμενα ακουστικά αποσπάσματα όπως επίσης και να επιλέξουν ποια ηχητικά χαρακτηριστικά θα απεικονίζονται στις γραφικές παρτιτούρες τους. Ο στόχος είναι η παραγόμενη οπτικοποίηση να επιδεικνύει αντιληπτική συνάφεια με το εισαγόμενο αρχείο ήχου, διευκολύνοντας την κατανόηση και ερμηνεία του ήχου, ενώ παράλληλα να επιτρέπει την ερμηνευτική ελευθερία και τη περαιτέρω δημιουργική χρήση του γραφικού αποτελέσματος. Στο παρόν πρότυπο, η τοποθέτηση κάθε γραμμής στον καμβά στο άξονα y καθορίζεται από το φασματικό κεντροειδές, ενώ το πλάτος, το μήκος, το χρώμα, η καμπυλότητα και η γωνία της γραμμής επηρεάζονται από τα επιλεγμένα από τον χρήστη ηχητικά χαρακτηριστικά. Τέλος, ο χρόνος αντιστοιχείται στον άξονα x, επιτρέποντας την προοδευτική οπτικοποίηση από αριστερά προς τα δεξιά. Η οπτικοποίηση αποδίδεται στον περιηγητή του χρήστη χρησιμοποιώντας vanilla JavaScript. Ένας καμβάς SVG χρησιμοποιείται για τη σχεδίαση γραμμών που αντιπροσωπεύουν τα ηχητικά χαρακτηριστικά με την πάροδο του χρόνου. Πιο συγκεκριμένα ο χρήστης αρχικά μεταφορτώνει ένα αρχείο ήχου μέσω της διαδικτυακής διεπαφής του SoundSketcher. Στη συνέχεια, μέσω του λογισμικού Sonic Visualiser, των vamp plug-ins και του Sonic Annotator πραγματοποιείται εξαγωγή ηχητικών χαρακτηριστικών ανά συγκεκριμένο παράθυρο ήχου, όπως το φασματικό κεντροειδές, η φασματική κυρτότητα, η φασματική διακύμανση, το πλάτος της κυματομορφής και ο ρυθμός διασταύρωσης μηδενικού σημείου μεταξύ άλλων, δημιουργώντας CSV αρχεία που περιέχουν τα εξαγόμενα ηχητικά χαρακτηριστικά. Η παρούσα πρώτη απόπειρα υλοποίησης του SoundSketcher εστιάζει στην οπτικοποίηση μιας μεμονωμένης ηχητικής ροής αποτελούμενης από ανεξάρτητα, μη αλληλεπικαλυπτόμενα ηχητικά συμβάντα. Σε μελλοντικά στάδια το πρόγραμμα θα ενσωματώσει νέες τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης που επιτρέπουν τον διαχωρισμό ηχητικών ροών (sound source separation) και αναγνώριση ήχων (sound object identification, segmentation) έτσι ώστε να καταστεί δυνατή η καλύτερη ανάλυση των ηχητικών αρχείων σε επιμέρους συνιστώντα ηχητικά συμβάντα. Το Soundsketcher στοχεύει να καταστήσει την ανάλυση ηχητικών αρχείων προσιτή και ενδιαφέρουσα σε ένα ευρύ φάσμα χρηστών, από εκπαιδευτικούς και μαθητές έως επαγγελματίες μουσικούς και συνθέτες. Με τη μετατροπή των αρχείων ήχου σε προσαρμοσμένα οπτικά σκίτσα, το Soundsketcher ανοίγει νέες δυνατότητες για την εκπαίδευση, την έρευνα και τη δημιουργική εξερεύνηση στον τομέα της οπτικοποίησης ήχου και μουσικής.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία πραγματοποιείται στο πλαίσιο του έργου SHAZAAM (Science Hoaxes to Αvoid Alienation in Generation Z - A Media literacy Approach). Το SHAZAAM αποσκοπεί στην υποστήριξη των νέων που ανήκουν στη γενιά Ζ για την καταπολέμηση της διάδοσης ψευδοεπιστημονικού περιεχομένου. Από τη βιβλιογραφία σε σχέση με το φαινόμενο της παραπληροφόρησης στον γραπτό λόγο, προκύπτει ότι σε μεγάλο βαθμό, το στυλ, και το συναίσθημα γραφής μπορούν να αποτελούν από μόνα τους σημαντική ένδειξη για την αναγνώριση ψευδούς περιεχομένου. Η υπόθεση είναι ότι το ίδιο ισχύει και για την οπτικοακουστική πληροφορία. Παρουσιάζεται μια διαδικτυακή εφαρμογή που παρέχει αναγνώριση συναισθήματος ως υπηρεσία, βασισμένη σε μοντέλα βαθιάς μάθησης. Η εφαρμογή έχει ως στόχο να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για την ανάλυση οπτικοακουστικού περιεχομένου από τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Το ηχητικό περιβάλλον περιέχει πληροφορία που αντανακλά οικολογικές διεργασίες του φυσικού περιβάλλοντος. Λόγω της δυναμικότητάς του, ο ήχος λειτουργεί ως δείκτης βιωσιμότητας, καθώς οι μεταβολές και οι ανθρώπινες επεμβάσεις στο φυσικό περιβάλλον δημιουργούν ηχητικό αποτύπωμα που αντικατοπτρίζει την περιβαλλοντική υγεία μιας περιοχής. Επομένως, ο ήχος αποτελεί ένα πολύτιμο εργαλείο για την παρακολούθηση και την αξιολόγηση της περιβαλλοντικής υγείας, ιδιαίτερα σε προστατευόμενες περιοχές. Η περιοχή της Αχαράβης στη βόρεια Κέρκυρα με τη χαρακτηριστική ρηχή λιμνοθάλασσα Αντινιώτη, αποτελεί ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον οικοσύστημα που φιλοξενεί μια πληθώρα πουλιών και μικρών θηλαστικών. Παρά το γεγονός πως η λιμνοθάλασσα Αντινιώτη στο Ιόνιο προστατεύεται από τη συνθήκη Natura 2000, η ανάγκη προστασίας της εντείνεται καθώς σχεδιάζεται η ανέγερση μεγάλης ξενοδοχειακής μονάδας. Το 2006, η ευρύτερη περιοχή της λιμνοθάλασσας αποτέλεσε τον τόπο διεξαγωγής μιας εκτεταμένης έρευνας με σκοπό τη χωροχρονική καταγραφή του ηχητικού περιβάλλοντος, καθώς και την ανάπτυξη θεματικών χαρτών ήχου. Αυτή η έρευνα πραγματοποιήθηκε από την πρώτη στην Ελλάδα διεπιστημονική ομάδα Ακουστικής Οικολογίας, η οποία ιδρύθηκε με πρωτοβουλία του EPHMEE (Εργαστήριο Ηλεκτροακουστικής Έρευνας και Εφαρμογών) του Τμήματος Μουσικών Σπουδών του Ιονίου Πανεπιστημίου στο πλαίσιο μια δράσης του Επιχειρησιακού Προγράμματος Εκπαίδευσης και Αρχικής Επαγγελματικής Κατάρτισης [ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ]. Σκοπός της συγκεκριμένης έρευνας είναι η επανάληψη της χωροχρονικής καταγραφής του ηχητικού περιβάλλοντος της Αχαράβης, αξιοποιώντας επικαιροποιημένα εργαλεία και μεθόδους του κλάδου της οικολογικής ακουστικής (ecoacoustics). Δώδεκα χρόνια μετά την αρχική προσπάθεια, την περίοδο 2018-2019, πραγματοποιήθηκαν καταγραφές σε 5 σημεία της λιμνοθάλασσας καλύπτοντας το βορειότερο και πιο απομονωμένο τμήμα της. Χρησιμοποιώντας το ίδιο πρωτόκολλο καταγραφών, συλλέχθηκαν ποιοτικά και ποσοτικά δεδομένα σε δύο χρονικούς κύκλους, έναν ημερήσιο και έναν εποχιακό. Ο ημερήσιος κύκλος περιλάμβανε οκτώ δεκάλεπτες δειγματοληψίες σε ένα εικοσιτετράωρο (μία για κάθε τρεις ώρες), ενώ ο εποχιακός τέσσερις περιόδους για ένα έτος (μία για κάθε ηλιοστάσιο και ισημερία). Για τους σκοπούς της έρευνας, συλλέχθηκαν ποιοτικά δεδομένα καταγραφής και κατηγοριοποίησης των ηχητικών πηγών μέσω της συμπλήρωσης εντύπων καταγραφής πεδίου. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε κατηγοριοποίηση της ανθρωπογενούς, βιολογικής ή γεωφυσικής προέλευσης των ηχητικών πηγών, ενώ σημειώθηκε η λειτουργική τους σημασία (ήχοι προσκηνίου ή υποβάθρου). Τα ποσοτικά δεδομένα προέκυψαν μέσω ηχογραφήσεων υψηλής ποιότητας και πιστότητας σε όλα τα σημεία, με στερεοφωνική τεχνική (Mid/Side) το 2006, και με τρισδιάστατη τεχνική (μέθοδο ambisonics) το 2018-2019. Τα ασυμπίεστα WAVE αρχεία αναλύθηκαν στο λογισμικό στατιστικής ανάλυσης R χρησιμοποιώντας τα πακέτα seewave, tuneR, ineq και soundecology προκειμένου να εξαχθούν οι ακουστικοί δείκτες βιοποικιλότητας. Αναλυτικότερα, εξήχθησαν οι δείκτες ακουστικής πολυπλοκότητας (Acoustic Complexity Index), ακουστικής ποικιλίας (Acoustic Diversity Index), ο δείκτης βιοακουστικής (BIO index), ο δείκτης κανονικοποιημένης διαφοράς ηχοτοπίου NDSI και ο δείκτης φασματικής εντροπίας (Spectral Entropy). Επίσης, πραγματοποιήθηκαν ταυτόχρονες ηχομετρήσεις με χρήση ηχόμετρου και φασματικού αναλυτή υψηλής ακρίβειας (class 1), Cesva SC-310 το 2006 και Bruel & Kjaer Type 2250. Συγκεκριμένα, στις ηχομετρήσεις καταγράφηκε για κάθε χρονικό διάστημα (15 sec) η ισοδύναμη συνεχής ηχητική στάθμη Leq με σταθμισμένα φίλτρα Α και Ζ καθώς επίσης και σε πραγματικό χρόνο η ηχητική στάθμη ανά οκτάβα από 31.5 Hz - 16 kHz. Στην παρούσα έρευνα, η στατιστική ανάλυση περιλάμβανε τη σύγκριση των μέσων τιμών των παλαιότερων και σύγχρονων δεδομένων, με σκοπό την ανίχνευση στατιστικά σημαντικών μεταβολών. Επιπλέον, διενεργήθηκαν αναλύσεις συσχέτισης για την εκτίμηση της σχέσης μεταξύ των επιπέδων θορύβου και των δεικτών ακουστικής βιοποικιλότητας, παρέχοντας ενδείξεις για την επίδραση του ανθρώπινου θορύβου στο ηχητικό περιβάλλον. Παράλληλα, εξήχθησαν συμπεράσματα για τη μεταβολή της ηχητικής στάθμης της υπό έρευνας περιοχής ανά εποχή αλλά και συνολικά, ενώ μελετήθηκαν οι τροποποιήσεις όσον αφορά την υποκειμενική διάσταση μέσω της μελέτης ηχοτοπίου που πραγματοποιήθηκε. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψαν σημαντικές μεταβολές στους δείκτες ακουστικής βιοποικιλότητας κατά τις διάφορες περιόδους δειγματοληψίας, καθώς και μεταβολή στα επίπεδα θορύβου. Επιπρόσθετα, ήταν εμφανής η επίδραση του ανθρωπογενούς θορύβου στη βιολογική πολυπλοκότητα και ποικιλία. Η έρευνα αυτή υπογραμμίζει την ανάγκη για προστασία του φυσικού περιβάλλοντος από ανθρώπινες επεμβάσεις και πιέσεις ενώ επισημαίνει τη χρησιμότητα του ήχου ως δείκτη για την ταχεία και αξιόπιστη παρακολούθηση της περιβαλλοντικής υγείας σε προστατευόμενες περιοχές.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: The soundscape of Athens has its own unique tonality. Within this sonic palette, sounds from marches, protests, anthropogenic factors, city noises, as well as scattered natural ecosystems (parks, green areas) converge, creating a rather intriguing urban soundscape that varies under specific conditions. This occurs, for example, on days when the city empties due to holidays or during days of major protests. The opportunity presented by the decongestion of the city's auditory "scene" leads to a transformation of the soundscape, highlighted by the decrease in noise levels, delicately revealing hidden sonic elements of the city. The City can speak for itself (Western, 2021) and it is important to take the opportunity to listen to the sound, because the sound circulates through the infrastructures (spaces) which are constantly changing (Harvey, 2021). The sound of the city is connected to the urban structure and society leading to the creation of a separate environment with which the person himself is connected (Saher, 2016; Barclay, 2018). An exploration of such elements is carried out through soundwalks, which serve as a means to study the sonic environment. The very process of soundwalking shapes and reshapes personal perceptions of the urban acoustic "environment" experienced daily. Through a specific route and an auto-ethnographic approach to the surrounding space, the uniqueness of a "quiet" capital is explored. Additionally, during the exploration process, a measurement of sound levels (dB) is conducted at specific walking points with the aim of comparing sound level on different days, focusing on the contrast between a rather “empty” and a full city of Athens. The goal of this work is twofold. First to study this variation in sound levels, in order to detect and understand the noise pollution of Athens and second, to unveil these interesting auditory nuances that can be perceived through more active listening. Part of the research will be examined based on the existing bibliography. However, a large part of the study will be based on walks (soundwalks) and field observations. Specifically, the main goal is to complete at least four soundwalks in order to capture sound levels and record the soundscape of the capital with a zoom VR recorder. The on-site observation of the urban environment will be of utmost importance, because in this way the explorer-researcher approaches and understands better their surroundings. One understands sound by extracting information from the sound experiences (events) presented to them and also from the relationship between the listener and the environment that is produced by sound (Thompson, 2022).

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προτεινόμενη ανακοίνωση αποτελεί τμήμα μιας ευρύτερης πανεπιστημιακής έρευνας του Τμήματος Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Δ.Π.Θ. Αφορμή αποτέλεσε ο προβληματισμός για την έλλειψη ελεύθερων δημόσιων χώρων στην Θεσσαλονίκη και αιτία η κατάληψη δημόσιων χώρων από τα τραπεζοκαθίσματα καταστημάτων υγειονομικού ενδιαφέροντος, την περίοδο της πανδημίας Ο δημόσιος χώρος αποτελεί τον βασικό πυλώνα της κοινωνικής ζωής, ως τόπος συνάντησης και αλληλεπίδρασης. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια διαπιστώνουμε μια ισχυρή τάση εισβολής του ιδιωτικού συμφέροντος στον δημόσιο χώρο, με την επέκταση τραπεζοκαθισμάτων και άλλων βοηθητικών εγκαταστάσεων από καταστήματα υγειονομικού ενδιαφέροντος (καφέ, μπαρ, ταβέρνες κλπ). Η επισφράγιση της εισβολής επισημοποιήθηκε με πρόσχημα τα πραγματικά απαραίτητα μέτρα κοινωνικής αποστασιοποίησης στη διάρκεια της πανδημίας. Το μέτρο δυστυχώς συνεχίζει διατηρείται, καθώς η Κυβέρνηση και οι Δήμοι συνεχίσουν να χαρίζουν τα αγαθά του δημόσιου χώρου στους ιδιώτες, σαν να τους ανήκουν. Η ανεξέλεγκτη επέκταση αυτών των υπαίθριων, ιδιωτικών εγκαταστάσεων προκαλεί σοβαρά προβλήματα στην κυκλοφορία και τη χρηστικότητα του δημόσιου χώρου, περιορίζει την ελεύθερη κίνηση και ροή των πεζών. Συχνά τα τραπεζοκαθίσματα τοποθετούνται σε πολυσύχναστες περιοχές, όπου η κυκλοφορία είναι ήδη προβληματική, με αποτέλεσμα την ολοσχερή παρεμπόδιση της κίνησης των πολιτών. Αυτονόητα, η εισβολή αυξάνει την ηχορύπανση στο δημόσιο χώρο, είτε με την επέκταση των ηλ/ακ εγκαταστάσεων, είτε και μόνο με την οχλοβοή των συγκεντρωμένων, ηχητική όχληση που μεταφέρεται στις παρακεί¬μενες κατοικίες. Επιτόπιες έρευνες που πραγματοποιήθηκαν στο πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης (στους Δήμους Θεσσαλονίκης, Καλαμαριάς και Συκεών) την περίοδο 1923 - 24, εντόπισαν και κατέγραψαν σοβαρά προβλήματα πρόσβασης και προσπέλασης στους δημόσιους χώρους, καθώς και έντονα φαινόμενα περιβαλλοντικού θορύβου, εξαιτίας της υπαίθριας εξάπλωσης των επιχειρήσεων υγειονομικού ενδιαφέροντος. Το δείγμα της έρευνας περιλαμβάνει συνολικά 15 περίοπτες περιοχές όπως : η Λεωφόρος Νίκης στην Παλιά Παραλία, η λεωφόρος Όχι στην Άνω Πόλη, η πλατεία Μοριχόβου στα Λαδάδικα, η πλατεία Εμπορίου στην περιοχή του Αγίου Μηνά, η ιστορική αγορά Καπάνι, το σταυροδρόμι των οδών Μητροπόλεως - Κ. Ντηλ, το πάρκο Τσιρογιάννη στο Λ. Πύργο, οι πλατείες Ναυαρίνου και Αριστοτέλους οι οδοί Αγ. Θεοδώρας, Ικτίνου, Κομνηνών στα Λουλουδάδικα, Π. Πατρών, καθώς επίσης ο κεντρικός πεζόδρομος και η πλατεία Σκρα στην Καλαμαριά. Ως παράμετροι της έρευνας καταγράφονται : το πλάτος της ανεμπόδιστης λωρίδας κυκλοφορίας των πεζών, η δυνατότητα κίνησης με αμαξίδιο ή παιδικό καρότσι,, η κατάσταση των επιστρώσεων στα πεζοδρόμια, τα εμπόδια στην κίνηση (διαχωριστικά, ζαρντινιέρες, διαφημιστικά κλπ), ο συ¬νωστισμός όρθιων θαμώνων σε ώρες αιχμής, η ποιότητα του ηλεκτροφωτισμού, το πράσινο και η ηχορύπανση. Όπως διαπιστώθηκε εντοπίζονται σημαντικές περιφράξεις δημοσίων εκτάσεων (πεζοδρομίων, πλατειών), με αποτέλεσμα την οικειοποίηση του δημόσιου χώρου από ιδιωτικές επιχειρήσεις και την επαναδιαπραγμάτευσή του ως καταναλωτικού προϊόντος, έναντι χρηματικού αντιτίμου για τις παρεχόμενες υπηρεσίες. Πρόκειται για την απόλυτη αναίρεση του δημόσιου, δωρεάν παρεχόμενου, χαρακτήρα του χώρου και παράλληλα την ανεξέλεγκτη επέκταση του ιδιωτικού (αυθαίρετα ή σε συμφωνία με τις δημοτικές υπηρεσίες) σε βάρος των ελεύθερων, κοινωνικών δραστηριοτήτων της περιοχής. Παράλληλα φαίνεται πως συνεχίζεται απρόσκοπτα η αδυναμία διαπίστωσης παραβάσεων, επιβολής ποινών και τελικά είσπραξης των σχετικών προστίμων από τους Δήμους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σε αυτή την έρευνα μελετώνται για πρώτη φορά ηχοτοπία στα Λευκά Όρη των Χανίων. Διαφορετικά τοπία στα οποία ανήκουν βασικοί τύποι οικοτόπων της οδηγίας 92/43/ΕΟΚ ηχογραφούνται εδώ και δυόμιση έτη. Στην έρευνα των ηχοτοπίων εφαρμόστηκε μία ποιοτική εκτίμηση βασισμένη στην φυσική παρατήρηση των ήχων με δειγματοληπτικές ακροάσεις ηχογραφήσεων, οπτικό έλεγχο φασματογραφημάτων και μία ποσοτική με την ανάλυση των ηχητικών καταγραφών σε συχνότητες γεωφωνίας – ανθρωποφωνίας και βιοφωνίας και την εξαγωγή των επιλεγμένων ηχητικών δεικτών (ACI-Δείκτης Ακουστικής Πολυπλοκότητας, ADI-Δείκτης Ακουστικής Ποικιλότητας, AEI-Δείκτης Aκουστικής Ομοιότητας, BI-Βιοακουστικός Δείκτης, NDSI-Δείκτης Κανονικοποιημένης Διαφοράς του Ηχοτοπίου, Hf-Δείκτης φασματικής εντροπίας). Παρατίθεται η ανάλυση για το ηχοτοπίο του Λιμνίου του Ομαλού. Η διαχρονική ηχητική παρατήρηση στη Γρελέσκα για το έτος 2022 φανερώνει τις εποχιακές μεταβολές του ηχοτοπίου. Τέλος για ηχητικά δείγματα το καλοκαίρι του 2022 και 2023 στην τοποθεσία Γρελέσκα, διαφαίνεται μία συσχέτιση της καταγεγραμμένης θερμοκρασίας και των ακουστικών δεικτών NDSI και Hf, δημιουργώντας ένα δυναμικό έρευνας προς τη σύνδεση των εποχιακών, των θερμοκρασιακών και των ηχητικών χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προστασία και διαχείριση των Προστατευόμενων Περιοχών (ΠΠ) αποτελεί προτεραιότητα στο πλαίσιο των στόχων της Βιώσιμης Ανάπτυξης. Στην Ελλάδα οι ΠΠ καταλαμβάνουν περίπου το 30% της έκτασης της και μπορεί να είναι χερσαίες ή θαλάσσιες. Η ενημέρωση και ευαισθητοποίηση μπορεί ν’ αποτελέσουν σημείο αναφοράς για τη δημιουργία περιβαλλοντικής συνείδησης και δυναμικά να συμβάλλουν στην προστασία και διαχείριση. Η ερμηνεία περιβάλλοντος των ΠΠ με τη χρήση καινοτόμων διεπιστημονικών πεδίων, όπως αυτό της Ακουστικής Οικολογίας, προσδίδει δυνατότητες και προκλήσεις στο πλαίσιο διάχυσης της περιβαλλοντικής πληροφορίας για γενικές και ειδικές ομάδες. Η Θαλάσσια Προστατευόμενη Περιοχή (ΘΠΠ) της Γυάρου αποτελεί την περίπτωση μελέτης στην παρούσα έρευνα/έργο και η οπτικοακουστική καταγραφή και αποτύπωση των τοπίων και ηχοτοπίων της περιοχής αποτελούν τα κύρια μέσα για τη δυνατότητα εικονικής επίσκεψης στο νησί για όλους. Η Γυάρος έχει χαρακτηριστεί ως ιστορικός τόπος και αποτέλεσε και τόπο φυλακής και εξορίας ενώ παράλληλα φιλοξενεί μία από τις σημαντικότερες αποικίες της μεσογειακής φώκιας (Monachus monachus) καθώς και το 1/3 του παγκόσμιου πληθυσμού των μύχων (Puffinus yelkouan), που φωλιάζει και γεννά στη βραχώδη ακτογραμμή της. Ιδιαίτερα σημαντική είναι και η χερσαία και θαλάσσια βιοποικιλότητα της. Για τους παραπάνω λόγους, το 2015 χαρακτηρίστηκε ως Θαλάσσιο Καταφύγιο Άγριας Ζωής και το 2019 με Υπουργική Απόφαση του Υπουργείου Περιβάλλοντος οριοθετήθηκαν και θεσμοθετήθηκαν ζώνες και μέτρα προστασίας. Σκοπός της έρευνας ήταν η ρεαλιστική αποτύπωση και χαρτογράφηση της ΘΠΠ μέσω διαδρομών, και η δημιουργία υλικού επικοινωνίας, προβολής και ξενάγησης με ηχοτοπία και αφηγήματα στο πλαίσιο «Φύση για όλους», σε τρεις γλώσσες. Για την καταγραφή και αποτύπωση οι επιτόπιες επισκέψεις συνετέλεσαν ώστε να δημιουργηθούν αρχεία οπτικοακουστικού υλικού, ηχοτοπίων καθώς και ηχητική βιβλιοθήκη. Η χαρτογράφηση της περιοχής με κριτήρια που συνδύαζαν την ιστορική/πολιτιστική ταυτότητα και την περιβαλλοντική αξία (βιοποικιλότητα, τοπίο, οικότοποι,, είδη και ενδιαιτήματα τους) επαναπροσδιόρισαν τα τοπόσημα του νησιού και με ηχητική ταυτότητα. Τα ηχοτοπία καταγράφηκαν με ειδικό εξοπλισμό για την εξασφάλιση της ηχητικής ποιοτητας και πιστότητας και οι καταγραφές πραγματοποιήθηκαν σε δύο διαφορετικές εποχές, χειμώνα και άνοιξη. Ειδικότερα, χρησιμοποιήθηκαν δυο συστήματα ηχητικής καταγραφής, το ένα στερεοφωνικό με τη σχεδόν συμπωτική τεχνική ORTF και ένα τρισδιάστατης ηχητικής αποτύπωσης με τη τεχνική ambisonics. Επίσης, για τις ανάγκες πιο στοχευμένων ηχογραφήσεων χρησιμοποιήθηκαν εξειδικευμένα μικορφωνα όπως γεόφωνο και υδρόφωνο. Οι ηχητικές καταγραφές στο πλαίσιο της έρευνας αποτυπώνουν τόσο το εξωτερικό περιβάλλον (φυσικό) όσο και το εσωτερικό εντός των υφιστάμενων κτιρίων (φυλακές, ερείπια, παλαιοί καταυλισμοί, φυλάκια). Στις καταγραφές συμπεριλαμβάνονται και αρχεία που συνδέονται με τη βιοποικιλότητα της Γυάρου. Το οπτικοακουστικό υλικό, φωτογραφίες και βίντεο, συνδυάστηκε με τα ηχητικά αρχεία και δημιούργησαν, ως σύνολο, ένα δίκτυο 31 σημείων που μπορούν αυτόνομα ή συνδυαστικά κατ’ επιλογή του επισκέπτη, να τον μεταφέρουν «εικονικά» και βιωματικά στην περιοχή. Ακολουθώντας τις αρχές της ερμηνείας περιβάλλοντος για γενικές και ειδικές ομάδες τα αφηγήματα που δημιουργήθηκαν για κάθε σημείο διευκολύνουν τον επισκέπτη να μεταφερθεί χωροχρονικά στη Γυάρο και ν’ αντιληφθεί τη μοναδική ταυτότητα κάθε σημείου. Παράλληλα, στο υλικό ευαισθητοποίησης που δημιουργήθηκε τα ηχοτοπία χρησιμοποιούνται ως σημείο αναφοράς για τη Γυάρο και συμβάλλουν στην επίτευξη μίας ρεαλιστικής, προσβάσιμης σε όλους εικονική μεταφορά στην ΠΠ. Το υλικό αναρτηθήκε σε ιστοσελίδα που δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του έργου, το “Gyaros-Story” και αποτέλεσε δύο διακριτές ενότητες της, το «Εικονικά» και το «Βιβλιοθήκη».

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Το κύριο εγχείρημα της συγκεκριμένης εργασίας είναι η έρευνα των διάφορων συνιστώσεων του ήχου, του θορύβου και της μουσικής, οι οποίες μπορούν να μας οδηγήσουν στον Μουσειολογικό Προγραμματισμό και Σχεδιασμό, μέσω της νοηματοδότησης, της μεταγραφής από τη μουσική και τον ήχο στον χώρο. Το κεντρικό αυτό ερώτημα, του περάσματος από τον ήχο και τη μουσική στον Μουσειολογικό Σχεδιασμό, προκύπτει ουσιαστικά από την προσπάθεια εύρεσης θεωρίας, τρόπων και τεχνικών επέκτασης των σύγχρονων μεθοδολογιών της μουσειολογίας. Μέσω της ανάπτυξης στοιχείων της θεωρίας του Ήχου, του Θορύβου και της Μουσικής προσπαθούμε να βρούμε τα σημεία στα οποία οι παραπάνω έννοιες συναντώνται με το Μουσείο, ουσιαστικά γεφυρώνοντας δύο διαφορετικούς κόσμους, τη Μουσική και την Αρχιτεκτονική, με πεδίο εφαρμογής τη Μουσειακή Έκθεση.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στην εργασία εξετάζεται η δυνατότητα σύνθεσης ηχητικών έργων βασισμένων στις αρχές, τα πρότυπα και τις αξίες της ποίησης haiku. Επίσης μελετάται η δημιουργική διαδικασία από τεχνικής και αισθητικής σκοπιάς. Τέλος γίνονται παρατηρήσεις σε σχέση με το τελικό έργο που αποτελείται από 10 ηχητικά ποιήματα των 2.12 δευτερολέπτων. Το ιαπωνικό ποιητικό είδος haiku εξελίχθηκε ως τέκνο παλαιότερων ειδών και συστηματοποιήθηκε από τον ποιητή Matsuo Basho τον 17o αιώνα. Χαρακτηριστικά του είδους είναι κυρίως η σύντομη δομή των τριών στίχων, που αποτελούνται από μετρούμενες χρονικά συλλαβές με τάξη 5-7-5 και η αυστηρή θεματολογική απαίτηση για παρουσίαση μίας στιγμής στη φύση, όταν ένα συμβάν ανατρέπει ή ανακινεί την επικρατούσα ατμόσφαιρα. Εργαλεία για την σύνθεση των ηχητικών haiku αντλούνται από τις τεχνικές και αισθητικές προεκτάσεις του sound design και περιλαμβάνουν ηχογράφηση ήχων στο πεδίο, πιθανή χρήση έτοιμων ήχων από σχετικές βιβλιοθήκες και φυσικά τη χρήση εξελιγμένου λογισμικού για την επεξεργασία και την παραγωγή του τελικού προϊόντος. Για την τελική σύνθεση απαιτείται επίσης η σύνταξη κάποιου είδους σεναρίου ώστε να διασφαλιστεί η συλλογή του κατάλληλου υλικού. H διαδικασία παραγωγής υφίσταται τις δυσκολίες της συγκέντρωσης του υλικού, λόγω της ανάγκης να αποτυπωθεί αυτό στο φυσικό περιβάλλον, της αποτελεσματικής διαλογής και ταξινόμησης, αλλά και από τους προβληματισμούς σχετικά με αν η προβλεπόμενη μορφή μπορεί να εξυπηρετηθεί πλήρως ή αν θα επιτραπεί στο ποιητικό προϊόν να επιβάλλει κάποιες από τις ανάγκες του σε αυτήν. Στην περίπτωση του συγκεκριμένου έργου, η φυσικότητα και η υλικότητα του ποιήματος, οδήγησε στην αναθεώρηση της ροής του έργου αλλά σε μερικά σημεία επέβαλε και αλλαγές στη μορφή, χωρίς ωστόσο να απομακρυνθεί από την αρχική πρόθεση της δημιουργού, δηλαδή να διατηρήσει το πνεύμα και το σχήμα αυτού του μοναδικού καλλιτεχνικού ιδιώματος.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ανάλυση ηχοτοπίου αποτελεί μια καινοτόμο προσέγγιση στην ακουστική οικολογία, εστιάζοντας στην καταγραφή και ερμηνεία των ηχητικών τοπίων ενός χώρου. Χρησιμοποιώντας ηχητικούς χάρτες, ηχητικά ημερολόγια και ηχογραφήσεις, προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη αλληλεπίδραση με το περιβάλλον. Οι ηχητικοί χάρτες αποτυπώνουν την κατανομή των ήχων στον χρόνο και τον χώρο μιας περιοχής μέσω προηγμένων τεχνολογιών, ενώ τα ηχητικά ημερολόγια καταγράφουν τη δυναμική των ηχοτοπίων με την πάροδο του χρόνου. Η περιοχή μελέτης είναι τα Καστελλάκια στο Ρέθυμνο Κρήτης, που χαρακτηρίζονται από συνδυασμό αστικών και φυσικών ήχων. Η μελέτη αυτή επιδιώκει να κατανοήσει την αλληλεπίδραση των ανθρώπων με τα ηχοτοπία και να διευκρινίσει όρους της ακουστικής οικολογίας, συμβάλλοντας στην καλύτερη αντίληψη και κατανόηση των ηχοτοπίων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία διερευνά και αξιολογεί την πιστότητα και την ακουστική απόδοση του εικονικού περιφερειακού ήχου. Μέσω πειραμάτων ακρόασης, εκτιμάται η ικανότητα της τεχνολογίας αυτής να αποδώσει την ακουστική του χώρου καθώς και την ακριβή τοποθέτηση των ηχητικών πηγών σε ένα τεχνητό ηχητικό πεδίο. Η διαδικασία αυτή διενεργείται με τη συμμετοχή εξωτερικών συμμετεχόντων, σε μια προσπάθεια να εξασφαλιστεί μια ευρεία και αντικειμενική αξιολόγηση. Με τον όρο “εικονικός περιφερειακός ήχος” (virtual surround sound) εννοούμε την τεχνολογία η οποία στοχεύει να προσομοιώσει την εμπειρία του περιφερειακού ήχου, χρησιμοποιώντας ακουστικά που διαθέτουν μόνο δύο μετατροπείς. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή εγκατάσταση περιφερειακού ήχου, όπου τοποθετούνται πολλαπλά ηχεία σε φυσικό χώρο δημιουργώντας έτσι ένα περιβάλλον εμβύθισης, στην περίπτωση του εικονικού περιφερειακού ήχου χρησιμοποιούνται προηγμένες τεχνικές επεξεργασίας σήματος για να προσομοιωθεί η περιφερειακή κατευθυντικότητα του αναπαραγώμενου ήχου. Στο virtual surround για να δημιουργηθεί η αίσθηση ήχου που προέρχεται από διάφορες κατευθύνσεις γύρω από τον ακροατή, μέσω της επεξεργασίας αναλύονται τα ηχητικά σήματα και εφαρμόζονται τεχνικές όπως η μετατόπιση φάσης (phase shifting), η χρονική καθυστέρηση (time delays), και η μεταβολή συχνότητας (frequency manipulation). Με αυτόν τον τρόπο, τα συστήματα του εικονικού περιφερειακού ήχου μπορούν να παρέχουν μια αίσθηση βάθους και κατευθυντικότητας στον χωρο, ενισχύοντας τη συνολική εμβύθιση. Ο εικονικός περιφερειακός ήχος εφαρμόζεται σε πλήθος οπτικοακουστικών παραγωγών, όπως κινηματογραφικές ταινίες, παιχνίδια, εφαρμογές AR & VR και άλλα πολυμέσα. Ο κύριος στόχος της εργασίας αυτής είναι να διερευνήσει την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας του εικονικού περιφερειακού ήχου, όταν αυτή εφαρμόζεται για την προσομοίωση του συστήματος 5.1. Ειδικότερα, επιδιώκεται η εξέταση της δυνατότητας να αναδημιουργηθεί το πραγματικό σύστημα περιφερειακού ήχου (5.1) σε εικονικό περιφερειακό σύστημα, παρέχοντας μια πιο πλούσια εμπειρία ακρόασης για τον χρήστη όταν χρησιμοποιεί συμβατικά ακουστικά. Για την παρούσα έρευνα υιοθετήθηκε η παρακάτω μεθοδολογία: 1. Δημιουργία τριών πρωτότυπων πολυκαναλων ηχητικών συνθέσεων όπου η κάθε μία έχει διαφορετικό περιεχόμενο, το οποίο αφορά τον χώρο αλλά και την κίνηση που υπάρχει στον χώρο αυτό. 2. Οι πρωτότυπες πολυκάναλες συνθέσεις μετατράπηκαν από πολυκάναλες σε εικονικές περιφερειακές, δηλαδή δικάναλες πλέον συνθέσεις σήματος, όπου πλέον αναπαράγονται από στερεοφωνικό σύστημα. 3. Οργανώθηκαν ερωτηματολόγια τα οποία περιέχουν δύο κύρια σκέλη: το ένα αφορά την ακρόαση και συμπλήρωση ερωτήσεων σχετικών με τις συνθέσεις και τα σχετικά ερευνητικά ερωτήματά μας και το δεύτερο σκέλος που αφορά τη συγκέντρωση δημογραφικών στοιχείων. 4. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε διαδικτυακά, λόγω των δυσκολιών της τότε εποχής, (Covid 19) όπου δεν ήταν δυνατόν να διεξαχθεί συγχρονα σε εργαστηριακό περιβάλλον. Τα ηχητικά αποσπάσματα και το ερωτηματολόγιο αποστάλθηκαν στου συμμετέχοντες μεσω e-mail ή άλλους τρόπους διαδικτυακής επικοινωνίας. 5. Μετά την ολοκλήρωση του πειράματος συλλέχθηκαν τα αποτελέσματα, τα οποία και παρουσιάζονται, αλλά και η ανάλυση των αποτελεσμάτων με γραφήματα. Με την διεξαγωγή του πειράματος αντλήθηκαν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την πιστότητα του εικονικού περιφερειακού ήχου. Ακόμη και με την έλλειψη οπτικού ερεθίσματος, σε έναν βαθμό είναι εφικτό να αναγνωριστεί το μέγεθος ενός αναπαριστάμενου χώρου μόνο μέσω του ήχου, αλλά και η ταυτότητα του, όταν παρέχονται ακουστικές πληροφορίες οι οποίες αποτελούν ήχους-ταυτότητα για κάποιον χώρο. Με την έλλειψη χαρακτηριστικού ήχου, η αναγνώριση ταυτότητας καθίσταται δυσκολότερη. Επιπλέον η ύπαρξη κίνησης είναι αντιληπτή ανεξάρτητα με το μέγεθος ή το είδος της κίνησης που πραγματοποιείται. Στην περίπτωση όμως του εντοπισμού της προέλευσης κίνησης πηγής, με την προσομοίωση περιφερειακού συστήματος 5.1, παρατηρήθηκε ότι για τα περισσότερα είδη κινήσεων, ο εντοπισμός καθίσταται δύσκολος. Η δυσκολία εντοπισμού ίσως σε κάποιο βαθμό να οφείλεται στην έλλειψη οπτικού ερεθίσματος ή στην ποιότητα των ακουστικών που χρησιμοποιήθηκαν. Ως περαιτέρω μελέτη ή αντικείμενο μελλοντικής έρευνας θα μπορούσε να αποτελέσει, η αξιολόγηση της προσομοίωσης ενός συστήματος περιφερειακού ήχου 5.1 μέσω του virtual surround συγκριτικά με το surround 5.1 όπου τα ηχεία είναι τοποθετημένα σε φυσικό χώρο. Σαφέστατα η έρευνα σχετικά με τον εικονικό περιφερειακό ήχο θα μπορούσε μελλοντικά να επεκταθεί από σχετική επιπλέον μελέτη αναφορικά με άλλα συστήματα αναπαραγωγής (π.χ. Atmos). Με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε να εξεταστεί και η περίπτωση που η προέλευση πηγής ενός ήχου βρίσκεται πάνω από το κεφάλι ενός ακροατή. Ως μελλοντική επέκταση αυτής της εργασίας θα μπορούσε επίσης να συνδυαστεί και η εισαγωγή του οπτικού ερεθίσματος, με σκοπό την διαπίστωση του ποσοστού επιτυχούς αναγνώρισης κατά τον συνδυασμό ήχου και εικόνας. Επιπλέον, για την πιο λεπτομερή ακρόαση της απόδοσης αναπαράστασης κινήσεων και χώρου, θα μπορούσε να συμπεριληφθεί και εξατομικευμένο σύστημα ακρόασης με σκοπό την εισαγωγή των Head Related Transfer Functions του εκάστοτε συμμετέχοντα ακροατή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Εκτιμάται ότι μέχρι το 2028, το 90% των οχημάτων που κατασκευάζονται παγκοσμίως θα ενσωματώνει τεχνολογίες φωνής, Οι τεχνολογίες αυτές θα επιτρέπουν στον οδηγό και τους επιβάτες να ελέγχουν λειτουργίες του οχήματος, αλλά θα βοηθούν επιπλέον σε εφαρμογές τηλεπικοινωνίας, ψυχαγωγίας και ασφάλειας. Οι τεχνολογίες φωνής έχουν μελετηθεί και εξελιχτεί σε σημαντικό βαθμό σήμερα, ωστόσο η απευθείας ενσωμάτωσή τους στα κινούμενα οχήματα χρήζει επιπρόσθετης έρευνας, λόγω των ιδιαίτερα δυσμενών συνθηκών θορύβου που επικρατούν στο συγκεκριμένο ηχητικό περιβάλλον. To CAVEMOVE είναι ένα ερευνητικό έργο που αποσκοπεί στην καταγραφή ηχητικών δεδομένων πολλών καναλιών για τη μελέτη και ανάπτυξη τεχνολογιών φωνής μέσα σε κινούμενα οχήματα. Το έργο επικεντρώνεται τόσο στην καταγραφή του θορύβου σε πραγματικές συνθήκες εν κινήσει, όσο και στη συλλογή κρουστικών αποκρίσεων που θα επιτρέπουν τη σύνθεση των συστατικών φωνής. Στο έργο υιοθετούνται δύο διαφορετικές προσεγγίσεις ως προς την τοποθέτηση των ακουστικών αισθητήρων εντός του οχήματος, αυτό των κατανεμημένων μικροφώνων και αυτό της συστοιχίας μικροφώνων. Στην παρούσα εργασία γίνεται μια σύντομη αναφορά στα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί έως τώρα, στις αποφάσεις που ελήφθησαν για τις συνθήκες ηχογράφησής τους αλλά και στον τρόπο που τα εν λόγω ακουστικά δεδομένα μπορούν να αξιοποιηθούν για τη μελέτη και ανάπτυξη διαφορετικών εφαρμογών πάνω στις τεχνολογίες φωνής. Η καταγραφή του θορύβου γίνεται σε πραγματικές συνθήκες εν κινήσει και ανάλογα με το αυτοκίνητο, λαμβάνονται υπόψιν διαφορετικές καταστάσεις ως προς την ταχύτητα του οχήματος καθώς και ως προς τη θέση των παραθύρων. Παράλληλα, ηχογραφούνται θόρυβοι από τη λειτουργία του κλιματισμού και εξαερισμού (εν στάσει). Τα κάθε κανάλι εισόδου υποβάλλεται σε μία διαδικασία βαθμονόμησης, έτσι ώστε από τη στάθμη του σήματος να είναι δυνατόν να υπολογιστεί η στάθμη του ήχου σε dBA. Από τις ηχογραφήσεις που συλλέχθηκαν από τέσσερα διαφορετικά επιβατικά αυτοκίνητα, στην εργασία γίνεται μια σύντομη αναφορά στις στάθμες θορύβου που μετρήθηκαν εντός της καμπίνας καθώς και της διαφοροποίησης που παρατηρήθηκε στη μετρούμενη στάθμη ανάλογα με τη θέση του μικροφώνου. Η μέτρηση των κρουστικών αποκρίσεων από την άλλη αποσκοπεί στο να εκτιμηθούν τα χαρακτηριστικά του ακουστικού συστήματος όπως αυτό διαμορφώνεται από διαφορετικές θέσεις ομιλίας εντός της καμπίνας, θεωρώντας ότι το σύστημα είναι γραμμικό και χρονικά αμετάβλητο. Σε κάθε αυτοκίνητο, λαμβάνονται υπόψιν τουλάχιστον τέσσερις θέσεις διέγερσης, καλύπτοντας τις θέσεις του οδηγού, του συνοδηγού και των επιβατών πίσω αριστερά και πίσω δεξιά. Για τη διέγερση χρησιμοποιείται ειδικό βαθμονομημένο ηχείο που προσεγγίζει τα κατευθυντικά χαρακτηριστικά φωνής και συγκεκριμένα το Talkbox της NTi. Αξιοποιώντας ενσωματωμένα σήματα διέγερσης ροζ θορύβου το συγκεκριμένο ηχείο επιτρέπει την εκτίμηση της στάθμης του σήματος που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη φωνητική προσπάθεια. Αξιοποιώντας τόσο τις ηχογραφήσεις θορύβου όσο και μέρος των μετρούμενων ακουστικών αποκρίσεων, διερευνάται πως λόγος σήματος-θορύβου διαφοροποιείται ανάλογα με τη θέση του ομιλητή και τις συνθήκες οδήγησης, ενώ ταυτόχρονα διερευνάται αν κάποιες θέσεις μικροφώνων είναι πιο ευνοϊκές έναντι άλλων από πλευράς λόγου σήματος προς θόρυβο. Γίνεται αναφορά στο πως τα ηχητικά δεδομένα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη και ανάπτυξη τεχνολογιών φωνής, εστιάζοντας σε προβλήματα όπως την ανίχνευση ομιλίας, το σχηματισμού λοβού, την αναγνώριση ομιλητή και ομιλίας, τον διαχωρισμό ηχητικών πηγών κ.α. Τέλος, γίνεται αναφορά στο Application Programming Interface (API) που είναι υπό ανάπτυξη και θα επιτρέπει στο χρήστη την εύκολη ανάκληση και σύνθεση ηχητικών δεδομένων μέσω των γλωσσών προγραμματισμού Matlab και Python.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: «Ζητήματα και προβληματισμοί στη χωρική μείξη έργων δημοφιλούς μουσικής» Ιωάννης Μπαξεβάνης, ΜΑ Τέχνες και Τεχνολογίες του Ήχου, Ξάνθου 33 – Γαλάτσι, Αθήνα, baxejohn@gmail.com Μηνάς Εμμανουήλ, Επικ. Καθηγητής, Τμήμα Μουσικών Σπουδών, Ιόνιο Παν/μιο, Κέρκυρα, eminas@ionio.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα συστήματα εγγραφής και αναπαραγωγής του ήχου έπαιξαν πολύ σπουδαίο και ιστορικό ρόλο στην εξέλιξη της μουσικής δημιουργίας, αφού οι τεχνολογίες τους ήταν αυτές που προσέφεραν νέες δυνατότητες και εργαλεία στους καλλιτέχνες της μουσικής και του ήχου γενικότερα. Παράλληλα επέτρεψαν τη διάδοση της μουσικής στο ευρύ κοινό που παλαιότερα μπορεί να μην είχε πρόσβαση στους χώρους επιτέλεσης της. Ακολουθώντας την πορεία αυτής της εξέλιξης, αρχικά συναντάμε τα συστήματα μονοφωνικής αναπαραγωγής, ενώ περίπου στα μέσα του 20ου αιώνα και έπειτα εμφανίζονται τα πρώτα σύγχρονα στερεοφωνικά συστήματα στη μορφή που τα γνωρίζουμε έως σήμερα (πρώτες σχετικές εφαρμογές υπάρχουν ήδη από τα τέλη του 19ου αι.). Η εξέλιξη των στερεοφωνικών συστημάτων και η ανάγκη προσφοράς μια πιο βιωματικής συνθήκης ακρόασης οδήγησαν στα πρώτα μοντέρνα συστήματα περιφερεικού ήχου (surround) και σε τεχνολογίες χωρικής μείξης, που όμως για αρκετές δεκαετίες έβρισκαν περισσότερο εφαρμογή στον κινηματογράφο και στις ηχητικές εγκαταστάσεις και όχι τόσο στη μουσική. Συστήματα διάχυσης ήχου (πχ. Acousmonium), αλλά και τετραφωνικής (ή και μεγαλύτερης φόρμας) μείξης και αναπαραγωγής βρήκαν εφαρμογή είτε σε συγκεκριμένα πειραματικά είδη ηλεκτρονικής μουσικής είτε σε παραγωγές μουσικής που αποτέλεσαν εξαίρεση στον κανόνα. Κάτι που ήθελε τη μουσική βιομηχανία να αρκείται στις δυνατότητες της καθιερωμένης δικαναλικής στερεοφωνίας. Σήμερα πλέον, ως αποτέλεσμα των εξελίξεων στις τεχνολογίες τρισδιάστατης ηχητικής προβολής (ambisonics, binaural, Dolby Atmos, κλπ.), συναντάμε εφαρμογές χωρικής μείξης σε πολλά είδη εφαρμογών ήχου και μουσικής, ενώ οι δυνατότητες αξιοποίησης τους ποικίλουν ανάλογα με την τεχνολογία που επιλέγει ο κάθε παραγωγός και ο τρόπος που την μεθοδεύει στην εργασία του. Πλέον, η μουσική βιομηχανία στοχεύει δυναμικά στην αξιοποίηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι τεχνολογίες αυτές, με απώτερο σκοπό την εμβύθιση του ακροατή σε ένα παντοφωνικό τρισδιάστατο ηχητικό πεδίο. Ως εκ τούτου, η ανάγκη ανάλυσης των τεχνολογιών και των μεθόδων μείξης σε χωρικό περιβάλλον προήλθε από τη δημοφιλία που έχουν τα τελευταία χρόνια οι εφαρμογές 3D ήχου, σε παραγωγές VR και AR, gaming, μουσικής (δισκογραφία, πλατφόρμες διάδοσης, συναυλίες), πολυμεσικού θεάτρου, εγκαταστάσεων, κ.α. Βασική διαφορά των συστημάτων τρισδιάστατης χωρικής μείξης και αναπαραγωγής είναι η διάσταση του ύψους, μια πολύ χρήσιμη παράμετρος η οποία δίνει την δυνατότητα στον συνθέτη της μουσικής αλλά και στον παραγωγό της μείξης να δημιουργήσουν διευρυμένα ηχητικά πεδία, αξιοποιώντας σε όλα τα στάδια μιας μουσικής παραγωγής το κάθετο ηχητικό πεδίο. Η εργασία που παρουσιάζεται στο άρθρο αυτό, εστιάζοντας στο έργο του μουσικού παραγωγού, είχε στόχο να διερευνήσει τις τεχνολογίες χωρικής μείξης (channel based, object based, scene based/ambisonics, binaural), εφαρμόζοντας κάποιες από αυτές στην παραγωγή έργων δημοφιλών ειδών μουσικής. Πιο συγκεκριμένα, ως μέσα για την υλοποίηση της συγκεκριμένης έρευνας επιλέχθηκαν το σύστημα Dolby Atmos (διάταξη 7.1.4), η τεχνολογία αμφιωτικής μείξης (binaural 3D) καθώς και η απλή στερεοφωνία ως σημείο αναφοράς. Στο πλαίσιο του άρθρου, θα γίνει ειδική αναφορά στα εργαλεία που μας παρέχει το σύστημα Dolby Atmos και στο κατά πόσο αυτά είναι αποτελεσματικά στην ευκρινή αποτύπωση της θέσης των ήχων στον εικονικό χώρο ακρόασης. Επιπλέον, θα αναλυθούν οι ιδιότητες, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της υβριδικής τεχνολογίας Dolby Atmos (συνδυασμός channel-based και object-based) και θα διερευνηθεί ο ρόλος που έχει ο πυρήνας του συστήματος που ευθύνεται για την τελική ηχητική απόδοση της μείξης (renderer). Παράλληλα, θα γίνει αναφορά στο πώς η χωρική διάσταση των ήχων συνδέεται με την πρόκληση συναισθημάτων και ταυτόχρονα με τη διαμόρφωση της αισθητικής της μείξης. Αντικείμενα πολύ σημαντικά για αποφάσεις που θα κληθεί να πάρει ο παραγωγός όπως και ο τρόπος που θα προσεγγίσει το τελικό αποτέλεσμα. Για τις ανάγκες της έρευνας σχεδιάστηκε και πραγματοποιήθηκε πειραματική διαδικασία με ακροάσεις από μουσικόφιλο κοινό, αποτελούμενο από φοιτητές και διδάσκοντες του Τμήματος Μουσικών Σπουδών του Ιονίου Πανεπιστημίου. Κατά τη διαδικασία έγινε ακρόαση τριών διαφορετικών μείξεων (stereo – binaural – Dolby Atmos 3D). Για κάθε μια από τις τρείς διαφορετικές συνθέσεις που παρουσιάστηκαν, μια εκ των οποίων κατατάσσεται στο γενικότερο είδος της ηλεκτρονικής μουσικής, ενώ οι υπόλοιπες δυο σε αυτό της world music. Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν εξαιρετικό ενδιαφέρον και εγείρουν συζήτηση που αφορά σε όλα τα επίπεδα υλοποίησης των συγκεκριμένων παραγωγών, όπως σε ζητήματα και προβληματισμούς που σχετίζονται με τη δουλειά του παραγωγού, την επιλογή τεχνολογίας μείξης, αλλά και το πως τελικά το μουσικό αποτέλεσμα εκλαμβάνεται και αξιολογείται από τους ακροατές.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: ΣΤΟΧΟΣ Οι περισσότερες μέθοδοι Ενεργής Ακύρωσης Θορύβου (ANC), βασίζονται στην ακύρωση ανεπιθύμητου θορύβου δημιουργώντας ένα σήμα ίδιου πλάτους αλλά με αντίστροφη φάση, εξασθενώντας θεωρητικά βέλτιστα τον θόρυβο μέσω της αρχής της υπέρθεσης στο ακουστικό πεδίο. Τέτοιου είδους προσεγγίσεις επί το πλείστων δεν επιτρέπουν την χωρική επιλογή ανεπιθύμητων πηγών θορύβου Σε αυτή την εργασία προτείνεται μια Στοχευμένη μέθοδος ANC (TBANC-D) που βασίζεται σε έναν διαμορφωτή ζώνης (beamformer) στο πεδίο του χρόνου, ο οποίος κατευθύνεται και εστιάζει στη διεύθυνση της πιο ενοχλητικής πηγής στο χώρο, με τη βοήθεια ενός μοντέλου μηχανικής μάθησης που εντοπίζει και ταξινομεί τις πηγές στο πεδίο, αξιοποιώντας ένα έξυπνο σύστημα εκτίμησης της ενόχλησης της εκάστοτε πηγής. Το σύστημα αυτό έχει εκπαιδευτεί από τα αποτελέσματα υποκειμενικών εκτιμήσεων ακροατών σε τυπικά σενάρια (σκηνές) χωρικής διάταξης πηγών θορύβου. ΜΕΘΟΔΟΣ Το μοντέλο μηχανικής μάθησης αξιοποιεί τις καταγραφές των μικροφώνων που βρίσκονται εξωτερικά του περιβλήματος των ακουστικών ώστε από αυτά να εξάγει 2 φασματογραφήματα, και τη διαφορά φάσης μεταξύ των 2 σημάτων. Οι παράμετροι αυτοί οδηγούν ένα νευρωνικό δίκτυο με αρχιτεκτονική τύπου Encoder-Decoder για να εντοπίσει και να χαρακτηρίσει τις πηγές που βρίσκονται στον ίδιο χώρο με τον ακροατή. Οι διάφορες πηγές μέσω των αποτελεσμάτων ενός υποκειμενικού τεστ ακρόασης συσχετίζονται με ένα σκορ ενόχλησης το οποίο σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα του μοντέλου οδηγούν τη δέσμη του beamformer σε αυτή την πηγή που κρίνεται η πιο ενοχλητική στη συγκεκριμένη σκηνή. Το σύστημα ANC δημιουργεί 2 σήματα αντιθορύβου τα οποία υπολογίζονται ανεξάρτητα: ένα σήμα βασισμένο στην έξοδο του beamformer, και ένα σήμα βασισμένο στην έξοδο ενός από τα 2 μικρόφωνα που βρίσκονται εξωτερικά του περιβλήματος των ακουστικών, ώστε να ακυρωθεί βέλτιστα τόσο η ενοχλητική/κυρίαρχη πηγή όσο και ο διάχυτος θόρυβος της σκηνής. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Από στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων που συλλέχθηκαν κατά το υποκειμενικό τεστ ακρόασης σε προκαθορισμένες αμφιωτικές καταγραφές τυπικών σκηνών (π.χ. κυκλοφοριακού θορύβου, καφέ, κλπ.), προέκυψε πως ο θόρυβος που προέρχεται από κυκλοφοριακή κίνηση συσχετίζεται συχνότερα με υψηλή ενόχληση, ακολουθούμενος από διεγέρσεις που προέρχονται από θορύβους που καταγράφηκαν σε καφέ ή σταθμούς μετρό. Το τμήμα του μοντέλου που μετά από αρχική εκμάθηση είναι υπεύθυνο για την αναγνώριση των θορύβων αυτών, επιτυγχάνει υψηλά ποσοστά επιτυχών ανιχνεύσεων, με μέσο Precision 82% και μέσο Recall 89%. Ο εντοπισμός γωνίας άφιξης των θορύβων επίσης λειτουργεί με μεγάλη ακρίβεια που κυμαίνεται σε μέσο απόλυτο σφάλμα (Mean Absolute Error) 〖0.34〗^ο. Το σύστημα ANC επιτυγχάνει επιπλέον ακύρωση της τάξης των 20dB σε σύγκριση με αντίστοιχα συστήματα State-of-the-art, ειδικά στις κρίσιμες συχνοτικές ζώνες των 3-5kHz όπου οι ακροατές είναι περισσότερο ευαίσθητοι σε ενοχλητικές διεγέρσεις. Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν την αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθόδου (TBANC-D) στην ακύρωση ενοχλητικών πηγών θορύβου αλλά και στην εξασθένηση του διάχυτου θορύβου περιβάλλοντος σε αποδεκτά επίπεδα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: The influence of measurement setups on Head-Related Transfer Function (HRTF) datasets significantly affects their clustering and, consequently, the accuracy of their comparisons. Datasets originating from the same database tend to cluster together due to the coloration imparted by their recording processes, complicating the personalization of spatial audio experiences. This presentation outlines our approach to mitigating these effects through advanced post-processing and data analysis. HRTFs are crucial for binaural listening and spatial perception, making their personalization highly important. HRTF database matching is one way to obtain personalized HRTFs. The aim of this technique is to find the user’s best match from a repository of HRTFs, which we build by collecting publicly available HRTF databases. We utilize the SOFA repository since all HRTF datasets there share a common file format. We have compiled 13 reliable databases comprising a total of about 1,000 HRTF datasets. The technique is tailored to the application type, meaning it considers the importance of spatial perception for specific applications. We choose relevant metrics to quantify acoustic characteristics, such as spectral smoothness and localization accuracy. These metrics are either applied to common measurement positions between a pair of datasets or to the entire dataset. The next step is to focus on the region of the dataset universe where we believe the best match is located. To achieve this, we cluster the universe and derive representative datasets, which we assume are closest to each cluster’s centroid. We then create tailored tasks based on application type and needs to find the optimal user selection, either through a rating process or by evaluating the user’s performance. Upon selection, we zoom in to the winning cluster and repeat the same procedure: further grouping it into clusters, performing tasks with the representative HRTFs, and identifying the winning cluster. The final step of this iterative process is selecting the best couple of HRTF datasets. However, we have observed that datasets tend to cluster according to their database origin, which is supported by relevant literature. The reason is that the measurement setup imposes specific coloration. To mitigate this, we have designed a specific methodology presented in this study. For consistency, we put the datasets through a post-processing process. This includes converting HRTFs to DTFs, resampling to a uniform frequency, truncating impulse responses, adjusting the frequency range, removing DC content, and normalizing gain levels. This standardization process aims to minimize the influence of measurement artifacts, thereby improving dataset consistency. Although this post-processing improves the consistency of the datasets, and clusters are less related to their database origin than clustering without this post-processing, the problem remains. To further mitigate it, we apply a next step. So far, when a metric was run for every common position between two datasets to build the HRTFs universe, we utilized averaging methods to derive a single value describing the pairwise comparison result. This led to the creation of a two-dimensional distance matrix, which we then used with multidimensional scaling (MDS) techniques to build the HRTFs universe. We modified this methodology slightly: instead of averaging the metric outcome to obtain a 2D matrix for clustering, we now aim to cluster the multidimensional matrix before averaging to resolve discrepancies introduced by averaging processes. For this, we utilize advanced dimensionality reduction techniques, specifically principal component analysis (PCA). The application of PCA in this step enables us to simplify the dataset while still retaining the most important characteristics for clustering. By focusing on the variance captured in the principal components, we can distinguish the essential features that affect HRTF dataset clustering. This approach allows us to reveal latent structures that were previously obscured by the averaging process. The initial results of this additional step reveal a more comprehensive and reliable dataset comparison, which shows promise in our ultimate goal of mitigating the recording setup coloration issue. By analyzing the impact of each principal component on the clustering, we gain insights into which dimensions contribute most significantly to the clustering process. For instance, the data may show that certain frequency ranges or spatial positions play a larger role in clustering than others. This deeper understanding allows us to better identify the inherent characteristics influenced by the recording setup and ultimately improve the personalization of spatial audio experiences. Our future work involves refining our approach with PCA and MDS, aiming to eliminate coloration biases further and enhance applications in gaming, auralization, and virtual reality.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: ΣΤΟΧΟΣ Στην παρούσα εργασία αξιολογούνται 443 ακουστικά κεφαλής (over-ear headphones) με βάση αντικειμενικά κριτήρια που αφορούν την απόκριση συχνότητάς και εξάγονται τα αντίστοιχα στατιστικά μέτρα. Επιπλέον, υλοποιείται ένα τεστ ακρόασης χρησιμοποιώντας 4 ζευγάρια ακουστικών με επιλεγμένες διαφορετικές μορφές απόκρισης συχνότητας, ώστε να διερευνηθεί το ενδεχόμενο να διαφέρουν οι προτιμήσεις των ακροατών όσον αφορά τις επιθυμητές αποκρίσεις των ακουστικών κεφαλής. Εισάγοντας την αξιολόγηση για την ιδανική «flat» απόκριση στο πείραμα αυτό, επεκτείνεται η ήδη υπάρχουσα βιβλιογραφία στο θέμα της προτίμησης των ακροατών. ΜΕΘΟΔΟΣ Στο πρώτο σκέλος της εργασίας ορίζονται οι αντικειμενικές μετρικές και εφαρμόζονται μεταξύ των πραγματικών καμπυλών αποκρίσεων συχνότητας των ακουστικών που μελετήθηκαν και καθορισμένων αποκρίσεων-στόχων. Οι αποκρίσεις-στόχοι είναι η καμπύλη Harman και η επίπεδη απόκριση (0dB στη συχνοτική ζώνη [20Hz-20KHz]). Υπολογίζονται οι σχετικές συχνότητες των τιμών των μετρικών στο πλήθος των ακουστικών της βάσης δεδομένων και παρατίθενται γραφικά. Στο δεύτερο σκέλος υλοποιείται ένα υποκειμενικό τεστ ακρόασης, στο οποίο οι ακροατές καλούνται να βαθμολογήσουν 5 αποσπάσματα μουσικής χρησιμοποιώντας 4 διαφορετικά ακουστικά κεφαλής όπου για κάθε ζευγάρι ακουστικών κεφαλής, τα αποσπάσματα είναι επεξεργασμένα με 3 τρόπους: i) Το αρχικό απόσπασμα χωρίς ισοστάθμιση, ii) ισοστάθμιση με στόχο τη Harman απόκριση, iii) ισοστάθμιση με στόχο επίπεδη (flat) απόκριση. Οι ισοσταθμίσεις εκτελέστηκαν προφιλτράροντας τα σήματα. Εφόσον κατά το τεστ ακρόασης ο χρήστης αξιολογήσει αποσπάσματα μεταξύ διαφορετικών ακουστικών, υλοποιήθηκε μια διαδικασία μετρήσεων, ώστε να εξασφαλιστεί πως το ίδιο απόσπασμα μεταξύ διαφορετικών ακουστικών, θα έχει την ίδια υποκειμενική ακουστότητα (loudness) παρά τα διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ των ακουστικών (π.χ. impedance, leakage). Αρχικά μετρήθηκαν οι πραγματικές κρουστικές αποκρίσεις των ακουστικών χρησιμοποιώντας ένα μετρητικό ανδρείκελο (HATS). Έπειτα από συνέλιξη με τα φίλτρα ισοστάθμισης και τα αποσπάσματα υπολογίστηκε η ένταση ακουστότητας σε LUFS για κάθε συνδυασμό και τελικά υπολογίστηκαν συντελεστές που φέρνουν όλους τους συνδυασμούς στην ίδια αντιληπτή ένταση στα -23 LUFS. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κατά την αντικειμενική αξιολόγηση των ακουστικών κεφαλής από τη βάση δεδομένων βρέθηκε ότι η πλειονότητα παρουσιάζει σφάλμα (Ρίζα Μέσου Τετραγωνικού Σφάλματος) περίπου 4dB σε σχέση με τη Harman απόκριση, ενώ για την Flat απόκριση το αντίστοιχο σφάλμα είναι περίπου 6dB. Από τις τιμές αυτές φαίνεται πως ένα μεγάλο ποσοστό των ακουστικών που εξετάστηκαν σχεδιάστηκαν με βάση την Harman ή την Flat απόκριση, με την τάση στην βιομηχανία να τείνει περισσότερο στην Harman απόκριση. Στο κυρίως κείμενο παρατίθενται αναλυτικά όλες οι αντικειμενικές μετρικές των ακουστικών σε μορφή ιστογραμμάτων, καθώς και το αποτέλεσμα της διερεύνησης της συσχέτισης των μετρικών αυτών με την τιμή αγοράς των ακουστικών. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων του πειράματος ακροάσεων έδειξε ότι η επίδραση της ισοστάθμισης των ακουστικών είναι στατιστικά σημαντική. Συγκεκριμένα, από τις αξιολογήσεις των ακροατών προέκυψε η προτίμηση κατά φθίνουσα σειρά: Flat, Unequalized, Harman. Η Flat απόκριση αξιολογήθηκε κατά μέσο όρο 9% υψηλότερα από την Harman και 7% υψηλότερα από την Unequalized, ενώ δεν βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των Unequalized και Harman αποκρίσεων. Όσον αφορά την επίδραση των ακουστικών στην προτίμηση των χρηστών, δεν βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των 4 ακουστικών. Επίσης βρέθηκε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ των ακουστικών και των ισοσταθμίσεων, επομένως φαίνεται ότι ο συνδυασμός ακουστικού και ισοστάθμισης επιδρά στην προτίμηση του ακροατή. Τα παραπάνω αποτελέσματα για τα συγκεκριμένα 4 ακουστικά που αξιολογήθηκαν δείχνουν πως υπάρχει μεγαλύτερη προτίμηση σε Flat ισοστάθμιση, όταν η ακρόαση γίνεται με ακουστικά υψηλής ποιότητας κατασκευής, παρά την τάση των κατασκευαστών να σχεδιάζουν τα ακουστικά με πρότυπο την γνωστή καμπύλη Harman.Από τα παραπάνω συνάγεται το συμπέρασμα ότι αφενός η προτίμηση των ακροατών απαιτεί περεταίρω διερεύνηση ώστε να βρεθεί η βέλτιστη απόκριση για ακουστικά κεφαλής, μελετώντας σημαντικά μεγαλύτερο αριθμό ακουστικών και ισοσταθμίσεων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία περιγράφει την ανάπτυξη ενός στερεοφωνικού συστήματος αναπαραγωγής με χρήση της τεχνικής της ακυρωτικής παρεμβολής μεταξύ καναλιών (crosstalk cancellation). H εν λόγω τεχνική χρησιμοποιείται ευρέως και έχει ιδιαίτερη χρησιμότητα για την βελτίωση της ποιότητας του ήχου στερεοφωνικών και πολυκαναλικών συστημάτων αναπαραγωγής, για την δημιουργία συστημάτων ακουστικής πραγματικότητας και συχνά για τον έλεγχο της ακουστικής ενέργειας σε ανακλαστικά περιβάλλοντα όπως δωμάτια ή μέσα μεταφοράς. Χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε ιατρικές (ακουστικά βοηθήματα) και εκπαιδευτικές εφαρμογές (εκπαίδευση σε προσομοιωμένα ηχητικά περιβάλλοντα). Σημαντικό πλεονέκτημα της μεθόδου σε σχέση με άλλες μεθόδους αναπαραγωγής είναι η μειωμένη απαίτηση για ηχεία σε σχέση με παραδοσιακές αλλά πολυδάπανες τεχνικές όπως η χωρική σύνθεση ακουστικών πεδίων (Wave field synthesis). Ταυτόχρονα, η χρήση λιγότερων ακουστικών πηγών συνεπάγεται και μείωση της απαιτούμενης επεξεργαστικής ισχύος, που είναι επίσης ιδιαίτερα σημαντικό για την ρεαλιστική υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος. Στην συγκεκριμένη εργασία, σκοπός είναι η ακριβής αναπαραγωγή δύο καταγεγραμμένων σημειακών πηγών σε δύο σημεία ενδιαφέροντος (πχ τα αυτιά ενός χρήστη). Σε αυτή την περίπτωση, σημαντικό πλεονέκτημα του συστήματος είναι ότι δεν απαιτείται η χρήση ακουστικών για την ακριβή αναπαραγωγή των σημάτων, καθώς η επίδραση του χώρου, των τοίχων και των προκαλούμενων ανακλάσεων αντισταθμίζεται από το σύστημα ακυρωτικής παρεμβολής. Παρουσιάζονται τόσο πειραματικά όσο και αποτελέσματα προσομοίωσης στην περίπτωση αναπαραγωγής σε δύο σημεία ενδιαφέροντος όπου δεν παρεμβάλλεται κάποιο εμπόδιο ανάμεσα στα δύο σημεία αναπαραγωγής και στην περίπτωση που παρεμβάλλεται. Τα πειραματικά αποτελέσματα και τα αποτελέσματα προσομοίωσης δείχνουν την πολύ καλή απόδοση του συστήματος. Η απόδοση του συστήματος εκτιμάται επίσης τόσο για μονοσυχνοτικά όσο και για σήματα ευρέους φάσματος. Τα δεύτερα συντελούν στην αποτελεσματικότερη αξιολόγηση του συστήματος για εφαρμογές πραγματικού τύπου όπου ζητούμενο είναι η αναπαραγωγή σημάτων ομιλίας ή μουσικής. Οι προσομοιώσεις δείχνουν την εξάρτιση της απόδοσης του συστήματος από τους περιβάλλοντες τοίχους. Λόγω της ύπαρξης ανακλάσεων στο περιβάλλον του εργαστηρίου, ο ελεγκτής που χρησιμοποιείται κάνει χρήση της τεχνικής ελαχίστων τετραγώνων για την εύρεση των βέλτιστων ακουστικών μονοπατιών και την αποτελεσματική αναστροφή τους. Στο άρθρο γίνεται βιβλιογραφική ανάλυση και άλλων τεχνικών αναστροφής μονοπατιού και εξετάζονται οι περιορισμοί της κάθε μεθόδου ειδικά στην περίπτωση αναπαραγωγής σε πραγματικούς χώρους. Γίνεται αναλυτική διερεύνηση όλων των παραμέτρων του συστήματος όπως το μήκος του φίλτρου και ο συντελεστής σύγκλισης. Η αποδοτικότητα του συστήματος διερευνάται για την περίπτωση αναπαραγωγής στατιστικά ανεξάρτητων σημάτων παρόμοιας συνολικής ενέργειας, αλλά και για την περίπτωση δημιουργίας δύο ακουστικών ζωνών εκ των οποίων η μία είναι η ζώνη ησυχίας και η άλλη η ζώνη αναπαραγωγής. Σε αυτή την περίπτωση το ένα εκ των δύο σημάτων έχει μηδενική ενέργεια και το σύστημα κρίνεται με βάση το εύρος των δημιουργούμενων ζωνών. Η έκταση του δημιουργούμενου εύρους είναι σημαντική για την δυνατότητα του χρήστη του συστήματος να μπορεί να μετακινεί το κεφάλι του. Συμπεραίνεται ότι το εύρος των δημιουργούμενων ζωνών εξαρτάται από την συχνότητα αναπαραγωγής και το μεγαλύτερο εύρος ζώνης επιτυγχάνεται για τις χαμηλότερες συχνότητες. Τέλος παρουσιάζονται αποτελέσματα σχετικά με τον απαιτούμενο χρόνο σύγκλισης και την εξάρτηση του από το μήκος φίλτρου που επιλέγεται. Παράλληλα διερευνάται το απαιτούμενο μήκος φίλτρου για διαφορετικές αποστάσεις ηχείων από τα σημεία αναπαραγωγής. Διαπιστώνεται ότι σε ένα χώρο με ανακλάσεις, η αυξανόμενη απόσταση μεταξύ των ηχείων και των σημείων αναπαραγωγής επηρεάζει την απόδοση του συστήματος. Το σύστημα υλοποιήθηκε σε ένα πραγματικό ανακλαστικό περιβάλλον εργαστηρίου χωρίς την επένδυση των τοίχων με ηχοαπορροφητικά υλικά, προκειμένου να διαπιστωθεί η δυνατότητα χρήσης του σε ένα πραγματικό περιβάλλον.. Οι προσομοιώσεις έγιναν στο υπολογιστικό περιβάλλον προσομοίωσης COMSOL. Η ψηφιακή επεξεργασία των σημάτων γίνεται σε έναν τυπικό σταθερό υπολογιστή με σκοπό την εύκολη επέκταση ενός τυπικού συστήματος αναπαραγωγής χωρίς την χρήση εξειδικευμένου υλικού επεξεργασίας σήματος. Ο προγραμματισμός έγινε στην γλώσσα PYTHON, που χρησιμοποιήθηκε τόσο για το προσομοιωμένο όσο και για το πραγματικό σύστημα. Συμπερασματικά, το σύστημα κρίνεται αποτελεσματικό για την αναπαραγωγή στατιστικά ανεξάρτητων σημάτων σε δύο σημεία ενδιαφέροντος και για την δημιουργία ξεχωριστών ακουστικών ζωνών σημαντικού εύρους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ανάκτηση διαγραμμένων ηχητικών αρχείων της μορφής .WAV από ψηφιακό μέσο αποθήκευσης USB-stick αποτελεί μια σύγχρονη πρόκληση στο χώρο της ψηφιακής επεξεργασίας του ήχου και ιδιαίτερα στον τομέα της δικανικής ψηφιακής επιστήμης (Digital Forensics). Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η εύρεση και παρουσίαση ενός αποτελεσματικού τρόπου αντιμετώπισης της παραπάνω πρόκλησης. Σε πολλές περιπτώσεις, εργαλεία ανοικτού κώδικα είναι επαρκή για την ανάκτηση αρχείων της μορφής WAV, κάτι που αξιοποιήθηκε και για το σκοπό αυτής της εργασίας. Η μέθοδος ανάκτησης που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία βασίστηκε στην αξιοποίηση ενός δεκαεξαδικού προβολέα. Ο δεκαεξαδικός προβολέας αποτελεί ένα εργαλείο λογισμικού που μπορεί να επιτρέψει την ανάλυση των δεδομένων σε ένα ψηφιακό μέσο αποθήκευσης σε μορφή δεκαεξαδικού κώδικα. Ανεξάρτητα από τη μορφή τους, τα ηχητικά αρχεία αποτελούν και αρχεία δεδομένων που αποθηκεύονται σε φυσικά μέσα αποθήκευσης, όπως ένα USB flash drive κ.α. Κατά τη διαγραφή ενός ηχητικού αρχείου, το αρχείο δεν διαγράφεται πραγματικά από το μέσο αποθήκευσης, αλλά ο χώρος που καταλαμβάνει στη μνήμη θεωρείται διαθέσιμος για επαναχρησιμοποίηση. Αυτό σημαίνει ότι, αν καταφέρουμε να εντοπίσουμε το σημείο όπου βρισκόταν το διαγραμμένο αρχείο, μπορούμε να ανακτήσουμε τα εν λόγω ηχητικά δεδομένα. Κάθε αρχείο ήχου περιέχει μια σειρά από δεδομένα που αναπαριστούν τις τιμές της κυματομορφής στο χρόνο. Αυτές οι τιμές είναι αποθηκευμένες σε διάφορες θέσεις του μέσου αποθήκευσης. Τα αποτελέσματα της εργασίας θα αναδείξουν μία γρήγορη ημιαυτόματη τεχνική επαναφοράς διαγραμμένων ηχητικών αρχείων της μορφής “WAV”, μέσω ενός δεκαεξαδικού προβολέα, που δύναται να σαρώσει ένα μέσο αποθήκευσης και να εμφανίσει τις τιμές αυτές σε μια μορφή που είναι ευανάγνωστη για τον αναλυτή. Η διαδικασία ανάκτησης ξεκινά με τη σάρωση του USB flash drive με την βοήθεια του δεκαεξαδικού προβολέα. Αφού εντοπιστεί η αρχή του διαγραμμένου αρχείου WAV, κατόπιν βάση της δεκαεξαδικής υπογραφής στην κεφαλίδα του αρχείου και ανάλυσης της κατασκευαστικής του δομής, οι δεδομένες τιμές μπορούν να αποκατασταθούν. Η επιτυχής ανάκτηση εξαρτάται από το εάν ο χώρος που καταλαμβάνει το διαγραμμένο αρχείο δεν έχει επαναχρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση νέων δεδομένων. Εάν ο χώρος έχει επαναχρησιμοποιηθεί, τότε η πιθανότητα επιτυχίας μειώνεται σημαντικά. Τέλος, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η προσπάθεια ανάκτησης δεδομένων μπορεί να μην είναι πάντα επιτυχής. Παράγοντες όπως η διάρκεια από τη διαγραφή των δεδομένων, η επαναχρησιμοποίηση του χώρου αποθήκευσης και η κατάσταση του μέσου αποθήκευσης μπορούν να επηρεάσουν την επιτυχία της διαδικασίας. Με τη χρήση της εν λόγω μεθόδου αυξάνεται σημαντικά η πιθανότητα ανάκτησης ηχητικών δεδομένων χωρίς την χρήση σύνθετων εργαλείων που προορίζονται για εμπορική χρήση. Συνεισφέροντας κατά αυτόν τον τρόπο στο έργο των ειδικών εξεταστών στον τομέα της ψηφιακής εγκληματολογίας (Digital Forensics), που σχετίζεται με τον κλάδο της δικανικής επιστήμης του ήχου (Audio forensics), κατά την ψηφιακή ηχητική επεξεργασία και οποιονδήποτε σχετικό επιθυμεί να ανακτήσει ηχητικά αρχεία της μορφής “Wav” από κοινό μέσο αποθήκευσης USB - Stick και η ενασχόληση του εμπίπτει στον ευρύτερο τομέα της Ψηφιακής επεξεργασίας του ήχου και της ακουστικής επιστήμης (Digital Acoustic Signal Processing).

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προτεινόμενη ανακοίνωση είναι τμήμα προπτυχιακής έρευνας στο Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Δ.Π.Θ. η οποία πραγματοποιήθηκε την περίοδο κοινωνικής αποστασιοποίησης, κατά τη διάρκεια της πανδημίας (2020-21). Σκοπός της έρευνας ήταν η διερεύνηση και αξιολόγηση του ηχητικού περιβάλλοντος όπου διαβιούν καθημερινά οι φοιτητές / φοιτήτριες. Η έρευνα επιχειρεί να αποτυπώσει την ηχητική καθημερινότητα των φοιτητών / φοιτητριών και τους τρόπους με τους οποίους επηρεάζει την ζωή τους. Παράλληλα, προσπαθεί να αξιολογήσει τις αντιλήψεις για την ακουστική άνεση στη φοιτητική διαμονή με βαση την πρότερη, οικογενειακή ζωή των ερωτώμενων και την πιθανή διαμόρφωση μιας ανεκτικής στάσης απέναντι στους θορύβους, ανάλογα με το τύπο και το πλήθος των συνοικούντων στην οικογενειακή κατοικία. Η κακή ηχομόνωση στους περισσότερους χώρους φοιτητικής διαμονής οδηγεί συνήθως στη λανθασμένη πεποίθηση ότι η ηχορύπανση αποτελεί ένα φυσικό – κι επομένως αναπόφευκτο- φαινόμενο, δηλαδή πως η ακουστική άνεση δεν αποτελεί αυτονόητο δικαίωμα του κάθε πολίτη. Ευνόητα, οι οικοδομικές ελλείψεις αυτών των χώρων διαμονής, σε συνδυασμό με τις οικονομικές δυσκολίες της πλειονότητας των οικογενειών, αποθαρρύνει τους φοιτητές / τις φοιτήτριες στην αναζήτηση και επιλογή κατοικιών με την ηχομόνωση ως κριτήριο. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε δείγμα 26 φοιτητών / φοιτητριών, εκ των οποίων οι μισοί / μισές φοιτούσαν στην Πολυτεχνική Σχολή του Δ.Π.Θ. και οι υπόλοιποι / υπόλοιπες σε άλλα Πανεπιστήμια της χώρας. Για το σκοπό της έρευνας συντάχθηκαν, ελέγχθηκαν δοκιμαστικά και διακινήθηκαν ψηφιακά ερωτηματολόγια, όσον αφορά τις πηγές & τα είδη των θορύβων, καθώς και την ακουστική άνεση στους χώρους διαμονής. Το ερωτηματολόγιο περιλάμβανε 12 ομάδες ερωτήσεων σχετικά με την προσωπική στάση απέναντι στο θόρυβο, καθώς και τα οικοδομικά ζητήματα, συσχετίζοντας την οικογενειακή με τη φοιτητική διαμονή. Οι απαντήσεις κατηγοριοποιήθηκαν, τα στοιχεία καταγραφής αναλύθηκαν και τα τελικά αποτελέσματα απεικονίστηκαν σε διαγράμματα (πίτες ή ιστογράμματα). Αξιολογικά, το δείγμα της έρευνας παρουσίασε αντιφάσεις ανάμεσα στις απαντήσεις επιλογής και στις απαντήσεις σύντομης ανάπτυξης, όσον αφορά την προέλευση των θορύβων. Επιπλέον παρατηρήθηκε μια συγκριτικά ανεκτική και αδρανής στάση των φοιτητών / φοιτητριών στα ζητήματα του θορύβου, κατάσταση που μπορεί να ερμηνευτεί από μια αίσθηση προσωρινής διαμονής. Όπως φαίνεται, ο φοιτητής / η φοιτήτρια, στην καθημερινότητα τους δεν αναγνωρίζουν και δεν δίνουν την απαραίτητη προσοχή στα προβλήματα που σχετίζονται με το θόρυβο. Πρόκειται για μια γενικευμένη κοινωνική στάση που προέρχεται (ή και διαμορφώνεται) από την έλλειψη του κατάλληλου νομικού πλαισίου, την προβολή θορυβωδών πολιτιστικών προτύπων και τελικά τη γενικευμένη ηχομονωτική ανεπάρκεια των κτιριακών κατασκευών. Διαπιστώνεται δηλαδή πως κατά την διάρκεια της φοιτητικής ζωής εμπεδώνεται μια τάση υποτίμησης του προβλήματος της ηχορύπανσης και των μακροχρόνιων επιπτώσεων της στην υγεία.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σφαιρική νομική πείρα από δικαστική και εξωδικαστική μεταχείριση περιπτωσιολογίας υποθέσεων ηχορρύπανσης Νίκη Τσαφούρου, Δικηγόρος, LLM, MSc Φειδιππίδου 12, Αθήνα, Τ.Κ. 11526 nikktaf@gmail.com, ntsafourou@gmail.com 6972743712 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην νομική πράξη απαντώνται περιπτώσεις ηχορρύπανσης από διαφορετικές πηγές, με συχνότερες την διαβίωση και εν γένει χρήση σε γειτονικές κατοικίες, τη λειτουργία γειτονικών καταστημάτων υγειονομικού ενδιαφέροντος και κέντρων διασκέδασης, τη λειτουργία παρακείμενων μηχανολογικών εγκαταστάσεων και μηχανημάτων, τη λειτουργία γειτονικών χώρων άθλησης, τη χρήση δημόσιων χώρων από το κοινό. Eπιχειρείται ομαδοποίηση υποθέσεων ηχορρύπανσης με κριτήριο την πηγή της και συστηματοποίηση της αντίστοιχα εφαρμοζόμενης νομοθεσίας δημοσίου δικαίου. Έτσι: Η διαβίωση και χρήση σε γειτονικές κατοικίες σημαίνει μουσική, φωνασκίες, σύρσιμο επίπλων, ποδοβολητά, οικόσιτα ζώα, λειτουργία οικιακών μηχανημάτων και ηλεκτρικών συσκευών, όπως πλυντήρια, ψυγεία, air condition. Σχετικώς εφαρμόζονται: Αστυνομική Διάταξη 3/1995, άρθρο 12 παρ. 6 του Ν. 1481/1984, τροποποιηθέν με το άρθρο 10 του ν. 4637/2019, άρθρο 417 επ. ΚΠΔ. Η λειτουργία γειτονικών καταστημάτων υγειονομικού ενδιαφέροντος και κέντρων διασκέδασης σημαίνει μουσική (ζωντανή και μη), φωνασκίες θαμώνων. Σχετικώς εφαρμόζονται: Υγειονομική διάταξη Α5/3010/14.8.1985, Αστυνομική Διάταξη 3/1995, άρθρο 12 παρ. 6 ν. 1481/1984, τροποποιηθέν με άρθρο 10 ν. 4637/2019, άρθρο 417 επ. ΚΠΔ, άρθρο 2 παρ. 2 σημείο α’ π.δ. 180/1979, άρθρο 15 παρ. 2 ΚΥΑ οικ. 16228/17.5.2017. Η λειτουργία παρακείμενων ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων και μηχανημάτων αφορά είτε σε γειτονικές κατοικίες, όπως μηχανήματα εξαερισμού και αφύγρανσης εσωτερικής πισίνας, εξωτερικές μονάδες κλιματισμού, είτε σε γειτονικά καταστήματα υγειονομικού ενδιαφέροντος, όπως καμινάδες / ανεμιστήρες εξαερισμού κουζίνας, είτε σε άλλη αιτία, όπως λειτουργία βιομηχανιών και βιοτεχνιών, εργοταξίων, διενέργεια τεχνικών έργων. Σχετικώς εφαρμόζονται: π.δ. 1180/81, άρθρα 28, 29, 30 ν. 1650/1986. Η λειτουργία γειτονικών χώρων άθλησης σημαίνει κλειστούς χώρους γυμναστηρίων και ανοιχτούς χώρους γηπέδων. Σχετικώς εφαρμόζονται: άρθρο 32 παρ. 1 και 2 ν. 2725/1999, άρθρο 4 ζ’ π.δ. 219/2006, Υγειονομική Διάταξη Α5/3010/14.8.1985, ΚΥΑ ΔΙΑΔΠ/Φ.Α.2.1/33565/2013. Η χρήση δημόσιων χώρων (πάρκων, πλατειών, προαυλίων εκκλησιών) από το κοινό σημαίνει φωνασκίες, τραγούδια, μουσική, παιχνίδια. Σχετικώς εφαρμόζονται: Αστυνομική Διάταξη 3/1995, άρθρο 12 παρ. 6 ν. 1481/1984, τροποποιηθέν με άρθρο 10 ν. 4637/2019, άρθρο 417 επ. ΚΠΔ. Καταγράφονται εξωδικαστικές προσπάθειες αντιμετώπισης της ηχορρύπανσης: Οι δέκτες της ηχορρύπανσης προτείνουν στους πομπούς την υπογραφή ιδιωτικών συμφωνητικών για ηχομονωτική παρέμβαση στον χώρο των τελευταίων με συμμετοχή των πρώτων στο κόστος, ως δάνειο ή δωρεά, ολικά ή μερικά. Δεν αποκλείονται και μόνες οι ηχομονωτικές παρεμβάσεις στον χώρο του δέκτη, ιδίοις εξόδοις. Ως προς τις (αστικο)δικαστικές προσπάθειες αντιμετώπισης της ηχορρύπανσης, έχουν περισσότερες νομικές βάσεις ιδιωτικού δικαίου νομοθεσίας, με αποτελεσματικότερη εκείνη του άρθρου 57ΑΚ περί του δικαιώματος προσωπικότητας, διότι 1) Δεν υπόκειται σε κανέναν περιορισμό περί υποχρέωσης ανοχής θορύβου. 2) Η προσβολή προσωπικότητας προϋποθέτει «παρανομία» συνιστάμενη όχι μόνο στην παράβαση ρητής διάταξης νόμου, όπως οι ανωτέρω διατάξεις δημοσίου δικαίου, αλλά και σε οποιαδήποτε κοινωνικά απρόσφορη επέμβαση στη σφαίρα του επίμαχου αγαθού, η οποία λαμβάνει χώρα χωρίς δικαίωμα ή με την άσκηση δικαιώματος μικρότερης σπουδαιότητας από το προσβαλλόμενο ή υπό περιστάσεις που καθιστούν την άσκησή του καταχρηστική. 3) Για την απόδειξη της «παρανομίας» δεν απαιτείται ακριβής καθορισμός της έντασης του θορύβου σε μονάδες μέτρησης του ήχου, καθώς μόνος ο συνήθης θόρυβος θεμελιώνει παράνομη προσβολή προσωπικότητας. 4) Για τη στοιχειοθέτηση του κατεπείγοντος, στο πλαίσιο ασφαλιστικών μέτρων και προσωρινής διαταγής, αυτό υφίσταται διαρκώς στην παρεμπόδιση της χρήσης των δικαιωμάτων που συνθέτουν την προσωπικότητα. (Αστικο)δικαστικά παρατηρείται πληθώρα αποφάσεων, με τους δικαστές να είναι συνήθως φειδωλοί στις προσωρινές διαταγές, οι οποίες περιορίζονται στην τήρηση των δημοσίου δικαίου διατάξεων κοινής ησυχίας και ανώτατων ορίων ηχοστάθμης, περισσότερο απλόχεροι στα ασφαλιστικά μέτρα, με τα οποία διατάσσουν και λήψη μέτρων ηχομόνωσης, και γενικά θετικοί στις αγωγές, αποφασίζοντας τα παραπάνω και, κατά περίπτωση, επιδικάζοντας και αποζημίωση λόγω αδικοπραξίας ή ηθικής βλάβης. Ως προς την Αστυνομία και Περιφέρεια, παρατηρείται ότι η Αστυνομία παρεμβαίνει αποτελεσματικότερα στην διαπίστωση παραβάσεων διατάξεων δημόσιας τάξεως παρά δημόσιας υγείας, πχ. συχνά δεν διαθέτει ηχόμετρο, ή δεν ξέρει να το χειριστεί, ή να εφαρμόσει σωστά τις προϋποθέσεις ελέγχου με αυτό, καθώς και ότι διενεργεί περισσότερες ηχομετρήσεις στα καταστήματα υγειονομικού ενδιαφέροντος, παρά στις αθλητικές εγκαταστάσεις. Η δε Περιφέρεια παρατηρείται ότι διενεργεί ελέγχους εντός ωραρίου και εκτός καταγγελλόμενου χρόνου, και ότι αναζητά διευκρινίσεις ως προς την εφαρμογή των διατάξεων δημόσιας υγείας, δια υπουργικών εγκυκλίων. Συμπερασματικά, η νομοθεσία προστασίας από την ηχορρύπανση αναδεικνύεται πλήρης για κάθε πηγή, η δικαστική εφαρμογή και ερμηνεία της θετική, ενώ τα προβλήματα εστιάζονται στην διαπίστωση παραβάσεων από Αστυνομία και Περιφέρεια, η οποία έχει ποσοτικές και ποιοτικές ελλείψεις, με αποτέλεσμα την παρακώλυση της ποινικής και διοικητικής διαδικασίας επιβολής κυρώσεων. Οι καταγγελίες πολιτών προς Αστυνομία και Περιφέρεια, και η άσκηση των αστικο-ιδιωτικών δικαιωμάτων τους, προκαλούν την παραγωγή περαιτέρω διευκρινιστικών εγκυκλίων και νομολογίας. Στη διαπίστωση παραβάσεων εντοπίζεται μία σχετική κινητικότητα της Πολιτείας, με πρόσφατη την 14/2023 Εγκύκλιο της Εισαγγελίας του Αρείου Πάγου περί ενεργοποίησης Εισαγγελέων, αστυνομικών και υγειονομικών υπαλλήλων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ευαισθησία ενός μικροφώνου, δηλαδή η ηλεκτρική τάση που παράγει ένα μικρόφωνο ως προς την ηχητική πίεση, είναι η βασικότερη παράμετρος που προσδιορίζεται κατά την διαδικασία διακρίβωσής του. Η πιο κοινή μέθοδος διακρίβωσης είναι η σύγκριση του υπό διακρίβωση μικροφώνου με ένα εργαστηριακό μικρόφωνο αναφοράς. Τα μικρόφωνα αναφοράς με τη σειρά τους διακριβώνονται εφαρμόζοντας την μέθοδο της αντιστροφής (pressure reciprocity calibration). Η μέθοδος βασίζεται στην αρχή της αντιστροφής του τρόπου λειτουργίας του εργαστηριακού μικροφώνου, δηλαδή ότι μπορεί να λειτουργήσει ως δέκτης αλλά και ως πομπός ηχητικών κυμάτων έχοντας τον ίδιο λόγο απόκρισης προς διέγερση. Η ιδιαιτερότητα της μεθόδου που εφαρμόζεται είναι ότι δεν υπάρχει αναφορά σε κάποια ηχητική ποσότητα όπως η ευαισθησία του μικροφώνου (V/Pa) ή η ηχητική πίεση (Pa), αλλά μόνο σε θεμελιώδεις ηλεκτρικές, μηχανικές και φυσικές παραμέτρους όπως η DC τάση, η συχνότητα, το μήκος, η θερμοκρασία κα. Η προαναφερθείσα μέθοδος διακρίβωσης ονομάζεται απόλυτη ή πρωτεύουσα διακρίβωση και υλοποιείται κυρίως σε Εθνικά Μετρολογικά Ινστιτούτα όπως το Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας – Ε.Σ.Υ.Π. Όλα τα παραπάνω κωδικοποιήθηκαν στο πρότυπο IEC 61094-2 σύμφωνα με το οποίο, για την διακρίβωση απαιτούνται τρία εργαστηριακά μικρόφωνα τα οποία συνδυάζονται ανά δύο (συνολικά τρεις συνδυασμοί) και συνδέονται ακουστικά μεταξύ τους μέσω του αέρα που περιέχεται εντός της κυλινδρικής κοιλότητας που σχηματίζεται από ένα συζεύκτη (coupler). Έτσι σε κάθε ζεύγος το μικρόφωνο που λειτουργεί ως ηχητική πηγή (πομπός) δημιουργεί εντός της κοιλότητας μία ηχητική πίεση η οποία μετράται από το μικρόφωνο που λειτουργεί ως δέκτης. Εφαρμόζοντας τις βασικές εξισώσεις τεσσάρων ακροδεκτών οι οποίες ισχύουν για ένα εργαστηριακό μικρόφωνο αναφοράς, προκύπτει για κάθε ζεύγος μικροφώνων και ένα αντίστοιχο γινόμενο των συντελεστών ευαισθησίας τους για το ηχητικό πεδίο πίεσης. Επιλύοντας το σύστημα των τριών εξισώσεων για τα τρία ζεύγη, προκύπτουν οι ευαισθησίες πίεσης των τριών μικροφώνων. Μετά τον προσδιορισμό της ευαισθησίας πίεσης του μικροφώνου αναφοράς, το μικρόφωνο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διακρίβωση ενός μικροφώνου εργασίας (working standard) ελεύθερου πεδίου, σύμφωνα με την μέθοδο της διαδοχικής σύγκρισης του IEC 61094-8. Η διακρίβωση πραγματοποιείται σε ανηχωικό θάλαμο και με την χρήση κατάλληλης ηχητικής πηγής μετράται η τάση εξόδου dBV(r) του μικροφώνου αναφοράς. Στην συνέχεια, διατηρώντας σταθερές συνθήκες μέτρησης, αντικαθίσταται το μικρόφωνο αναφοράς με το μικρόφωνο ελεύθερου πεδίου και μετράται η τάση εξόδου dBV(f). Εφαρμόζοντας την τεχνική οδηγία IEC TS 61094-7, υπολογίζεται η τιμή της ευαισθησίας ελευθέρου πεδίου του μικροφώνου αναφοράς από την ευαισθησία πίεσής του. Η διαφορά των τάσεων ΔdB=dBV(f)- dBV(r) οφείλεται στην διαφορά των ευαισθησιών ελεύθερου πεδίου των μικροφώνων ελεύθερου πεδίου και αναφοράς αντιστοίχως. Οπότε προσθέτοντας την διαφορά, ΔdB, στην ευαισθησία ελεύθερου πεδίου του μικροφώνου αναφοράς, προσδιορίζεται η ευαισθησία του μικροφώνου εργασίας ελεύθερου πεδίου.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ευρεία διάδοση των ψηφιακών τεχνολογιών έχει επηρεάσει την αλληλεπίδραση μας με τους χώρους πολιτιστικής κληρονομιάς. Τα τελευταία χρόνια, χώροι όπως μουσεία και μνημεία πολιτιστικής κληρονομιάς έχουν εντάξει διαδραστικές εφαρμογές στην πρακτική τους, με σκοπό να εμπλουτίσουν την εμπειρία που προσφέρουν. Επιπλέον, η πρόοδος των τεχνολογιών των κινητών συσκευών, των δικτύων και του εντοπισμού της θέσης έχουν πολλαπλασιάσει τις δυνατότητες συνδυασμού ήχων και τόπων. Εντός του πλαισίου διερεύνησης των τεχνολογικών δυνατοτήτων στη μετάδοση πολιτιστικού περιεχομένου, στην παρούσα εργασία εξετάζεται ο σχεδιασμός εφαρμογής για κινητές συσκευές Android για την πραγματοποίηση ακουστικού περιπάτου (audio walk), στη διαδρομή του οποίου ο επισκέπτης θα έχει τη δυνατότητα να περιηγηθεί στους χώρους των μνημείων και να γνωρίσει την ιστορία τους, επικεντρώνοντας τη προσοχή του στην ακρόαση. Η εφαρμογή αξιοποιεί τις δυνατότητες του ήχου δι’ εντοπισμού (locative audio) για την αναπαραγωγή του ηχητικού περιεχομένου από την κινητή συσκευή μόνο στην τοποθεσία των μνημείων. Κατά την περιήγηση, τα σχεδιασμένα αμφιωτικά (binaural) αρχεία ήχου αναπαράγονται μέσω ακουστικών κατά την ενεργοποίηση τους όταν ο χρήστης βρίσκεται στα σημεία ενδιαφέροντος. Περιοχή μελέτης αποτελεί το Γαλεριανό Συγκρότημα της Θεσσαλονίκης, ένα μνημειακό σύνολο στο ιστορικό κέντρο της Θεσσαλονίκης, κτισμένο μεταξύ 298 και 311μ.Χ., στο μεταίχμιο της ρωμαϊκής και της βυζαντινής εποχής. Η περιήγηση στους χώρους του Γαλεριανού Συγκροτήματος, όπως ενσωματώνονται στον ιστό της πόλης, μπορεί να ακολουθήσει μία πληθώρα διαδρομών. Το κυρίως μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε σε δύο στάδια: τον ηχητικό σχεδιασμό και την ανάπτυξη της εφαρμογής. Στο ηχητικό περιεχόμενο περιλαμβάνεται η αφήγηση, με βασικές πληροφορίες για τα μνημεία, τη χρήση των χώρων και το ιστορικό πλαίσιο. Παράλληλα με την αφήγηση, γίνεται η αναπαραγωγή σχετικών ηχοτοπίων, στα οποία επιχειρείται μία αναπαράσταση του ηχητικού περιβάλλοντος που θα συναντούσε ο περιηγητής στους χώρους των μνημείων. Για την ηχογράφηση, επεξεργασία και σχεδιασμό των ήχων, χρησιμοποιήθηκε ο σταθμός εργασίας ψηφιακού ήχου (digital audio workstation – DAW) Pyramix της Merging Technologies. Επιπλέον, για τον ηχητικό σχεδιασμό έγινε χρήση του λογισμικού Spat Revolution της Flux, ένα γραφικό περιβάλλον για τον έλεγχο της θέσης των ηχητικών πηγών σε τρισδιάστατους εικονικούς και πραγματικούς χώρους. Στόχος του σχεδιασμού της εφαρμογής του ηχητικού χάρτη είναι να εστιάζει την εμπειρία της ηχο-διαδρομής στο ηχητικό περιεχόμενο, χωρίς να απαιτείται η προσοχή του χρήστη στην οθόνη της κινητής συσκευής, καθώς και η δυνατότητα βασικών ρυθμίσεων της αναπαραγωγής του ήχου. Σε αυτό το πλαίσιο, η διεπαφή χρήστη (UI) της εφαρμογής είναι πολύ απλή. Αποτελείται από τρεις οθόνες, στις οποίες ο χρήστης μπορεί να πλοηγηθεί μέσω της γραμμής πλοήγησης στο κάτω μέρος της οθόνης (bottom navigation bar). Στην αρχική οθόνη εμφανίζεται ο χάρτης, όπου έχει γίνει επισήμανση των σημείων ενδιαφέροντος και εισαγωγή της εικόνας της κάτοψης των μνημείων. Η δεύτερη οθόνη περιέχει τα πλήκτρα και τα ρυθμιστικά για τον ήχο και η τρίτη πληροφορίες σχετικά με τα μνημεία. Η ανάπτυξη της εφαρμογής υλοποιήθηκε στο Android Studio, ένα ολοκληρωμένο προγραμματιστικό περιβάλλον (Integrated Development Environment - IDE) για ανάπτυξη εφαρμογών Android. Οι πρακτικές του τρισδιάστατου ήχου (spatial audio) και της αμφιωτικής ακρόασης αποσκοπούν στη δημιουργία μιας εμβυθιστικής εμπειρίας (immersive audio). Πράγματι, η αίσθηση του εντοπισμού του ήχου, ειδικά όταν υπάρχει κίνηση της ηχητικής πηγής, και της ακουστικής περικάλυψης (envelopment) είναι εντυπωσιακές. Ωστόσο, κάποιες φορές, αυτές οι πρακτικές λειτουργούν σε βάρος του συχνοτικού περιεχομένου του ήχου και του βάθους της μίξης, σε σύγκριση για παράδειγμα με μία στερεοφωνική μίξη. Σίγουρα έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στο πεδίο του χωρικού ήχου και στις συνεχώς αυξανόμενες εφαρμογές ηχητικής επαυξημένης πραγματικότητας (audio augmented reality) και είναι βέβαιο ότι στο μέλλον αυτές οι εφαρμογές θα είναι πιο τελειοποιημένες. Επιπλέον, ο έλεγχος των μεταβάσεων (εισόδου/εξόδου) των εικονικών περιμέτρων θα βελτιώνεται συνεχώς με την εξέλιξη των τεχνολογιών εντοπισμού της θέσης των κινητών συσκευών και της πρακτικής των geofences. Αυτές οι εξελίξεις βοηθούν στην ανάπτυξη εφαρμογών που αποσκοπούν στην περαιτέρω εμβύθιση του χρήστη στην εμπειρία του ακουστικού περιπάτου, προσφέροντας νέες δυνατότητες στην περιήγηση και στην κατανόηση των χώρων πολιτιστικής κληρονομιάς.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στη σύγχρονη κινηματογραφική παραγωγή και γενικότερα στις οπτικοακουστικές κατασκευές, ο ήχος αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την ποιότητα και την αίσθηση της τελικής παραγωγής. Οι sound designers είναι υπεύθυνοι για τη δημιουργία και επεξεργασία ηχητικών στοιχείων που ενισχύουν και συνδιαλέγονται με την οπτική αφήγηση και εμπλουτίζουν την εμπειρία του θεατή. Παρά τις προόδους στην τεχνολογία καταγραφής και επεξεργασίας ήχου, οι sound designers συχνά αντιμετωπίζουν προκλήσεις στη συλλογή και αναζήτηση φυσικών ηχητικών τοπίων και συγκεκριμένα τοπίων του Ελλαδικού χώρου. Σε αυτό το πλαίσιο, η εφαρμογή AudioScout προτείνεται ως λύση, παρέχοντας ένα εργαλείο τόσο για τους επαγγελματίες του ήχου -αλλά και για επιστήμες που ασχολούνται με την πολιτιστική κληρονομία τόπων ή περιβαλλοντικές επιστήμες- για την άμεση ηχογράφηση, αποθήκευση με συνοδευτικά μεταδεδομένα και εύκολη ανάκτηση ηχητικών αρχείων. Η εφαρμογή AudioScout αναπτύσσεται ως μια Progressive Web App (PWA) για να εξασφαλίσει εύκολη πρόσβαση και ευελιξία στη χρήση, συμβατή τόσο με iOS όσο και με Android. Η εφαρμογή υποστηρίζει τοπική αποθήκευση δεδομένων με δυνατότητα συγχρονισμού σε cloud, προσφέροντας ασφαλή διαχείριση και αντίγραφα ασφαλείας. Τα δεδομένα προστατεύονται μέσω κρυπτογράφησης κατά τη μεταφορά και αποθήκευση, εξασφαλίζοντας την ιδιωτικότητα και την ασφάλεια των χρηστών. Ο σχεδιασμός της AudioScout επικεντρώνεται στην παροχή εύχρηστων και ισχυρών λειτουργιών ηχογράφησης και επεξεργασίας ήχου, με μια απλή και καθαρή διεπαφή χρήστη. Η διεπαφή σχεδιάζεται με την αρχή της ελάχιστης περιπλοκότητας, επιτρέποντας στους χρήστες να πραγματοποιούν ηχογραφήσεις, επεξεργασία και διαχείριση αρχείων με λίγα μόνο βήματα. Η εφαρμογή επιτρέπει την άμεση ηχογράφηση από τη συσκευή του χρήστη, με τη δυνατότητα επιλογής μεταξύ διαφόρων ποιοτήτων και μορφών ήχου, και προηγμένες ρυθμίσεις μικροφώνου για τη βελτίωση της καταγραφής ανάλογα με το ηχητικό περιβάλλον. Για την ανάπτυξη της AudioScout χρησιμοποιούνται σύγχρονες τεχνολογίες web ανάπτυξης, όπως HTML5, CSS3 και JavaScript, καθώς και frameworks όπως React ή Vue.js για τη δημιουργία δυναμικών διεπαφών. Η λογική επεξεργασίας της εφαρμογής βασίζεται στη χρήση Node.js για το backend, προσφέροντας έναν πλήρως ενσωματωμένο διακομιστή ικανό για υψηλές επιδόσεις σε περιβάλλοντα παραγωγής. Για τη διαχείριση δεδομένων, χρησιμοποιούνται βάσεις δεδομένων όπως PostgreSQL ή MongoDB, ανάλογα με τις ανάγκες για δομή και ευκολία ανάκτησης δεδομένων. Η AudioScout προσφέρει εκτενείς δυνατότητες οργάνωσης και ταξινόμησης ηχητικών αρχείων. Οι χρήστες μπορούν να καταχωρούν ηχητικά αρχεία σε κατηγορίες, να προσθέτουν ετικέτες και να διαχειρίζονται μεταδεδομένα όπως τοποθεσία και χρονοσφραγίδα, διευκολύνοντας την αναζήτηση και ανάκτηση ηχητικών αρχείων. Αυτή η λειτουργία καθιστά τη διαχείριση της βιβλιοθήκης ηχητικών αρχείων γρήγορη και αποτελεσματική, εξοικονομώντας χρόνο και προσπάθεια για τους sound designers και όχι μόνο. Μελλοντικές εξελίξεις για την AudioScout περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση εργαλείων για βασική και προηγμένη επεξεργασία ήχου, όπως ισοστάθμιση, φιλτράρισμα θορύβου και δυναμική επεξεργασία. Αυτά τα εργαλεία θα επιτρέψουν στους χρήστες να βελτιστοποιήσουν το ηχητικό σήμα πριν από την τελική χρήση, ενισχύοντας την ποιότητα των ηχογραφήσεων. Επιπλέον, η χρήση τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης για την αυτόματη αναγνώριση και καταγραφή ηχητικών περιβαλλόντων θα προσφέρει μια πλούσια βιβλιοθήκη από προ-καταγεγραμμένα ηχητικά στιγμιότυπα. Αυτή η λειτουργία θα βοηθήσει τους sound designers να αναγνωρίζουν και να χρησιμοποιούν ηχητικά περιβάλλοντα γρήγορα και εύκολα, εξοικονομώντας πολύτιμο χρόνο κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Τέλος, η AudioScout θα υποστηρίζει δυνατότητες συνεργασίας, επιτρέποντας σε πολλαπλούς χρήστες να συνεργάζονται σε ηχητικά πρότζεκτ, να μοιράζονται αρχεία και να συντονίζουν τις εργασίες τους εντός της πλατφόρμας. Αυτές οι δυνατότητες συνεργασίας θα αυξήσουν την παραγωγικότητα και τη δημιουργικότητα των επαγγελματιών του ήχου, διευκολύνοντας την ανταλλαγή ιδεών και την κοινή εργασία σε πραγματικό χρόνο. Η παρούσα εργασία παρουσιάζει τη σχεδίαση, την ανάπτυξη και τις δυνατότητες της AudioScout σε συνάρτηση με τις ανάγκες του ηχητικού σχεδιασμού, αναλύοντας πώς ενσωματώνεται στις υπάρχουσες ροές εργασίας των sound designers και αντιμετωπίζει κοινά προβλήματα στην ηχητική σύλληψη και ανάλυση. Επιπλέον, γίνεται ανασκόπηση των τεχνολογικών εξελίξεων στην καταγραφή και επεξεργασία ήχου και εξετάζονται οι υφιστάμενες τεχνολογίες ηχογράφησης και επεξεργασίας, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες βελτίωσης που προσφέρει η AudioScout. Η AudioScout, με τις προηγμένες της δυνατότητες και τη φιλική προς τον χρήστη διεπαφή, αποτελεί μια σημαντική εξέλιξη για τους επαγγελματίες του ήχου, προσφέροντας ένα ολοκληρωμένο εργαλείο που ενισχύει τη δημιουργικότητα και την αποδοτικότητα στη συλλογή, καταγραφή και επεξεργασία ηχητικών τοπίων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η εξέλιξη του ήχου στο θέατρο αποτελεί προϊόν τεχνολογικής ανάπτυξης, καλλιτεχνικής εφευρετικότητας, θεατρικής αναγκαιότητας, κοινωνικών συνθηκών κι εξελίξεων, και ταυτόχρονα γεγονός που άλλαξε σημαντικά τη συνολική εμπειρία μίας θεατρικής παραγωγής. Η εργασία αυτή παρουσιάζει την εξέλιξη του ήχου στον θεατρικό χώρο ξεκινώντας από τη φυσική ακουστική των αρχαίων ελληνικών και ρωμαϊκών αμφιθεάτρων, και φτάνοντας και αναλύοντας τις καινοτόμες μορφές, και τα εξελιγμένα ψηφιακά ηχοτοπία, των σύγχρονων παραγωγών. Στην αρχαιότητα, ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός του θεάτρου ήταν πρωταρχικής σημασίας, με υπαίθριους χώρους κατασκευασμένους λειτουργικά, ώστε να βελτιώνουν την προβολή φωνής χωρίς κάποια ηλεκτρονική βοήθεια. Αντίθετα, κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα και της Αναγέννησης οι θεατρικές παραστάσεις άρχισαν να λαμβάνουν χώρα σε ποικίλους χώρους. Λόγω αυτού, δημιουργήθηκε η ανάγκη μίας βαθύτερης κατανόησης της ακουστικής, η οποία οδήγησε σε αρχιτεκτονικές τροποποιήσεις που βελτίωσαν τη διάδοση του ήχου. Κατά τον 20ό αιώνα, η εφεύρεση του μικροφώνου και του ενισχυτή έφεραν επανάσταση στον θεατρικό ήχο. Επιπρόσθετα, η ανάπτυξη του ραδιοφώνου και του κινηματογράφου άνοιξε δρόμο για καινοτομίες στην ηχογράφηση και την αναπαραγωγή ήχου, πολλές από τις οποίες προσαρμόστηκαν και εφαρμόστηκαν στο θέατρο. H ψηφιακή επανάσταση του 20ου και του 21ου αιώνα έφερε πρωτοφανή ακρίβεια και δημιουργικότητα στον ηχητικό σχεδιασμό μίας θεατρικής παράστασης. Την δεκαετία του 1920 έκανε την εμφάνιση του τo Radio Drama και γρήγορα κέρδισε δημοτικότητα ως μία μορφή ψυχαγωγίας που συνδύαζε την αφήγηση με ηχητικά εφέ και τη μουσική, δημιουργώντας καθηλωτικές ηχητικές εμπειρίες. Αυτές οι παραγωγές, σε συνδυασμό με τις παραγωγές Radio Theatre, που μεταδόθηκαν μέσω του ραδιοφώνου, γοήτευσαν το κοινό με την ικανότητά τους να προκαλούν ζωντανές εικόνες και συναισθήματα καθαρά μέσω του ήχου, καθιστώντας τα ένα αγαπημένο μέσο κατά τη χρυσή εποχή του ραδιοφώνου, στις δεκαετίες του 1930 και του 1940, και μέχρι την έλευση της τηλεόρασης. Αργότερα, την δεκαετία του 1970 ο ηχητικός σχεδιασμός είχε εμφανιστεί ως ένα εξειδικευμένο πεδίο στη θεατρική παραγωγή. Οι σχεδιαστές ήχου άρχισαν να χρησιμοποιούν μαγνητόφωνα πολλαπλών κομματιών, synthesizers και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, για να δημιουργήσουν σύνθετα και πιο πολύπλοκα ηχοτοπία, τα οποία ενίσχυαν την πλοκή και αφήγηση. Την περίοδο αυτή επίσης ενσωματώθηκε στις θεατρικές παραγωγές η χρήση ηχογραφημένων ηχητικών εφέ, μουσικής και ατμοσφαιρικών ήχων, όλα σχολαστικά χρονομετρημένα και ισορροπημένα για να συμπληρώνουν τις ζωντανές εμφανίσεις. Συνεχίζοντας, τον 21ο αιώνα, οι σταθμοί εργασίας ψηφιακού ήχου (DAW) και το προηγμένο λογισμικό επεξεργασίας αυτού επέτρεψαν ακόμη πιο καινοτόμες τεχνικές παραγωγής και λεπτομερή επεξεργασία των ηχητικών εφέ. Πολλά από τα σύγχρονα θέατρα είναι πλέον εξοπλισμένα με συστήματα ήχου τελευταίας τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένων digital mixers, ασύρματων μικροφώνων και surround συστημάτων ήχου, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να δημιουργούν καθηλωτικά περιβάλλοντα ήχου. Τέλος, οι εξελίξεις στον χώρο του ήχου σε συνδυασμό με την ανάπτυξη του διαδικτύου οδήγησε και σε μία άλλη μορφή θεάτρου, το «θέατρο των ακουστικών» και τη δημιουργία podplays. Τα τελευταία αποτελούν ηχητικά δράματα ειδικά δημιουργημένα για ψηφιακές πλατφόρμες. Η πανδημία COVID-19 ήταν αυτή που οδήγησε στην άνθηση των podplays και του ψηφιακού θεάτρου. Κατά την πανδημία, οι συμβατικές παραστάσεις είχαν σταματήσει, γεγονός που ώθησε τους δημιουργούς, εκμεταλλευόμενοι την ευκολία παραγωγής και εφικτότητα, να καινοτομήσουν και να προσφέρουν περιεχόμενο μέσω διαδικτυακών πλατφορμών, προσεγγίζοντας και αλληλεπιδρώντας με το κοινό με νέους, καινοτόμους τρόπους. Αυτές οι παραγωγές αξιοποιούν την προηγμένη σχεδίαση ήχου (τακτικές 3D και τακτικές αφήγησης εικονικής πραγματικότητας (VR storytelling), για να δημιουργήσουν καθηλωτικές εμπειρίες, που συχνά απολαμβάνονται μέσω ακουστικών, φέρνοντας το θέατρο στον χώρο του ακροατή και καθιστώντας το μία πιο προσωπική εμπειρία. Συμπερασματικά, η εξέλιξη του ήχου στο θέατρο αντανακλά την ισχυρή συνέργεια μεταξύ τεχνολογίας και τέχνης, ενισχύοντας συνεχώς τη θεατρική εμπειρία. Αυτή η συνεχής συνεργασία μεταξύ της τεχνολογικής καινοτομίας και της καλλιτεχνικής δημιουργικότητας όχι μόνο διευρύνει το εύρος της θεατρικής αφήγησης, αλλά διασφαλίζει, επίσης, ότι το θέατρο παραμένει μία δυναμική και εξελισσόμενη μορφή τέχνης, προσβάσιμη σε διαφορετικά κοινά με νέους και συναρπαστικούς τρόπους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στον σημερινό κόσμο που μεταβάλλεται με γρήγορους ρυθμούς, η διεπιστημονική συνεργασία και η εξωστρέφεια της επιστήμης αποκτούν μεγάλη σημασία. Η ηχητική αποτύπωση δεδομένων αποδεικνύεται ένα πολύτιμο εργαλείο για τη διάδοση της επιστημονικής γνώσης στο κοινό. Η συγκεκριμένη τεχνική γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλής στο επιστημονικό πεδίο της φυσικής του διαστήματος, απαντώντας σε επιστημονικές και δημιουργικές εφαρμογές. Παρότι υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι να αντιστοιχίσει κανείς τα δεδομένα σε ήχο, δεν οδηγούν όλοι σε μία αποτελεσματική ηχητική αποτύπωση. Η έρευνα υποδεικνύει ότι η επίτευξη ενός ευχάριστου ηχητικού αποτελέσματος και η εξοικείωση του ακροατή με το ηχητικό αποτέλεσμα μπορούν να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα της αποτύπωσης. Με βάση τα παραπάνω, προτείνουμε μια προσέγγιση που κάνει χρήση στοχαστικών τεχνικών σύνθεσης για την ηχητική αποτύπωση μαγνητικών καταιγίδων. Το πρώτο μέρος αυτής της εργασίας παρέχει μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση της εξέλιξης του πεδίου της ηχητικής αποτύπωσης σε σχέση με την επιστήμη, και μια εκτενή επισκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας σχετικά με την εφαρμογή της στην αναπαράσταση φυσικών φαινομένων στο πεδίο των διαστημικών επιστημών, με έμφαση στη δραστηριότητα του ήλιου. Το δεύτερο μέρος συζητά την προτεινόμενη τεχνική ηχητικής αποτύπωσης και τη μεθοδολογία χαρτογράφησης για την αναπαράσταση γεωμαγνητικών διαταραχών διαφόρων εντάσεων, συμπεριλαμβανομένων ακραίων γεγονότων. Προκειμένου να πετύχουμε μια αποτελεσματικότερη αποτύπωση, η δημοφιλής αντιστοίχιση των δεδομένων με το τονικό ύψος και την ένταση, συνδυάζεται με ηχητικά χαρακτηριστικά όπως η πυκνότητα του ήχου, η διαφωνία και η πολυπλοκότητα στοχεύοντας στην εμπλοκή του ακροατή με έννοιες που σχετίζονται με την καταιγίδα, όπως η διαταραχή, η αναταραχή και ο κίνδυνος.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα μελέτη διερευνά τυχόν πρώιμες ενδείξεις δημιουργικού χειρισμού του χωρικού ήχου στους αρχαίους ελληνικούς χρόνους, ξεκινώντας από τον διθύραμβο και λοιπές παραστάσεις πρωτόγονου θεατρικού χαρακτήρα που εκτελούνταν από σατύρους και καταλήγοντας στην αρχαιοελληνική τραγωδία και κωμωδία. Η διαλεκτική της μουσικής με την παράμετρο του χώρου μαρτυρείται για πρώτη φορά στον διθύραμβο, το παλαιότερο λατρευτικό άσμα του Διονύσου. Τον Χορό στους διθυράμβους πιστεύεται ότι συγκροτούσαν πενήντα άνδρες που όρχουνταν και τραγουδούσαν κυκλικά (Gregory, 2010). Το ποιητικό κείμενο συνόδευε συνήθως αυλητής, ο οποίος στεκόταν στο μέσον του Χορού (Gregory, 2010 p. 208). Ο Αρχίλοχος ο Πάριος χρονολογεί τον διθύραμβο ήδη από το πρώτο μισό του 7ου π.Χ. αιώνα αναφωνώντας: “ὡς Διωνύσου ἄνακτος καλὸν ἐξάρξαι μέλος οἶδα διθύραμβον οἴνῳ συγκεραυνωθεὶς φρένας”. Κατά τον Richard Schechner τα άσματα προς τιμήν του Διονύσου είναι μια μορφή επιτέλεσης στην οποία τα όρια μεταξύ θεατή και τέλεσης υπάρχουν επειδή ο διθύραμβος συνδυάζει το processional mode (πομπική κατάσταση) με το narrative mode (αφηγηματική λειτουργία) (Ευαγγελίδου, 2015). Στην αριστοτελική Ποιητική βρίσκει κανείς τη φράση “ ἀπό τῶν ἐξαρχόντων τὸν διθύραμβον”, η οποία αναφερόταν στην δραματική αντιπαράθεση μεταξύ του χορού και του πρώτου τραγουδιστή. Αυτή η αντιπαράθεση όμως εκφραζόταν όμως και μέσω του διαχωρισμού στον χώρο. Δεν είναι απολύτως ξεκάθαρο πότε απομακρύνθηκε και διαχωρίστηκε ο πρώτος τραγουδιστής από την ομάδα του χορού. Η χρονολογία 534 π.Χ. είναι κατά τον Lesky ανακριβής. Πρόκειται στην ουσία για την χρονολογία που συνήθως εμφανίζεται ως ο χρόνος έναρξης της προκλασικής τραγωδίας, στην οποία ο Θέσπης φέροντας στο προσκήνιο ένα μέλος του χορού σε ρόλο υποκριτή θέτει τις βάσεις της τραγωδίας των κλασικών χρόνων (Lesky, 2007). Στην παρούσα μελέτη, η ανάλυση των σωζόμενων αρχαιοελληνικών τραγωδιών και κωμωδιών με σκοπό την ανάδειξη ενδείξεων χωρικής διαχείρισης του ήχου υλοποιείται με βάση τρεις άξονες, σε μια προσπάθεια να αναδειχθούν “δυναμικά παραδείγματα” χωρικότητας είτε ως “κρυμμένες σκηνοθετικές οδηγίες”, τις οποίες δίνει ο ποιητής, είτε ως παραθέματα από τον λόγο των ηρώων. Οι άξονες αυτοί, οι οποίοι εκφράζουν διαφορετικές σχέσεις μεταξύ της κίνησης των υποκριτών στο χώρο και της κατεύθυνσης του ήχου σε συγχρονία, είναι οι ακόλουθοι: 1. Κίνηση του Χορού στη σκηνή - διάλογος με έναν ή δύο υποκριτές: Η εφαρμογή του εντοπίζεται κατά κύριο λόγο στις Παρόδους και τις Εξόδους του Χορού. Κατά την Έξοδο ‒ ειδικά στην κωμωδία ‒ ο Χορός συχνά φεύγει χωρισμένος, από διαφορετικές παρόδους. Ακόμη καταγράφονται παραδείγματα, όπου δύο πρόσωπα διαλέγονται στίχο προς στίχο ή σε ημιστίχια (στιχομυθία ή αντιλαβή αντίστοιχα). Αφορά, ηχητικές πηγές που πλησιάζουν, απομακρύνονται, και αλλάζουν κατεύθυνση, όταν ο ηθοποιός αποκόπτεται από το σύνολο και κινείται στον χώρο. 2. Χρήση μηχανών και θεϊκή επιφάνεια: Εξετάζεται εμφάνιση θεϊκών προσώπων με τη χρήση της “μηχανής”, ενός γερανού πρώιμου τύπου. Οι θεοί στέκονται σε σχετική απόσταση από αυτούς στους οποίους απευθύνονται. Έτσι αποκτούν συνολική θέα των γεγονότων και παράλληλα μένουν αποστασιοποιημένοι από τη δράση. 3. Χρήση βοηθητικού Χορού-χωρισμός του Χορού σε ημιχόρια: Πολλές φορές, η δραματική λειτουργία ενός έργου ενισχύεται με δεύτερο Χορό που ονομάζεται παραχορήγημα. Ειδική περίπτωση αποτελεί η διάσπαση του κύριου Χορού σε ημιχόρια. Τότε μελετάται η συνύπαρξη δύο αυτοδύναμων ηχητικών πηγών. Στον Αριστόφάνη, παραδείγματα έργων με ενδείξεις διερεύνησης και χρήσης πρώιμων στοιχείων χωρικότητας αποτελούν οι Ιππής και οι Νεφέλες, όπου παρατηρούνται προμηνύματα της εισόδου του Χορού στη σκηνή. Πιο συγκεκριμένα, ο Σωκράτης στους στίχους 224-235 κατέρχεται αεροβατώντας προς τον Στρεψιάδη (άξονας 2). Πιο κάτω τον ρωτά αν νιώθει τη φωνή και τη θεϊκή βροντή των Νεφελών (άξονας 1). Επίσης αξίζει να αναφερθούν οι Όρνιθες, όπου παρουσιάζονται δυο θεοί, ο Ποσειδώνας και η Ίριδα (άξονας 2), οι Αχαρνής με τον Λάμαχο να βγαίνει από τη μια πάροδο και το Χορό να συνοδεύει το Δικαιόπολη από την αντίθετη πάροδο (άξονας 1) (Dover, 2010 p. 122) καθώς επίσης οι Βάτραχοι με την εμφάνιση δύο χορών -Χορός μυστών του Ίακχου και βοηθητικός χορός βατράχων (άξονας 3). Αντίστοιχα παραδείγματα των αξόνων συναντά κανείς στον Αισχύλο (Ευμενίδες, Προμηθέας Δεσμώτης κ.α.), στον Σοφοκλή (Αίας, Οιδίπους επί Κολωνώ κ.α.), και στον Ευριπίδη (Άλκηστις, Μήδεια, Εκάβη, Ελένη, Τρωάδες κ.α.). Συνοψίζοντας, η εν λόγω μελέτη θα προσεγγίσει τις απαρχές της ηχητικής χωρικότητας στην αρχαιοελληνική λατρευτική (διθύραμβος) και δραματική (τραγωδία/κωμωδία) μουσική και προσωδία, εστιάζοντας στα χαρακτηριστικότερα παραδείγματα χωρικής διαχείρισης του ήχου όπως αυτά αποτυπώνονται στις “κρυμμένες σκηνοθετικές οδηγίες” των ποιητών και στον λόγο των ηρώων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η πειραματική αξιολόγηση ενός Συστήματος Ενεργητικής Ακύρωσης Θορύβου (ΣΕΑΘ), το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί στο προσκέφαλο της θέσης ενός επιβάτη, σε μέσα μεταφοράς όπως αεροσκάφη και πλοία ώστε να τον απαλλάξει από δυσάρεστες ακουστικές διαταραχές που συνήθως προέρχονται από τους κινητήρες των συγκεκριμένων οχημάτων. Η ανάπττυξη του συστήματος αυτού βασίζεται στον FxLMS αλγόριθμο πολλών εισόδων - πολλών εξόδων, ο οποίος είναι γνωστός τόσο για την απόδοση, όσο και για την ευστάθειά του. Επιπλέον η διάταξη των ηχείων και των μικροφώνων που χρησιμοποιούνται συμβάλλει στη δημιουργία μιας ζώνης ησυχίας με μέγεθος που επαρκεί για την κάλυψη διαφόρων θέσεων του κεφαλιού του επιβάτη. Στην κατεύθυνση αυτή, έχουν χρησιμοποιηθεί subwoofers, τόσο λόγω της ικανότητάς τους να αναπαράγουν χαμηλόσυχνους ήχους, όσο και λόγω της μεγάλης διαμέτρου του διαφράγματος που συμβάλλει στην δημιουργία μεγαλύτερης περιοχής, στην οποία η πτώση της ακουστικής πίεσης είναι επαρκής. Επιπλέον, σαν είσοδοι του FxLMS χρησιμοποιήθηκαν τα σήματα σφάλματος δύο μικροφώνων, καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε ένα αυτί του επιβάτη. Η πειραματική αξιολόγηση του συστήματος περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της πτώσης του επιπέδου της ακουστικής πίεσης γύρω από το προσκέφαλο της θέσης του επιβάτη (Σχ. 1β) καθώς και του μεγέθους της ζώνης ησυχίας (Σχ. 1α) τόσο για προσομoιωμένες ακουστικές διαταραχές, όσο και για θορύβους που ηχογραφήθηκαν μέσα σε καμπίνες μέσων μεταφοράς, σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Επιπλέον ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην επίδραση του κεφαλιού του επιβάτη στην απόδοση του συστήματος, η οποία δεν έχει μελετηθεί σε παρόμοιες έρευνες που σχετίζονται με ΣΕΑΘ εγκατεστημένα σε προσκέφαλα θέσεων. Η μελέτη της επίδρασης του κεφαλιού του επιβάτη αποτελεί και την βασική καινοτομία της συγκεκριμένης εργασίας. Μια βασική παράμετρος των ΣΕΑΘ είναι το δευτερογενές ηλεκτρακουστικό μονοπάτι ανάμεσα στα ηχεία και τα μικρόφωνα σφάλματος, το οποίο επηρεάζεται απο την ύπαρξη του κεφαλιού. Ένα μοντέλο του μονοπατιού αυτού υπολογίζεται κατά τη διάρκεια μιας φάσης μοντελοποίησης που προηγείται της λειτουργίας του συστήματος. Αν η μοντελοποίηση γίνει χωρίς την ύπαρξη επιβάτη και έπειτα ο επιβάτης κάτσει στη θέση η μείωση της ακουστικής πίεση είναι λιγότερη κατά 2 dB, ενώ η απόδοση επανέρχεται σε κανονικά επίπεδα όταν η μοντελοποίηση του δευτερογενούς μονοπατιού γίνει με την ύπαρξη του επιβάτη στη θέση. Επιπλέον η επίδραση του ανθρώπινου κεφαλιού είναι μεγαλύτερη καθώς η ακουστική διαταραχή αποτελείται από υψηλές συχνότητες. Στην περίπτωση των χαμηλόσυχνων ακοσυτικών διαταραχών η επίδραση του ανθρώπινου κεφαλιού τείνει να ελαχιστοποιηθεί, γεγονός που οφείλεται στο μεγάλο μήκος κύματος συγκριτικά με τις διαστάσεις του κεφαλιού. Τέλος, το μέγεθος και το σχήμα της ζώνης ησυχίας, φαίνεται να μην επηρεάζονται από την ύπαρξη καθήμενου επιβάτη, με την προϋπόθεση ότι η ενέργεια της ακουστικής διαταραχής βρίσκεται συγκεντρωμένη χαμηλά στο φάσμα συχνοτήτων. Τα παραπάνω αποτελέσματα δείχνουν ότι ένα ΣΕΑΘ μπορεί να λειτουργήσει σαν τρόπος μείωσης του επιπέδου θορύβου που οφείλεται σε χαμηλόσυχνες ακουστικές διαταραχές, χωρίς να απαιτείται να υπάρχουν καθήμενοι επιβάτες κατά τη διάρκεια της μοντελοποίησης του δευτερογενούς μονοπατιού μιας και η πτώση της απόδοσης είναι μικρή. Επιπλέον φαίνεται ότι η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική που χρησιμοποιεί 2 subwoofers και 2 μικρόφωνα σε συνδυασμό με τον πολυκαναλικό FxLMS, είναι επαρκής για το σχηματισμό ζωνών ησυχίας, ικανοποιητικών τόσο σε μέγεθος όσο και σε επίπεδο μείωσης της ακουστικής πίεσης.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία παρουσιάζει τη διερεύνηση, την ανάπτυξη και την πειραματική εφαρμογή ενός συστήματος ενεργού ελέγχου θορύβου σε μία κλειστή κοιλότητα βιομηχανικού χειριστηρίου. Στην εξεταζόμενη εφαρμογή ο πρωτεύων θόρυβος προέρχεται από γραμμή επιφανειακής επεξεργασίας αλουμινίου που παράγει ακουστική διέγερση χαμηλών συχνοτήτων υψηλού πλάτους, φαινόμενο που απαντάται πολύ συχνά σε προβλήματα βιομηχανικού θορύβου. Η περιοχή προστασίας βρίσκεται σε ένα κλειστό χειριστήριο ελέγχου που είχε ηχομονωθεί σημαντικά με παθητικές μεθόδους, οι οποίες όμως δεν αντιμετώπισαν το θόρυβο χαμηλών συχνοτήτων που αποτελεί τον κύριο παράγοντα όχλησης των χειριστών. Η εργασία δείχνει τη θεωρητική ανάλυση σχετικά με την πρόβλεψη των ακουστικών συναρτήσεων μεταφοράς και στη συνέχεια εξετάζει τους αλγορίθμους ψηφιακού ενεργού ελέγχου θορύβου που εφαρμόζονται βέλτιστα στη συγκεκριμένη εφαρμογή. Στα πλαίσια της εργασίας, ο ενεργός ελεγκτής υλοποιείται μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή πραγματικού χρόνου, σύστημα δύο ακουστικών αισθητήρων και μίας πηγής δευτερεύοντος θορύβου. Η διάταξη εφαρμόζεται πειραματικά, όπου και αποτυπώνεται μέσω ηχομετρήσεων η ηχοστάθμη και η τριτο-οκταβική ανάλυσή της χωρίς- και με- την εφαρμογή του προτεινόμενου συστήματος ενεργού ελέγχου θορύβου. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν τη σημαντική μείωση της ηχοστάθμης στις χαμηλές συχνότητες ενδιαφέροντος στην περιοχή ενδιαφέροντος του χειριστηρίου ελέγχου.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η εργασία αυτή αφορά περιπτωσιολογική μελέτη (case study) εντοπισμού ηχοδιαφυγής σε σύνθετα διαχωριστικά ξύλου και γυάλινων πλαισίων εντός κτιρίου γραφείων με την μέθοδο της ακουστικής απεικόνισης. Στον χώρο που εξετάστηκε, υπήρχε ζήτημα ηχο-εμπιστευτικότητας μεταξύ του meeting room και των παρακείμενων γραφειακών χώρων. Λόγω του σύνθετου διαχωριστικού τοίχου (στοιχεία από ξύλο & γυάλινο πλαίσιο), ο εντοπισμός του κύριου σημείου ηχοδιαφυγής δεν ήταν εύκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Με την χρήση κατάλληλου οργάνου ακουστικής απεικόνισης, εντοπίστηκαν τα κύρια σημεία ηχοδιαφυγής. Κατά την διαδικασία των μετρήσεων, χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικοί αισθητήρες, με σκοπό να ποσοτικοποιηθεί η αποτελεσματικότητά τους κυρίως στο φάσμα των χαμηλότερων συχνοτήτων (<2kHz). Στόχος της εργασίας είναι η ανάδειξη και αξιοποίηση της ακουστικής απεικόνισης με την χρήση του κατάλληλου αισθητήρα για την απλούστευση της διαδικασίας εντοπισμού ηχοδιαφυγών σε σύνθετες περιπτώσεις, με ταυτόχρονα πλεονεκτήματα την ακρίβεια, την μείωση του χρόνου ηχομετρήσεων και χωρίς τη διενέργεια καταστροφικών μεθόδων (NDT). Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές του πίνακα 2 του ελληνικού Κτιριοδομικού Κανονισμού (ΦΕΚ 3985 Β/2023).

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Πρόσφατες επιστημονικές μελέτες έχουν τεκμηριώσει τα πλεονεκτήματα της χρήσης εναλλακτικών υλικών σε κατασκευές μουσικών οργάνων με επιθυμητές ακουστικές ιδιότητες. Η παρούσα μελέτη πραγματεύεται τη μελέτη της δονητικής συμπεριφοράς παραδοσιακού και 3D-εκτυπωμένου τζουρά μέσω υπολογιστικών προσομοιώσεων και πειραματικών μετρήσεων. Το τρισδιάστατο μοντέλο ενός παραδοσιακά κατασκευασμένου έγχορδου τζουρά δημιουργείται με τη χρήση λογισμικού τρισδιάστατης υπολογιστικής σχεδίασης. Η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση και προσομοίωση της δονητικής συμπεριφοράς του οργάνου, που αποτελείται από το καπάκι, τον καβαλάρη, τα καμάρια και το σκάφος με οριακές συνθήκες που ανταποκρίνονται σε πειραματικές μετρήσεις. Επιπρόσθετα, υλοποιούνται προσομοιώσεις στο καπάκι του οργάνου. Αρχικά υλοποιείται χρονικά μεταβαλλόμενη μηχανική ανάλυση για να προσδιοριστούν τα φαινόμενα προέντασης που επιβάλλουν οι χορδές στον καβαλάρη του οργάνου, με αποτέλεσμα η γεωμετρική δομή να αποκτά αρχικές παραμορφώσεις, και ακολουθεί η ανάλυση ιδιοσυχνοτήτων. Στα μοντέλα των πεπερασμένων στοιχείων λαμβάνονται υπόψιν οι ανισοτροπικές ιδιότητες των υλικών, καθώς τα μέρη του μουσικού οργάνου είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά είδη ξύλου, ενώ δε λαμβάνεται υπόψη η αλληλεπίδραση ρευστού-στερεού. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης ιδιοσυχνοτήτων συγκρίνονται με πειραματικές μετρήσεις εκτελούμενες με τη μέθοδο της κρουστικής απόκρισης, καθώς και με τη μέθοδο της χρονικά ολοκληρωμένης ψηφιακής ολογραφίας κοκκίδων – ESPI, τόσο στο καπάκι αλλά και σε ολόκληρο το συναρμολόγημα του τζουρά. Στα πειράματα της κρουστικής απόκρισης η διέγερση του οργάνου γίνεται από ειδικό πιεζοηλεκτρικό σφυρί ανάδρασης και η απόκριση καταγράφεται από ειδικό αισθητήρα επιτάχυνσης. Τα ψηφιακά σήματα καταγράφονται από πολυαναλυτή πραγματικού χρόνου και καταχωρούνται σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η διάταξη της ESPI βασίζεται σε συνεχές laser μήκους κύματος 532 nm. Η κύρια δέσμη του laser διαχωρίζεται σε δύο με τη βοήθεια διαχωριστή και ειδικοί καθρέπτες τις κατευθύνουν. Σύστημα ειδικών φακών τοποθετείται στην εστία της πρώτης δέσμης και φωτίζει τον υπό μελέτη δονούμενο τζουρά στο πράσινο χρώμα του laser. Η δεύτερη δέσμη, καλούμενη ως δέσμη αναφοράς, κατευθύνεται με καθρέπτες σε κάμερα που καταγράφει το είδωλο του φωτιζόμενου αντικειμένου και ταυτόχρονα τη δέσμη αναφοράς. Η κάμερα είναι συνδεμένη με υπολογιστή στον οποίο γίνεται επεξεργασία της λαμβανόμενης εικόνας και απεικονίζεται το αποτέλεσμα της δονητικής συμπεριφοράς του οργάνου. Ηχείο συνδεμένο με γεννήτρια ήχου ηχοβολεί στο επιθυμητό εύρος συχνοτήτων, κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, το υπό μελέτη όργανο. Ακολούθως, πραγματοποιούνται προσομοιώσεις των μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων, με αντικατάσταση των ξύλινων τμημάτων από πολυμερή όπως τα PLA και PETG, που ενδείκνυνται για τρισδιάστατη εκτύπωση. Τα αποτελέσματα της υπολογιστικής ανάλυσης ιδιοσυχνοτήτων συγκρίνονται με τα αντίστοιχα της δονητικής ανάλυσης που λήφθηκαν για το παραδοσιακό ξύλινο όργανο. Αυτή η προκαταρκτική μελέτη αποτελεί δομικό λίθο στη θεμελίωση της κατασκευής μουσικών οργάνων από εναλλακτικά υλικά, με υψηλή βιωσιμότητα, ανθεκτικότητα και προδιαγεγραμμένες ακουστικές ιδιότητες, μη επηρεαζόμενες από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και η υγρασία.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Ο θόρυβος της κυκλοφορίας οχημάτων μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση και την ευημερία των εργαζομένων σε ένα περιβάλλον γραφείου. Το συγκεκριμένο φαινόμενο εμφανίζεται πιο συχνά σε πυκνοκατοικημένες πόλεις, που δεν διαθέτουν επαρκή υποδομή για περιβαλλοντικό αστικό σχεδιασμό. Ένα παράδειγμα τέτοιας πόλης είναι η Λεμεσός στην Κύπρο, όπου και πραγματοποιείται αυτή η μελέτη. Ο ανεπαρκής ακουστικός σχεδιασμός σε γραφεία επηρεάζει την ευημερία και την παραγωγικότητα των εργαζομένων. Ως εκ τούτου, πρέπει να εφαρμοστούν δομές και συστήματα που μπορούν να βελτιώσουν την ακουστική των γραφείων, για να βελτιωθεί η υγεία και η παραγωγικότητα των εργαζομένων, ιδιαίτερα σε πόλεις με υψηλά επίπεδα θορύβου. Η συγκεκριμένη μελέτη εξετάζει τις προοπτικές μείωσης του θορύβου σε χώρους εργασίας, με την εγκατάσταση ενός Συστήματος Σκίασης Ακουστικών Περσίδων στην πρόσοψη ενός γραφειακού κτιρίου. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στα γραφεία της CYACOUSTICS, στην οδό Κουρίου 15Β, 3025, στην Λεμεσό. Τα γραφεία βρίσκονται σε κεντρική τοποθεσία της πόλης, αλλά σε ένα δρόμο που δεν παρατηρείται ιδιαίτερη κίνηση. Οι διαστάσεις των ηχομονωτικών διαχωριστικών είναι 2,6μ. ύψος και 0,1μ. πάχος, ενώ το μήκος στην κατεύθυνση της ροής του αέρα είναι 0,6μ. Το συγκεκριμένο σύστημα αποτελείται από 17 κομμάτια και το πλάτος του αεραγωγού μεταξύ οποιωνδήποτε δύο γειτονικών διαχωριστικών είναι 67mm. Κάθε διαχωριστικό είναι κατασκευασμένο από αλουμινένιο φύλλο πάχους 1,5mm, με πυκνότητα 2700Kg/m3 και επιφάνεια με άνοιγμα 58%. Μέσα σε κάθε διαχωριστικό υπάρχει πετροβάμβακας πάχους 100mm και πυκνότητας 75Kg/m3. Η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε για την εξέταση των ερευνητικών ερωτημάτων περιλάμβανε τις μετρήσεις πεδίου της Διαφοράς Επιπέδου Πίεσης Ήχου, χρησιμοποιώντας ως πηγή τον θόρυβο της κυκλοφορίας και τη μέθοδο του στοιχείου ηχείου, η οποία βασίζεται στο ευρωπαϊκό πρότυπο ISO 16283, για τον υπολογισμό του ουσιαστικού δείκτη μείωσης θορύβου του συστήματος. Το πρώτο μέρος του πειράματος μέτρησε και αξιολόγησε τον φαινομενικό δείκτη μείωσης θορύβου (“R’w’”) του στοιχείου του παραθύρου. Τα αποτελέσματα του ουσιαστικού δείκτη μείωσης θορύβου έδειξαν ότι η μοναδική τιμή R'45o για το στοιχείο του παραθύρου είναι 22dB (-0,2,-0,5). Το παράθυρο λειτουργεί εξαιρετικά καλά στα 5000Hz, με αντίστοιχη τιμή 30dB. Παρατηρήθηκε ότι η θεωρητική πρόβλεψη του δείκτη μείωσης ήχου ήταν 9dB μεγαλύτερη από τον μετρημένο φαινομενικό δείκτη μείωσης ήχου του συνολικού συστήματος αλουμινίου και γυαλιού. Το δεύτερο μέρος του πειράματος μέτρησε και αξιολόγησε τον φαινομενικό δείκτη μείωσης θορύβου του στοιχείου του παραθύρου σε συνδυασμό με το σύστημα των ακουστικών περσίδων. Τα αποτελέσματα του ουσιαστικού δείκτη μείωσης θορύβου έδειξαν ότι για το στοιχείο του παραθύρου και των ακουστικών περσίδων, η τιμή R'45o είναι 30dB (-1,8,-3,9). Ο συνδυασμός του στοιχείου του παραθύρου και των περσίδων λειτουργεί εξαιρετικά καλά στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες, με τιμές μεγαλύτερες από 29dB μεταξύ 400Hz έως 5000Hz. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα πριν και μετά την τοποθέτηση του στοιχείου των ακουστικών περσίδων, παρατηρήθηκε μείωση του ουσιαστικού δείκτη μείωσης θορύβου στα 100Hz και 125Hz. Καταγράφηκε μείωση των 9,5 dB στα 100Hz, ενώ στα 125Hz, η μείωση μειώθηκε στα 4,6 dB. Το τρίτο μέρος του πειράματος μέτρησε και αξιολόγησε τον φαινομενικό δείκτη μείωσης θορύβου των ακουστικών περσίδων χωρίς το στοιχείο του παραθύρου. Τα αποτελέσματα του φαινομενικού δείκτη μείωσης θορύβου έδειξαν ότι για το στοιχείο των ακουστικών περσίδων η τιμή R'45o είναι 14dB (-0,7, -1,7). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το σύστημα λειτουργεί καλά στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες. Στην περιοχή από 315Hz έως 500Hz και στις συχνότητες 1250Hz και 2000Hz, ο ουσιαστικός δείκτης μείωσης θορύβου είναι μεγαλύτερος από 15dB(A). Στα 100Hz, ωστόσο, ο φαινομενικός δείκτης μείωσης θορύβου είναι μηδενικός. Επιπρόσθετα, παρατηρήθηκε ότι η θεωρητική πρόβλεψη της απώλειας εισαγωγής(insertion loss) του συστήματος περσίδων δεν αντιστοιχεί στις μετρηθείσες φαινομενικές τιμές του δείκτη ηχομείωσης. Αυτή η διαφορά ήταν αναμενόμενη, καθώς ο πρακτικός δείκτης ηχομείωσης του συνολικού συστήματος διαχωριστή σιγαστήρα έχει διαφορετικά αποτελέσματα όταν μετράτε επί τόπου, σε σύγκριση με τις θεωρητικές προβλέψεις. Η διαφορά τιμής (θεωρητική-μετρημένη) οφείλεται πιθανότατα στην παράπλευρη μετάδοση και ατελή κατασκευή κατά την εγκατάσταση. Ένας επιπρόσθετος λόγος ήταν ότι (για υπολογιστικούς σκοπούς) υποτέθηκε ότι ο χρόνος αντήχησης και η ισοδύναμη επιφάνεια ηχοαπορρόφησης στο δωμάτιο υποδοχής ήταν ίσα με αυτά που εφαρμόστηκαν στις περιπτώσεις όπου το στοιχείο του παραθύρου ήταν κλειστό. Οι περσίδες σε συνδυασμό με το στοιχείο του παραθύρου προσφέρουν τα καλύτερα αποτελέσματα του ουσιαστικού δείκτη μείωσης θορύβου, από τις τρεις περιπτώσεις που εξετάστηκαν. Συγκεκριμένα, στις φασματικές περιοχές από 250Hz έως 2000Hz και από 3150Hz έως 5000Hz. Κατά τη σύγκριση των τριών περιπτώσεων, η πτώση της καμπύλης στα 100Hz και 25000Hz θυμίζει την φασματική καμπύλη της ιδανικής μεταβολής του δείκτη μείωσης θορύβου για ένα μόνο διαχωριστικό. Η κυκλοφορία οχημάτων είναι μια μεταβλητή πηγή θορύβου. Οι μετρήσεις επιπέδου πίεσης ήχου πραγματοποιήθηκαν (για να εξεταστεί η διαφορά επιπέδου πίεσης ήχου και για τις τρεις περιπτώσεις) χρησιμοποιώντας δύο μικρόφωνα, εντός και εκτός γραφείου, χρησιμοποιώντας τον θόρυβο της κυκλοφορίας ως πηγή θορύβου. Ο λόγος είναι ότι η μέση περίοδος μέτρησης δεν περιείχε τουλάχιστον το πέρασμα 50 οχημάτων. Καθώς παρατηρούμε την περίπτωση των στοιχείων του παραθύρου και των περσίδων, η σημαντική διαφορά πίεσης ήχου παρουσιάζεται στα 100Hz και 630Hz, με προσεγγιστική τιμή τα 10dB(A). Στα 80Hz και από 200Hz έως 250Hz, η συγκεκριμένη διαφορά ήταν μηδέν. Στην περίπτωση των ακουστικών περσίδων χωρίς το στοιχείο του παραθύρου, η μεγαλύτερη διαφορά επιπέδου πίεσης ήχου παρατηρείται στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες, με την υψηλότερη να είναι στα 500Hz, με αντίστοιχη τιμή 20dB(A). Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν την σημαντική αποδοτικότητα του ακουστικού συστήματος περσίδων στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες, για τις περιπτώσεις με και χωρίς το στοιχείο του παραθύρου.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στα πλαίσια του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος HiAOOS (High Arctic Ocean Observation Systems), την περίοδο 2024-26 διεξάγεται ένα πείραμα θαλάσσιας ακουστικής τομογραφίας στον Κεντρικό Αρκτικό Ωκεανό, καλύπτοντας τις θαλάσσιες λεκάνες Νάνσεν και Αμούνδσεν με χαμηλόσυχνες (35 Hz) ακουστικές μεταδόσεις σε αποστάσεις της τάξης των 1000 km. Η αξιοποίηση των ακουστικών λήψεων, ιδιαίτερα των χαμηλοτάξιων ιδιομορφών, παρουσιάζει ορισμένες δυσκολίες λόγω της σημαντικής διασποράς τους, δηλ. της εξάρτησης της ταχύτητας ομάδας τους από τη συχνότητα, πράγμα που δυσχεραίνει τον ορισμό καθαρών αφίξεων στο πεδίο του χρόνου. Η συμπεριφορά αυτή οφείλεται στο μεγάλο ρυθμό μείωσης της ταχύτητας του ήχου στο επιφανειακό στρώμα (ανώτερα 300-400 m νερού) που έχει ως συνέπεια τον επιλεκτικό εγκλωβισμό σε αυτό των χαμηλοτάξιων ιδιομορφών ανάλογα με τη συχνότητα. Ενώ η αύξηση του εύρους ζώνης μετάδοσης συνήθως οδηγεί στην ενίσχυση της διακριτικής ικανότητας, μέσω της μείωσης της χρονικής διάρκειας του εκπεμπόμενου παλμού, αυτό στην περίπτωση του Αρκτικού ωκεανού δεν λειτουργεί λόγω διασποράς, και μια μείωση (αντί για αύξηση) του εύρους ζώνης οδηγεί σε καλύτερα αποτελέσματα. Επιπλέον, η ορθοκανονικότητα των ιδιομορφών μπορεί να αξιοποιηθεί για την περαιτέρω βελτίωση της διακριτικής ικανότητας απομονώνοντας τις αφίξεις συγκεκριμένων ιδιομορφών. Στη συνέχεια μελετάται η συμπεριφορά των αφίξεων σε διαταραχές του μέσου με χρήση πυρήνων ευαισθησίας για να διαπιστωθεί ο βαθμός απόκλισης από τη γραμμικότητα, ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν μέθοδοι αντιστροφής για την ανάκτηση μεταβολών του μέσου. Η εργασία αυτή χρηματοδοτείται από το Πρόγραμμα Horizon Europe της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), αρ. συμβ. 101094621. Ωστόσο, οι απόψεις που εκφράζονται είναι αυτές των συγγραφέων και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα εκείνες της ΕΕ ή του Ευρωπαϊκού Εκτελεστικού Οργανισμού Έρευνας. Ούτε η ΕΕ ούτε η χορηγούσα αρχή μπορούν να θεωρηθούν υπεύθυνες για αυτές.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Αντικείμενο της εργασίας είναι η εκτίμηση των καμπυλών διασποράς (dispersion curves) που χαρακτηρίζουν το φασματογράφημα ενός ευρυζώνιου ακουστικού σήματος που καταγράφεται σε έναν θαλάσσιο κυματοδηγό, με χρήση Συνελικτικών Νευρωνικών Δικτύων (Convolutional Neural Networks). Τα δίκτυα αυτά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές τεχνικών μηχανικής μάθησης σε ευρείες κλάσεις αντιστρόφων προβλημάτων επεξεργασίας εικόνας και ήχου. Στην περίπτωσή μας, οι καμπύλες διασποράς αποτελούν δεδομένα εισόδου για μια κατηγορία αντίστροφων προβλημάτων στην ακουστική ωκεανογραφία, τα οποία αντιμετωπίζονται χρησιμοποιώντας την ανάλυση χρόνου-συχνότητας ενός καταγεγραμμένου ακουστικού σήματος προκειμένου να εκτιμηθούν παράμετροι του θαλασσινού νερού ή και του πυθμένα της θάλασσας.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σε συνέχεια του προγράμματος SAvEWhales, στα πλαίσια του οποίου σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε ένα πιλοτικό σύστημα για την ανίχνευση και τον εντοπισμό φυσητήρων σε πραγματικό χρόνο, δρομολογήθηκε πρόσφατα η ανάπτυξη ενός μόνιμου ακουστικού παρατηρητηρίου στο στενό των Κυθήρων, μια περιοχή με έντονη παρουσία φυσητήρων και βαριά ναυσιπλοΐα, πράγμα που αυξάνει κατακόρυφα τον κίνδυνο συγκρούσεων και καθιστά επιτακτική την ανάπτυξη συστημάτων αποφυγής τους. Σημειώνεται ότι οι συγκρούσεις φυσητήρων με πλοία αποτελούν την κυριότερη απειλή για την επιβίωση του πολύ μικρού πληθυσμού φυσητήρων της Ελληνικής Τάφρου (100-150 άτομα) και συνολικά της Ανατολικής Μεσογείου (100-300 άτομα). Για την προετοιμασία της μελέτης και του σχεδιασμού του μόνιμου παρατηρητηρίου υλοποιείται το προκαταρκτικό πρόγραμμα Whales’24, με αντικείμενο τη διεξαγωγή και ανάλυση υποβρύχιων ακουστικών μετρήσεων στην περιοχή. Το πρόγραμμα Whales’24 περιλαμβάνει την πόντιση ενός αυτοκαταγραφικού οργάνου το καλοκαίρι 2024 κοντά στο Ακρωτήριο Ταίναρο (Πελοπόννησος) για την καταγραφή των επιπέδων θορύβου, των ακουστικών εκπομπών των φυσητήρων αλλά και του γενικότερου ηχοτοπίου στην περιοχή. Περιλαμβάνει επίσης την επακόλουθη ανάλυση των μετρήσεων για να εκτιμηθούν οι μέγιστες αποστάσεις για την ανίχνευση και τον εντοπισμό φυσητήρων. Στην εργασία αυτή θα παρουσιαστεί συνοπτικά το καταγραφικό σύστημα, η διαδικασία πόντισης και ανάκτησης καθώς και πρώτα αποτελέσματα από την ανάλυση των μετρημένων ακουστικών καταγραφών. Το πρόγραμμα Whales’24 χρηματοδοτείται από την OceanCare (μη κυβερνητική οργάνωση, με έδρα την Ελβετία).

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Το λεοντόψαρο, Pterois miles, είναι ένα είδος τροπικού ψαριού που εισέβαλε στην Μεσόγειο θάλασσα μέσω της διώρυγας του Σουέζ, και εμφανίστηκε πολύ πρόσφατα στις Ελληνικές θάλασσες (2015). Έκτοτε εξαπλώθηκε σε όλη σχεδόν την επικράτεια και ανέπτυξε μεγάλους πληθυσμούς νότια των Δωδεκανήσων και στην Κρήτη. Είναι χωροκατακτητικό είδος και θεωρείται ένα από τα πλέον επικίνδυνα εισβολικά είδη, όσον αφορά τις επιπτώσεις του στην αυτόχθονη ιχθυοπανίδα, καθώς τρέφεται κυρίως με νεαρά άτομα αυτόχθονων ψαριών. Στην παρούσα εργασία μελετάται η παραγωγή ήχων από τα λεοντόψαρα με απώτερο στόχο την διερεύνηση της χρήσης των ως «ακουστικά εργαλεία» για τον πληθυσμιακό έλεγχο των λεοντόψαρων στη φύση. Για το σκοπό αυτό, εννέα άτομα, σε τρεις τάξεις μεγεθών και στα δύο φύλα, τοποθετήθηκαν σε ειδικά σχεδιασμένη δεξαμενή, στην οποία είχαν εγκατασταθεί δύο υδρόφωνα συνδεδεμένα με σύστημα καταγραφής ήχου. Παράλληλα, έγινε και συγχρονισμένη καταγραφή εικόνας με βιντεοκάμερα ώστε να μελετηθεί και να συσχετιστεί η συμπεριφορά των ψαριών με τους παραγόμενους ήχους. Αναλύθηκαν 2656 ηχητικά αποσπάσματα από τα οποία προέκυψε ότι τα λεοντόψαρα και των τριών μεγεθών, αλλά και των δύο φύλων, παράγουν ήχους καθ’ όλη τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου. Σε κάποιες περιπτώσεις απεικονίστηκε η συμπεριφορά των ψαριών που αντιστοιχούσε στον παραγόμενο ήχο. Για τα τρία μεγέθη των ψαριών θα παρουσιαστούν αποτελέσματα για τον αριθμό των παραγόμενων ήχων ανά ώρα κατά τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου, καθώς και αναλύσεις από την μεγάλη αλληλουχία των διαφορετικών ήχων, ενώ θα ακουστούν και αρκετοί χαρακτηριστικοί ήχοι. Με βάση αυτά θα σχολιαστούν και κάποια συμπεριφορικά πρότυπα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στο παρόν διενεργείται διερεύνηση της επίδρασης του υλικού κατασκευής του φλάουτου στις παραγόμενες αρμονικές. Χρησιμοποιήθηκαν δυο όργανα, ένα ξύλινο και ένα μεταλλικό. Καταγράφηκαν και τα δυο σε studio ηχογράφησης και οι καταγραφές αναλύθηκαν κατόπιν για τον υπολογισμό των φασματογραφημάτων. Κάθε όργανο παίχτηκε από δυο εκτελεστές (τέσσερεις φορές ανά νότα, συνολικά οκτώ καταγραφές) για τη μείωση των διαφοροποιήσεων στο στυλ παιξίματος. Η σύγκριση μεταξύ των φασματογραφημάτων από το ξύλινο φλάουτο και από το μεταλλικό έδειξε διαφορές στο ηχόχρωμα. Αναλυτικά αποτελέσματα των τόνων κάθε οργάνου παρουσιάζονται μαζί με τα φασματογραφήματα που προέκυψαν κατά την καταγραφή ολόκληρης οκτάβας. Επιπλέον, ερευνήθηκε σε πρώτο στάδιο η επίδραση του υλικού της κεφαλής του οργάνου στο τελικό αποτέλεσμα και πάλι με τη χρήση μιας ξύλινης και μιας μεταλλικής κεφαλής σε μεταλλικό σώμα. Χρησιμοποιήθηκε η ίδια διαδικασία παραγωγής φασματογραφημάτων και στις δύο περιπτώσεις.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: This paper explores the automatic detection of guitar strings, a topic closely related to the Music Information Retrieval task of automatic music transcription. The guitar, like most stringed musical instruments, is characterized by the ability to play a note of the same pitch on different strings and positions on the fretboard, thus offering more than one choice of finger placement during the performance of a musical excerpt. For this reason, guitar tablature notation has become more popular than the conventional symbolic representation of sheet music. However, for the automatic tablature transcription of a guitar audio recording, it is necessary not only to estimate the pitch and the duration of a note but also to detect the string on which it was played. The proposed methodology incorporates elements from relevant literature to implement a novel string detection algorithm based on the inharmonicity introduced by the guitar strings. In this context, inharmonicity refers to the shift of the partial frequencies of a note from harmonics to non-integer multiples of its fundamental frequency. This shift is determined by the physical parameters of a vibrating string, such as its length, diameter and tension, resulting in a different inharmonicity coefficient on different strings and frets. The inharmonicity coefficient of a string-fret pair is computed through spectral analysis of the monophonic audio signal of a corresponding note. Specifically, after applying the Short-Time Fourier Transform to the audio signal, several shifted partial frequencies are tracked and the ratio of each one of them to the fundamental frequency of the note is calculated. Following, a curve fitting procedure is carried out which results in the value of the computed inharmonicity coefficient. By repeating this process and computing the inharmonicity coefficient for at least one fret per string, its theoretical value across the entire fretboard is estimated. Hence, after a quick adaptation process where the inharmonicity coefficient is computed over a set of specific note samples, the system is ultimately ready to classify new notes into string-fret pairs. To evaluate the proposed approach a dataset consisting of isolated note samples from an electric guitar was utilized. Specifically, this dataset comprises three distinct subsets of note samples corresponding to separate audio recordings from the three discrete guitar pickups, while encompassing every string-fret pair up to the 12th fret. The algorithm was evaluated separately on all three subsets based on four different adaptation schemes, using the accuracy of classifying note samples into string-fret pairs as the criterion. These distinct adaptation schemes are defined primarily by the number of audio samples associated with selected frets that are used for adapting the algorithm to a specific guitar. By averaging over all available audio samples, the classification accuracy was estimated to be approximately 95% for each adaptation scheme. These results were deemed satisfactory and inspired future investigations for further improving the effectiveness of the algorithm, as well as for assessing its performance for real-time tablature transcriptions.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία περιγράφει τον προσδιορισμό των δονητικών χαρακτηριστικών κυμβάλων, τα οποία είτε είναι κατασκευασμένα από κράμα μετάλλων είτε με τρισδιάστατη εκτύπωση. Η αντίστοιχη μελέτη υλοποιείται και σε τρισδιάστατα εκτυπωμένα καπάκια του έγχορδου μουσικού οργάνου τζουρά. Αρχικά πραγματοποιείται η μοντελοποίηση του δονούμενου συστήματος με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (FEM), η οποία μέσω προσομοιώσεων προσεγγίζει μεγέθη, όπως η συχνοτική συνάρτηση μεταφοράς. Για τον προσδιορισμό και τον έλεγχο των παραμέτρων των μοντέλων, η συχνοτική απόκριση του συστήματος υπολογίζεται μέσω μετρήσεων. Οι μετρήσεις περιλαμβάνουν τη διέγερση του συστήματος με κρουστικό σφυρί ανάδρασης, του οποίου το σήμα της ασκούμενης δύναμης καταγράφεται και την ανίχνευση της ταλάντωσης με τη χρήση επιταχυνσιόμετρου. Τα σήματα εισόδου και εξόδου μπορούν να συνδυαστούν καταλλήλως για τον προσδιορισμό διάφορων κινηματικών ποσοτήτων και δεικτών. Η μελέτη των τρόπων ταλάντωσης γίνεται περισσότερο επισταμένως με τη χρήση της τεχνικής της ηλεκτρονικής συμβολομετρίας κουκίδων (Electronic Speckle Pattern Interferometry, ESPI), η οποία επιτρέπει την οπτικοποίηση των τρόπων ταλάντωσης και τον υπολογισμό του αντίστοιχου πλάτους ταλάντωσης. Βασικός σκοπός της εργασίας είναι χρήση του κριτηρίου CFDAC (Complex Frequency Domain Assurance Criterion) για τον προσδιορισμό της συσχέτισης μεταξύ της δονητικής συμπεριφοράς δύο συστημάτων είτε αυτά είναι πραγματικά, είτε προϊόντα μοντελοποίησης είτε συνδυασμός τους. Με βάση τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά ενός μεταλλικού κυμβάλου έχουν εκτυπωθεί με τη χρήση τρισδιάστατου εκτυπωτή δύο αντίγραφα από υλικό PLA και με γεωμετρίες που προσεγγίζονται τρισδιάστατα από πολυώνυμα παρεμβολής είτε από ευθείες. Όλα τα κύμβαλα μετρήθηκαν και οι συχνοτικές αποκρίσεις χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της μεταξύ τους συσχέτισης. Για τη σύγκριση με τα υπολογιστικά αποτελέσματα των μοντέλων FEM, εκτυπώθηκαν παρομοίως καπάκια τζουρά από PLA και PETG, και με διαφορετικά πάχη. Αντιστοίχως, μέσω του κριτηρίου CFDAC ελέγχθηκε η συσχέτιση μεταξύ των μοντέλων και των εκτυπωμένων κατασκευών. Για τα κύμβαλα και για τα καπάκια του τζουρά, η σύγκριση περιλαμβάνει επιπροσθέτως και την αντιστοιχία των τρόπων ταλάντωσης, όπως αυτοί προκύπτουν από τις προσομοιώσεις και μετρήσεις με την τεχνική ESPI. Τα ερευνητικά ευρήματα της μελέτης συλλέγονται και παρουσιάζονται στην εργασία.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Παρατηρούμε ότι τα τελευταία χρόνια οι καρναβαλικές εκδηλώσεις, αλλά και οι εκδηλώσεις σε δρόμους εντός αστικού ιστού πληθαίνουν στις διάφορες πόλεις της Ελλάδας αλλά και του εξωτερικού. Σε δύο πόλεις στην Ελλάδα, γίνονται οι μεγαλύτερες καρναβαλικές εκδηλώσεις στην Πάτρα και στην Ξάνθη. Αυτές οι εκδηλώσεις έχουν μια μακροχρόνια παράδοση και αποτελούν μέρος της ιστορίας των πόλεων αυτών. Η κορύφωση των εκδηλώσεων γίνεται με την διεξαγωγή της «μεγάλης παρέλασης», η οποία λαμβάνει χώρα την Κυριακή της αποκριάς. Χιλιάδες κόσμου συμμετέχουν σε αυτή την εκδήλωση οργανωμένοι σε γκρουπ. Βασικό στοιχείο της παρέλασης αποτελεί η μουσική η οποία την συνοδεύει και καλύπτει όλο το μήκος της πορείας της. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι ηλεκτροακουστικές μελέτες εφαρμογής και εγκατάστασης, στις δύο μεγαλύτερες παρελάσεις της Ελλάδος. Ο καρναβαλικός χαρακτήρας των παρελάσεων τις καθιστά περισσότερο απαιτητικές στην ύπαρξη ηχητικού συστήματος ισχύος. Λόγω της ετήσιας επανάληψης, των εκδηλώσεων στην Πάτρα και στην Ξάνθη υπάρχει η ανάγκη να δημιουργηθούν μελέτες, ώστε να καλυφθούν ηχητικά όλη η έκταση της παρελάσεις και να καταγράφουν οι απαιτούμενες υλικοτεχνικές επιδρομές. Το μεγάλο μήκος των παρελάσεων, αλλά και το πλήθος του κόσμου δημιουργεί ανάγκες για μετάδοση ηχητικού σήματος σε μεγάλες αποστάσεις. Στο πρώτο μέρος της εργασίας αναφέρονται κάποια ιστορικά στοιχεία, για τις παρελάσεις αλλά και τον τρόπο που γίνονταν τα προηγούμενα έτη. Περιγράφονται, το σύνολο της διαδρομής της παρέλασης, τα σημεία συγκέντρωσης, τερματισμού, και ανοίγματα-πλατείες πάνω στην διαδρομή της παρέλασης. Έπειτα θα παρουσιαστούν οι τεχνικές προδιαγραφές του εξοπλισμού, προηγούμενων ετών και του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται πλέον για την κάλυψη των εκδηλώσεων όπως και ο τρόπος μετάδοσης του σήματος. Στα τελευταία κεφάλαια παρουσιάζονται μετρήσεις Στάθμης Ακουστικής Πίεσης (ΣΗΠ) κατά την διάρκεια των δοκιμών αλλά και κατά την διάρκεια της παρέλασης. Τέλος, συνοψίζονται προτάσεις για την αναβάθμιση του τρόπου μετάδοσης του ηχητικού σήματος, προτείνεται αναβάθμιση της εγκατάστασης αλλά και περιγράφεται ο προτεινόμενος τρόπους ασφάλισης και προστασίας του κοινού και την εγκατάσταση αυτή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Understanding the intricate connections between physical properties, sound characteristics, and perceptual attributes is crucial for both researchers and musicians. In this context and leveraging computational modeling, clustering methods, and machine learning techniques, we present AudioInsight, a web-based application designed to facilitate multimodal exploration of extensive musical sound datasets and unlock deep insights into sound features.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Time-domain modeling of a mallet percussive musical instrument, like an aluminum vibraphone or a wooden marimba bar, struck by a spherical mallet head, is conducted using the finite element method. The bar is modeled as an Euler-Bernoulli beam. Eigenvalue optimization previously led to a non-uniform bar profile with the three lowest eigenfrequencies in proper musical ratios. Given that musical instruments are typically played in enclosed spaces, a realistic acoustic profile is sought by considering the impact of the surrounding room. This involves the vibro-acoustic interaction of the bar with the surrounding air. The dynamic problem is addressed as the beam is struck by a rounded mallet head. A detailed analysis of the impact during the initial phase of the dynamic issue is also provided. The resulting sound from a single bar is captured by virtual sensors positioned at various points within the room or in open space. Additionally, scenarios where a 2D tube is placed under the bar (a common method for sound sustain in real musical instruments) are explored. Auralizations are carried out at multiple locations within the room and with various combinations of bar and mallet head materials. While the primary vibro-acoustic problem is examined in 2D, qualitative assessment of the obtained sensor signals, via listening tests, reveals satisfactory outcomes.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προς υποβολή εργασία έχει ως στόχο τη μελέτη της σφαιρικής κατευθυντικότητας των νυκτών αχλαδόσχημων παραδοσιακών έγχορδων οργάνων . Πιο συγκεκριμένα, εξετάζει τις περιπτώσεις των στεριανών λαούτων, πολίτικων λαούτων (λάφτες) και ουτιών, τα οποία είναι από τα πιο δημοφιλή που απαντώνται στη χώρα μας και στην ευρύτερη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου και της Μέσης Ανατολής. Ενώ τα ευρωπαϊκά νυκτά όργανα όπως η κιθάρα (κλασική, ακουστική) έχουν μελετηθεί εκτενώς όσον αφορά στο ηχόχρωμα και στα φασματικά τους χαρακτηριστικά, δεν συμβαίνει το ίδιο για τα νυκτά της ελληνικής παραδοσιακής μουσικής. Στη μελέτη αυτή, για πρώτη φορά εξετάζεται με συστηματικό τρόπο, η σφαιρική κατευθυντικότητα των οργάνων αυτών και το μοτίβο εκπομπής τους (radiation pattern), με στόχο την αποτύπωση των ηχητικών και ηχοχρωματικών ομοιοτήτων και διαφορών τους στον τρισδιάστατο χώρο. Επιπρόσθετα, προσδιορίζονται οι ιδανικές θέσεις τοποθέτησης μικροφώνων σε αυτά με σκοπό την βέλτιστη ηχητική αποτύπωσή τους. Η εν λόγω μελέτη βασίζεται στην ηχογράφηση τριών (3) στεριανών λαούτων, τριών (3) πολίτικων λαούτων (λάφτες) και τριών (3) ουτιών, κατασκευασμένα από έγκριτους κατασκευαστές με πολυετή πείρα και εκτελεσμένα από μουσικούς εγνωσμένου κύρους. Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν ποικίλουν σε ποιότητες. Οι βασικές τους διαφοροποιήσεις σχετίζονται με το σχήμα και το μέγεθος του ηχείου, το μήκος του μπράτσου και το είδος των χορδών που χρησιμοποιούν. Οι ηχογραφήσεις διεξήχθησαν στον ημι-ανηχοϊκό, ειδικά διαμορφωμένο χώρο του στούντιο ηχογραφήσεων του τμήματος Μουσικών Σπουδών (ΕΚΠΑ). Για την ηχογράφηση χρησιμοποιήθηκε διάταξη 29 όμοιων μικροφώνων, τα οποία τοποθετήθηκαν σε σφαιρικό γεωδαιτικό θόλο. Πιο συγκεκριμένα, δώδεκα (12) μικρόφωνα τοποθετήθηκαν στο οριζόντιο επίπεδο σε ίσες αζιμουθιακές αποστάσεις των 30ο και από οκτώ (8) μικρόφωνα στα επίπεδα των +30ο και -30ο σε ίσες αζιμουθιακές αποστάσεις των 45ο. Το 29ο μικρόφωνο τοποθετήθηκε στην κορυφή του θόλου, ακριβώς πάνω από το όργανο. Καθώς η μελέτη λαμβάνει το όργανο και τον μουσικό ως ένα σύστημα, ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην απόλυτη ακρίβεια τοποθέτησης του οργάνου εντός της μικροφωνικής διάταξης, έτσι ώστε το σημείο νύξης της χορδής να βρίσκεται πάντα στο κέντρο της σφαίρας, σε ίσες αποστάσεις από τα μικρόφωνα. Τα ηχογραφήματα που συλλέχθησαν αποτελούνται από μονές νότες σε συγκεκριμένα μουσικά διαστήματα παιγμένες σε ανοιχτές και κλειστές χορδές, καθώς και από μια αυτοσχεδιαστική εκτέλεση, από την οποία προέκυψαν τα συμπεράσματα της παρούσας μελέτης. Τα ηχογραφήματα υπέστησαν μετα-επεξεργασία - η οποία στόχευε στην αφαίρεση της επίδρασης των μικροφώνων και της μετρητικής διάταξης - και αναλύθηκαν τόσο στο σύνολό τους όσο και χωρισμένα σε τριτοκταβικές ζώνες. Η παρούσα εργασία επιχειρεί να συνδράμει στην ευρύτερη μελέτη της ελληνικής παραδοσιακής μουσικής, ειδικότερα δε στη μελέτη των συγκεκριμένων οργάνων και να δώσει κάποια πρώτα στοιχεία για το αχαρτογράφητο πεδίο της σφαιρικής κατευθυντικότητάς τους. Σκοπός της είναι να αποτυπωθεί το μοτίβο εκπομπής κάθε οργάνου καθώς και να προσδιοριστούν οι ομοιότητες και οι διαφορές ανάμεσα σε όργανα της ίδιας οικογένειας από διαφορετικούς κατασκευαστές αλλά και σε ομάδες οργάνων με κοινά χαρακτηριστικά π.χ. όργανα με μεταλλικές χορδές – όργανα με nylon / εντέρινες χορδές. Εκτιμούμε, ότι εκτός από το εγγενές επιστημονικό ενδιαφέρον μιας τέτοιας πρωτότυπης μελέτης, μπορούν να προκύψουν αξιόλογα συμπεράσματα με πρακτικές απολήξεις. Για παράδειγμα, η μελέτη αυτή μπορεί να αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη εργαλείων ηχογράφησης των εν λόγω οργάνων, την επιστημονική τεκμηρίωση στην τοποθέτησή τους σε ευρύτερα μουσικά σχήματα καθώς και την σωστή τοποθέτησή τους σε περιβάλλον studio ηχογράφησης βάση του μοτίβου εκπομπής τους. Επίσης, μπορεί να συνδράμει στη δημιουργία ψηφιακών βάσεων δεδομένων κατευθυντικότητας για χρήση σε ψηφιακά περιβάλλοντα ακουστικών προσομοιώσεων εκτεταμένης πραγματικότητας (XR).

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Το μπεντίρ είναι ένα παραδοσιακό μεμβρανόφωνο κρουστό όργανο, η κατασκευή και η τεχνική του οποίου βασίζεται στην προφορική παράδοση. Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στη διερεύνηση εργαλείων, αρχιτεκτονικών και μοντέλων για την αυτοματοποιημένη εξαγωγή πληροφορίας σχετικά τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και τη μουσική εκτέλεση μέσα από καταγραφές μπεντίρ. Χρησιμοποιείται ένα σύνολο ηχογραφήσεων από μπεντίρ διαφορετικών γεωμετρικών χαρακτηριστικών και υλικών κατασκευής, παιγμένων με διαφορετικές τεχνικές και είδη χτυπημάτων. Αξιολογούνται μοντέλα αναγνώρισης των διαφορετικών μουσικών φθόγγων και κατασκευαστικών χαρακτηριστικών, ενώ προτείνεται ένα σύστημα αυτόματης μουσικής μεταγραφής ηχογραφήσεων και η χρήση του συνόλου δεδομένων ως μια βιβλιοθήκη ήχων για τον προγραμματισμό εικονικού μουσικού οργάνου.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προτεινόμενη ανακοίνωση αποτελεί τμήμα μια διαχρονικής έρευνας που πραγματοποιείται στο Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Δ.Π.Θ και αφορά τη μορφή και τη λειτουργία των θεατρικών χώρων στην ευρύτερη περιοχή των Αθηνών. Η έρευνα επιχειρεί να παρουσιάσει την κατάσταση που χαρακτηρίζει ένα δείγμα από ιδιωτικά θέατρα της Αθήνας. Κατά την περίοδο 2000-15, οι ενεργές αθηναϊκές θεατρικές σκηνές αυξήθηκαν περίπου κατά 150%, ενώ εξ αυτών, ποσοστό περίπου 70% ιδρύθηκαν την περίοδο της οικονομικής ύφεσης (2008-14). Το μεγαλύτερο ποσοστό των θεατρικών χώρων (περίπου 60%) έχει μικρή χωρητικότητα (μέχρι 200 θέσεις) και βρίσκονται στο κέντρο της Αθήνας (Κυψέλη, Μετα¬ξουρ¬γείο, Βοτανι¬κός, Γκάζι, Εξάρχεια, Κεραμικός), ενώ οι θεατρικοί χώροι μεσαίας χωρητι¬κότητας (400 - 700 θέσεων) ανήκουν σε παλαιότερες δεκαετίες (πριν το 1970). Τη χειμερινή σεζόν του 2015, στην Αθήνα εντοπίστηκαν 152 στεγασμένες θεατρικές αίθουσες. Η παρατηρούμενη έντονη τάση ανακαινίσεων / ανακατασκευών παλαιών και δημιουργία νέων θεατρικών χώ¬ρων στην ευρύτερη περιοχή των Αθηνών έχει εξασφαλίζει μια σημαντική θεατρική υποδομή, η οποία, παρά τις οικονομικές αντιξοότητες, διαμορφώνει ένα ισχυρό πολιτιστικό απόθεμα. Η έρευνα περιλαμβάνει επισκέψεις, καταγραφή παρατηρήσεων, συνεντεύξεις και συμπλή¬ρω¬ση ερωτηματολογίων σε ένα δείγμα περίπου 30 θεατρικών χώρων, με 16 παρα¬μέτρους της έρευνας, όπως : το έτος κατασκευής, ο θεατρικός τύπος (η διάταξη του χώρου και η μορφή της σκηνής), πιθανές ανακαινίσεις ή παρεμβάσεις με αλλαγή χρήσης στο κτίριο, το μέγεθος της αίθουσας και της σκηνής, η χωρητικότητα, οι βοηθητικοί χώροι για το κοινό και τους ηθοποιούς (φουαγιέ, υγροί χώροι, καμαρίνια, αποθήκες, παρασκήνια, θάλαμοι τεχνικών), η προσβα¬σιμότητα και η προσπέλαση στο χώρο, οι ηχομονωτικές ενισχύσεις και η ακουστική διόρθωση. Όπως φαίνεται από τα δεδομένα της έρευνας, το δείγμα εμφανίζει μια ποικιλία μορφών και θεατρικών τύπων, που συχνά ανάγονται στα θεατρικά πράγματα προηγούμενων αιώνων, με εμφανή αρχιτεκτονικά και λειτουργικά μειονεκτήματα. Δηλαδή, καθώς ένα πλήθος θεατρικών χώρων δεν αντιστοιχούν σε μια σύγχρονη αρχιτεκτονική αντίληψη, το πρόβλημα των αθηναϊ¬κών θεάτρων είναι μάλλον ποιοτικό κι όχι ποσοτικό.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Ο Ι.Ν. Παναγίας Καπνικαρέας, στην οδό Ερμού της Αθήνας, είναι ένας από τους καλύτερα σωζόμενους βυζαντινούς ναούς, ο οποίος από το 1934 βρίσκεται στην κυριότητα του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Αποτελείται από τρεις επιμέρους κτιριακές δομές, οι οποίες ανεγέρθηκαν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Ο αρχικός ναός οικοδομήθηκε περί τα 1050 σε ρυθμό τετρακιόνιο σταυροειδή εγγεγραμμένο με τρούλο Αθηναϊκού τύπου. Στο εσωτερικό του ναού έχουν ενσωματωθεί στοιχεία όπως αρχαίοι κίονες και αρχαία και παλαιοχριστιανικά γλυπτά, καθώς έχει χτιστεί πάνω στα θεμέλια αρχαιοελληνικού ναού. Το Ιερό Βήμα έχει τριμερή μορφή με δύο παραβήματα εκατέρωθεν του κεντρικού. Λίγο μετά την οικοδόμηση του κυρίως ναού προστέθηκε στη βόρεια πλευρά το Παρεκκλήσιο της Αγίας Βαρβάρας. Στη δυτική πλευρά κατά μήκος των δύο ναών, υπήρχε ανοιχτή στοά η οποία κλείστηκε και μετατράπηκε σε εξωνάρθηκα, όταν ο ναός περιήλθε στην κυριότητα του Πανεπιστημίου. Με το πέρασμα των χρόνων οι παραπάνω τρεις ανεξάρτητοι λειτουργικώς χώροι ενοποιήθηκαν, δημιουργώντας έναν ενιαίο με ιδιόμορφα αρχιτεκτονικά στοιχεία τα οποία ευθύνονται για την ιδιαιτερότητα της ακουστικής του ναού. Η παρούσα έρευνα εστιάζει στην καταγραφή και την ανάδειξη των μοναδικών ακουστικών χαρακτηριστικών του Ι.Ν. Παναγίας Καπνικαρέας με σκοπό τη συστηματική μελέτη και την ψηφιακή διατήρηση του ακουστικού του αποτυπώματος. Η ακουστική μελέτη υλοποιήθηκε στο λογισμικό CATT-Acoustic και βασίστηκε σε επιτόπιες ακουστικές μετρήσεις χώρου, ακολουθώντας τη μεθοδολογία που περιγράφεται στη σχετική βιβλιογραφία (Postma, 2015). Ελλείψει λεπτομερών σχεδίων κάτοψης και τομών, η δημιουργία του αρχιτεκτονικού σχεδίου του Ιερού Ναού βασίστηκε σε επιτόπιες λεπτομερείς μετρήσεις του χώρου, φωτογραφίες, και παλαιά σχέδια. Ο χώρος χωρίστηκε σε επιμέρους ζώνες: εξωνάρθηκας, παρεκκλήσι Αγίας Βαρβάρας, κυρίως ναός και ιερά, κάθε μια από τις οποίες μοντελοποιήθηκε χωριστά και στη συνέχεια ενώθηκε με τις υπόλοιπες δημιουργώντας την ιδιαίτερη και χαρακτηριστική γεωμετρία του χώρου. Οι μέγιστες διαστάσεις του ναού είναι L: 16.56 m, W: 13.8 m, H: 11.64 m (κεντρικού τρούλου), οδηγώντας σε κτίσμα μεγέθους 1550 m3 , μοντελοποιημένο συνολικά με 990 planes. Ο χώρος μοντελοποιήθηκε σε τρεις καταστάσεις: άδειος, με πληρότητα 50% και με πληρότητα 100%. Οι συντελεστές απορρόφησης που χρησιμοποιήθηκαν και πάνω στους οποίους εφαρμόστηκε η ακουστική βαθμονόμηση που θα παρουσιαστεί στη συνέχεια βασίστηκαν στη σχετική βιβλιογραφία (Gul, 2019). Η μοντελοποίηση του χώρου συνοδεύτηκε από σειρά ακουστικών μετρήσεων εντός του ναού προκειμένου αφενός να καταστεί εφικτή η βαθμονόμηση του μοντέλου για περαιτέρω μελέτες και ακουστικές προσομοιώσεις και αφετέρου να καταστεί δυνατή η σύγκριση των ακουστικών χαρακτηριστικών του χώρου με εκείνα άλλων ναών που έχουν μελετηθεί αποκλειστικά βάσει ακουστικών μετρήσεων (Gerstel et al., 2018). Οι ακουστικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση ενός πολυεδρικού ηχείου Bruel & kjaer 4296 και ενός μετρητικού μικροφώνου MM1 t.bone. Επιλέχθηκαν δύο θέσης εκπομπής για την ηχητική πηγή, μπροστά και πίσω από το τέμπλο του κυρίως ναού, αντιπροσωπεύοντας τις βασικότερες θέσεις του Ιερέα κατά τη διάρκεια της Θείας Λειτουργίας και 17 θέσεις δεκτών εντός του ναού, κατανεμημένες ομοιογενώς στον χώρο, οι οποίες επιλέχθηκαν καθώς αφενός παρουσιάζουν ιδιαίτερο ακουστικό ενδιαφέρον αφετέρου διότι αποτελούν ρεαλιστικές θέσεις ακρόασης. Ως σήμα διέγερσης χρησιμοποιήθηκε λογαριθμικό sine-sweep, συχνοτικού εύρους 200 Hz - 5000 Hz και διάρκειας 5 δευτερολέπτων. Οι κρουστικές αποκρίσεις καταγράφηκαν στο περιβάλλον Matlab με χρήση του αλγορίθμου ScanIR (Boren & Roginska 2011). Η παρούσα εισήγηση θα παρουσιάσει μια προκαταρκτική ανάλυση των ακουστικών χαρακτηριστικών του ναού εστιάζοντας σε βασικές ακουστικές παραμέτρους, όπως ο χρόνος αντήχησης (T30, Τ20, EDT), η διακριτότητα (D50), η ευκρίνεια (C50, C80), ο δείκτης STI κλπ., και θα επιχειρήσει τη σύγκρισή τους με εκείνες ναών αντιστοίχων αρχιτεκτονικών προδιαγραφών και μεγέθους, παρόλο που οι σχετικές βιβλιογραφικές αναφορές παραμένουν πολύ περιορισμένες (Kosała & Małecki, 2018; Elicio & Martellotta, 2023; Małecki & Wiciak, 2023). Θα επιχειρηθεί, επίσης, η συστηματική χαρτογράφηση της διάχυσης του ήχου εντός του ναού, αναδεικνύοντας τον τρόπο με τον οποίο οι αρχιτεκτονικές ιδιαιτερότητές του επηρεάζουν τα ακουστικά χαρακτηριστικά του χώρου. Η διαδικασία μοντελοποίησης που περιγράφηκε παραπάνω οδήγησε στη δημιουργία ενός τρισδιάστατου ψηφιακού μοντέλου του Ιερού Ναού το οποίο ανοίγει τον δρόμο σε μια σειρά περαιτέρω μελετών. Παραδείγματος χάριν, καθίστανται εφικτές μελέτες οι οποίες αναδεικνύουν την εξέλιξη της ακουστικής του ναού με το πέρασμα τον αιώνων ως αποτέλεσμα των αλλεπάλληλων κατασκευαστικών παρεμβάσεων από το 1050 μέχρι σήμερα, καθώς και του αντίκτυπου των αρχιτεκτονικών του ιδιαιτεροτήτων στην ακουστική. Επίσης, η εν λόγω ψηφιακή ανακατασκευή του χώρου οδηγεί στη διατήρηση του μοναδικού ακουστικού του αποτυπώματος ως σημείο αναφοράς τόσο για μελλοντικές έρευνες όσο και για ενδεχόμενες κατασκευαστικές παρεμβάσεις. Τέλος, το μοντέλο δύναται να αξιοποιηθεί για τη δημιουργία μιας εμβυθιστικής εμπειρίας εικονικής πραγματικότητας μέσα από την οποία οι χρήστες θα μπορούν να περιηγηθούν και να γνωρίσουν βιωματικά την ηχητική “ατμόσφαιρα” του Ι.Ν. Παναγίας Καπνικαρέας στο πέρασμα των χρόνων, χωρίς να είναι απαραίτητη η φυσική τους παρουσία σε αυτόν.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η ακουστική και ηλεκτροακουστική μελέτη που πραγματοποιήθηκε με σκοπό την αναβάθμιση του αμφιθεάτρου Α, χωρητικότητας 500 θέσεων, της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η ακουστική και ηλεκτροακουστική μελέτη, εντάσσεται στο πλαίσιο της συνολικής οπτικοακουστικής αναβάθμισης του χώρου, αφού εκτός από τις πανεπιστημιακές διαλέξεις γίνονται τελετές και εκδηλώσεις. Αρχικά έγινε επιτόπια αποτύπωση των διαστάσεων του χώρου και τέθηκαν οι απαιτήσεις σύμφωνα με το DIN 18041 – Education (DIN 18041 - May 2004, chapter 4.3.2) και το διάγραμμα των Knudsen and Harris for Speech auditoria, με βάση τον όγκο του και την χρήση για την οποία προορίζεται. Στην συνέχεια πραγματοποιήθηκαν ηλεκτροακουστικές μετρήσεις της υπάρχουσας κατάστασης και διαπιστώθηκε ότι οι ακουστικές παράμετροι του χώρου απέχουν σημαντικά από τις απαιτήσεις που είχαν τεθεί. Ενδεικτικά οι τιμές του STI που υπολογίστηκαν, πριν από τις παρεμβάσεις (STI:0.48-0.52). και σύμφωνα με το διάγραμμα αναφοράς, που προαναφέρεται, (Knudsen and Harris for Speech auditoria), δεν ήταν αποδεκτές. Αντίστοιχα, μη αποδεκτές ήταν και οι τιμές του RT60 (RT60: 2-1.8 sec) καθώς και η ακουστική παράμετρος ευκρίνειας C50. Οι παραπάνω δείκτες υπολογίστηκαν με μετρήσεις σάρωσης ημιτόνων που πραγματοποιήθηκαν, με χρήση φορητού εξοπλισμού μετρήσεων. Ο φορητός εξοπλισμός ήταν όμοιος στις μετρήσεις πριν αλλά και μετά την υλοποίηση-παρέμβασή της μελέτης. Επίσης κατασκευάστηκε 3-διάστατο μοντέλο ακουστικής προσομοίωσης προκειμένου να εκτιμηθούν οι καθορισμένες ακουστικές παράμετροι πριν και μετά την εφαρμογή των προτεινόμενων παρεμβάσεων. Τα αποτελέσματα μετρήσεων ήταν σε συμφωνία με τους υπολογισμούς της προσομοίωσης. Επιλέχθηκαν ήχο-απορροφητικά πάνελ με πιστοποιημένους συντελεστές απορρόφησης σύμφωνα με το DIN EN ISO 354 έτσι ώστε να είναι δυνατή η εισαγωγή τους στο 3-διάστατο μοντέλο και η εκτίμηση της επίδρασης που θα είχε η χρήση τους. Για τις θέσεις τοποθέτησης των ήχο-απορροφητικών πάνελ προτάθηκαν δύο επιλογές οι οποίες είχαν ως κύριο στόχο την μείωση των μακρινών ανακλάσεων οι οποίες δεν συνεισφέρουν στην καταληπτότητα του λόγου, ενώ οι υπάρχουσες κοντινές στην έδρα Ακουστική 2024 AK24_XX ανακλαστικές επιφάνειες δεν επενδύθηκαν προκειμένου να υπερισχύσουν οι πρώιμες ανακλάσεις. Με σκοπό την επιπλέον απορρόφηση των χαμηλών συχνοτήτων, έγινε εκτίμηση τοποθέτησης απορροφητή μεμβράνης, τοποθετημένου σε απόσταση από τον τοίχο. Οι απορροφητές μεμβράνης, τοποθετήθηκαν στο πίσω μέρος των ήχο- απορροφητικών πάνελ και η επίδραση αποτυπώθηκε στους υπολογισμούς της προσομοίωσης. Για την εγκατάσταση συστήματος ενισχυμένου ήχου, έγινε μοντελοποίηση και σχεδιασμός σε εξειδικευμένο λογισμικό προσομοίωσης του κατασκευαστή του συστήματος που επιλέχθηκε. Οι θέσεις των ηχητικών πηγών, επιλεχθήκαν με βάση την υπάρχουσα γεωμετρία του χώρου και τις δυνατότητες στήριξης των ηχητικών πηγών. Με την χρήση του λογισμικού, ελέγχθηκαν οι επιλεγμένες θέσεις των ηχητικών πηγών και με βάση την κατευθυντικότητά τους έγιναν οι υπολογισμοί προκειμένου να επιτευχθεί η μέγιστη και κατά το δυνατόν ομοιόμορφη κάλυψη. Υπολογίστηκε η μέγιστη στάθμη ηχητικής πίεσης στο ακροατήριο, του απευθείας ήχου, ανά συχνοτική περιοχή και κατά IEC60268. Για την κατανομή της στάθμης ηχητικής πίεσης του απευθείας ήχου χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό του κατασκευαστή των ηχητικών πηγών. Για την εγκατάσταση χρησιμοποιήθηκαν ενισχυτές με ενσωματωμένο ψηφιακό επεξεργαστή του ίδιου κατασκευαστή. Κατά την εγκατάσταση υπήρχε δυνατότητα ρύθμισης, του ενισχυτή και των ηχείων. Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε επιλεγμένα σημεία του χώρου, ώστε να υπάρξει η δυνατότητα επιβεβαίωσης των προβλέψεων. Έγιναν ρυθμίσεις καθυστέρησης ανά ηχείο, ώστε στα σημεία επικάλυψης να υπάρχει ομοιογένεια του ηχητικού κύματος. Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών κατασκευής των ακουστικών παρεμβάσεων και της εγκατάστασης του μεγαφωνικού συστήματος πραγματοποιήθηκαν εκ νέου, μετρήσεις ώστε να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα των λύσεων που προτάθηκαν και υλοποιήθηκαν.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η εργασία παρουσιάζει την διαδικασία ανάλυσης και τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την πρόγνωση ακουστικών παραμέτρων (κυρίως του STI), κάτω από ιδιαίτερες συνθήκες, του χώρου της Πνύκας στο λόφο του Φιλοπάππου στην Αθήνα, κατά, τις τρείς φάσεις κατασκευής της (Α, Β και Γ φάσεις). Πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια διεπιστημονικής συνεργασίας, για την κατασκευή χώρου εικονικής, επαυξημένης, πραγματικότητας για εκπαιδευτικούς λόγους, στο τμήμα Rhetoric του Department of Writing Studies, του University of Minnesota-Twin Cities των Η.Π.Α. και αφορούσε την επαφή των φοιτητών με την διαδικασία της ρητορικής, μπροστά σε κοινό, κάτω από διαφορετικές κλιματολογικές συνθήκες και διαφορετική πληρότητα, κατά τα τρία στάδια κατασκευής της Πνύκας. Εξετάστηκαν 3 διαφορετικές καιρικές καταστάσεις και έγινε σύνδεση των καιρικών συνθηκών (κυρίως του ανέμου) με τον θόρυβο βάθους που καθοριζόταν από αυτές. Η ακουστική ανάλυση των χώρων, έγινε, με το λογισμικό Catt V9/Tuct2 σε 3διάστατα μοντέλα ΗΥ. Εξετάστηκε η παράμετρος STI, επηρεαζόμενη από τον θόρυβο βάθους ο οποίος καθορίστηκε με μία προσεγγιστική αντιστοίχιση με τις καιρικές συνθήκες, σε δύο καταστάσεις πηγής, μία παράλληλη του διανύσματος aim της πηγής, προς τον κύριο άξονα του χώρου και μία σε αυτή του διανύσματος aim κάθετου στον κύριο άξονα του χώρου. Οι ενδιάμεσες γωνίες του διανύσματος aim προέκυψαν από εσωτερική παρεμβολή των δύο ακραίων καταστάσεων. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων, απεικονίστηκαν σε χάρτες STI, βαθμολογημένα σε 5 κατηγορίες κατά τα σχετικά πρότυπα. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων, πέραν των ακουστικών συμπερασμάτων, προέκυψαν και συμπεράσματα που άπτονται της «στρατηγικής» συμπεριφοράς ενός ρήτορα, στο βήμα και των δυνητικών επιπτώσεων της «στρατηγικής» αυτής, στην πολιτική ή/και την δικαιοσύνη, της περιόδου λειτουργίας της, στην αρχαία εποχή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία αποτελεί την ακουστική μελέτη ενός υπάρχοντος χώρου μουσικής εξάσκησης και ηχογραφήσεων (studio). Επιχειρήθηκε η αξιολόγηση της υφιστάμενης ηχομόνωσης του χώρου και της εσωτερικής ακουστικής του. Προέκυψαν αποτελέσματα, με βάση τα οποία προτείνονται χρήσιμες παρεμβάσεις βελτίωσης της ακουστικής του συμπεριφοράς. Ως μελέτη περίπτωσης, θα μπορούσε να αποτελέσει έναν οδηγό για παρόμοιες μελέτες. Ακολουθούμενη μεθοδολογία 1. Ο καθορισμός των επιθυμητών παραμέτρων μέσω βιβλιογραφικής επισκόπησης 2. Η αποτύπωση της υπάρχουσας κατάστασης μέσω μετρήσεων 3. Ο θεωρητικός υπολογισμός μεγεθών μέσω εξισώσεων και λογισμικών 4. Η σύγκριση επιθυμητών και μετρούμενων – υπολογιζόμενων μεγεθών Περιγραφή του χώρου Ο εξεταζόμενος χώρος βρίσκεται στο ισόγειο πολυκατοικίας σε ήσυχη αστική περιοχή. Έχει διαστάσεις εσωτερικά 6x4x2,6m και εφάπτεται στο δωμάτιο ελέγχου. Αποτελείται από εξωτερικό κέλυφος συνηθισμένων δομικών υλικών και εσωτερικό κέλυφος από διπλή γυψοσανίδα και ξύλο, προσαρμοσμένο σε ενιαίο μεταλλικό σκελετό. Οι απέναντι επιφάνειες του εσωτερικού κελύφους είναι μη παράλληλες, ενώ μεταξύ των κελυφών υπάρχει ηχοαπορροφητικό υλικό. Ο εξαερισμός γίνεται με αξονικούς ανεμιστήρες που βρίσκονται έξω από το δωμάτιο. Εξοπλισμός μετρήσεων Οι ακουστικές μετρήσεις έγιναν με τη βοήθεια ηλεκτρακουστικού εξοπλισμού, αποτελούμενο από ηχητική πηγή (ηχείο), δέκτη (μικρόφωνο), ψηφιακό μετατροπέα, υπολογιστή και σχετικό λογισμικό, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της σάρωσης ημιτόνου. Ηχομόνωση Με ιστορική ανασκόπηση και σύγκλιση προτύπων της βιβλιογραφίας, προέκυψε ότι απαιτείται ηχομόνωση εξεταζόμενη σε όλες τις ακουστές συχνότητες, (75dB) αφού χρησιμοποιείται ηλεκτρακουστικός εξοπλισμός (στάθμες έως 110dB) και το studio βρίσκεται σε ήσυχο περιβάλλον (απαιτούμενη ησυχία 35dB). Μετρήθηκε η διαφορά στάθμης και, με υπολογισμό της κατάταξης ηχομείωσης, Rw, βρέθηκε η ηχομόνωση ανάμεσα στα δύο δωμάτια (52dB), και η μόνωση έναντι ηχορύπανσης από το studio σε προσκείμενους χώρους (51dB για εξωτερικό χώρο, 59dB για τον ίδιο όροφο & 61dB για τον υπερκείμενο όροφο). Για την ηχοπροστασία του studio μετρήθηκε ο θόρυβος βάθους στο χώρο (40dB). Τέλος, οι ανεμιστήρες εξαερισμού μετρήθηκαν να προκαλούν ηχητικές στάθμες 65dB στα όρια της ιδιοκτησίας. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί ως εξής: Από βιβλιογραφικές πηγές, (διαγράμματα με οπτική παρατήρηση) καταγράφτηκε η ηχομόνωση που παρέχουν τα απλά χωρίσματα μεταξύ των εξεταζόμενων χώρων, σύμφωνα με τη γεωμετρία και τα υλικά τους, υπολογίστηκε ο δείκτης ηχομείωσης κάθε πολλαπλού χωρίσματος και υπολογίστηκε φασματικά η κατάταξη ηχομείωσης, Rw που επισημάνθηκε στα 500Hz (67dB μεταξύ των δωματίων, 74dB για τον εξωτερικό χώρο, 71dB για τον ίδιο όροφο & 82dB για τον υπερκείμενο όροφο). Έτσι η ηχομόνωση του studio, προκύπτει ικανοποιητική, αλλά όχι για όλες τις συχνότητες. Όχληση στο περιβάλλον προκαλείται από τη λειτουργία του εξαερισμού που ξεπερνά τα θεσμοθετημένα όρια. Με δεδομένη την περιορισμένη εκμετάλλευση του studio, προτείνεται μόνο η αντιμετώπιση του θορύβου από τον εξαερισμό, με χρήση κλωβών και ηχοπαγίδων. Εσωτερική ακουστική Βιβλιογραφικά βρέθηκε ότι η σταθμική απόκριση του χώρου πρέπει να είναι συχνοτικά ομοιόμορφη, ενώ ο χρόνος αντήχησης έως 0,6s περίπου, συχνοτικά αυξανόμενος στις χαμηλές, σταθερός στις μεσαίες και ελαττούμενος στις υψηλές συχνότητες. Κατά τις μετρήσεις, για κάθε μια από τις θέσεις του δέκτη, η πηγή τοποθετήθηκε σε διάφορες θέσεις και τα αποτελέσματα ομαδοποιήθηκαν με αυτόν τον τρόπο. Για ευκολότερη εποπτεία από τα αποτελέσματα, προτιμήθηκε η απεικόνιση της φασματικής κατανομής της ηχητικής στάθμης ενώ σε περιπτώσεις ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, αποτυπώθηκαν και άλλες παράμετροι. Διαπιστώθηκε ότι το δωμάτιο αποκρίνεται σχετικά ομοιόμορφα στις φασματικές στάθμες (απόκλιση έως 15dB στα 85Hz και 130Hz περίπου) και στους χρόνους αντήχησης (απόκλιση έως 0,2s στις ίδιες συχνότητες). Οι θεωρητικοί υπολογισμοί έγιναν με 3 τρόπους: 1. με υπολογισμό των συντονισμών με εξισώσεις κυματικής Φυσικής και μέσω κατάλληλης προσομοίωσης, η οποία επιπλέον αξιολόγησε θετικά το χώρο ως προς το κριτήριο Bonello και εντός της περιοχής Bolt. Διαπιστώθηκε όμως αυξημένη πυκνότητα συντονισμών στις περιοχές των 85Hz και των 130Hz, 2. με υπολογισμό της ολικής απορρόφησης του δωματίου και του χρόνου αντήχησης RT60, κατά Sabine (0,73s αυξημένου στις χαμηλές συχνότητες), 3. με χρήση λογισμικού ακουστικής προσομοίωσης (ανίχνευση ακτίνων), όπου δόθηκαν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του δωματίου, οι συντελεστές απορρόφησης των εσωτερικών επιφανειών του και οι θέσης πηγής – δέκτη, οπότε υπολογίστηκαν η στάθμη SPL (με μέγιστο στα 500Hz) ο χρόνος αντήχησης (0,8s) και η συχνότητα Shroeder (199Hz). Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των κρουστικών αποκρίσεων με τα υπολογισμένα και τα επιθυμητά προκύπτει ότι οι στάθμες SPL παρουσιάζουν συχνοτικά σχετική ομοιομορφία ενώ οι χρόνοι αντήχησης είναι γενικά αποδεκτοί, (μέχρι 500ms) αλλά όχι σε όλες τις θέσεις και τις συχνότητες. Για τη βελτίωσή τους προτείνεται η τοποθέτηση απορροφητών τύπου μεμβράνης, που θα είναι συντονισμένοι στις προβληματικές περιοχές και θα παρέχουν επαρκή ηχητική απόσβεση. Συνολικά συμπεραίνεται το studio κατάλληλο για περιορισμένη αλλά όχι για απρόσκοπτη εμπορική εκμετάλλευση.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Οι διεπιστημονικές προσεγγίσεις στην αρχιτεκτονική θεωρία και σχεδιασμό έχουν επιτρέψει την ένταξη νέων παραμέτρων προσέγγισης του, υπολογιστικών μοντέλων που αφορούν σε άλλα πεδία, όπως την ακουστική, νέες τεχνολογίες, καινοτόμα υλικά, εφαρμογή θεωρητικών προσεγγίσεων στον σχεδιασμό, με βασικό στόχο την εμπειρία του χρήστη. Η ατμόσφαιρα και οι αισθήσεις αποτελούν σημαντικές παραμέτρους του σχεδιασμού, ιδιαίτερα όσον αφορά σε χώρους χαλάρωσης και ευεξίας. Στόχο της εργασίας αυτής αποτελεί η εξέταση των παραμέτρων ακουστικού σχεδιασμού λουτρικών εγκαταστάσεων, με γνώμονα την βελτίωση των συνθηκών ακουστικής άνεσης, και η εφαρμογή τους στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Αποτελεί συνέχεια των πτυχιακών ερευνητικών και σχεδιαστικών εργασιών, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε δύο στάδια: (α) της διερεύνησης και (β) της εφαρμογής των παραμέτρων στον σχεδιασμό. Το πρώτο στάδιο εξέτασε την αρχιτεκτονική εξέλιξη των ιαματικών λουτρών στην Ευρώπη, τις σύγχρονες προσεγγίσεις στον αρχιτεκτονικό τους σχεδιασμό και τις συνθήκες άνεσης που ευνοούν την λειτουργία τους και βελτιώνουν την εμπειρία του χρήστη. Βάσει των παραπάνω δημιουργήθηκε ένα πρότυπο τυπολόγιο που αφορά σε σχεδιαστικές παραμέτρους για την εύρυθμη λειτουργία τους, σε σύγχρονες αισθητικες απαιτήσεις και στην αξιοποίηση νέων υλικών και τεχνολογιών για παροχή κατάλληλων συνθηκών άνεσης. Το τυπολόγιο εφαρμόστηκε στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό της πρότασης ανάπλασης των Λουτρών Λαγκαδά. Η σχεδιαστική πρόταση της ανάπλασης του συγκροτήματος Λουτρών Λαγκαδά περιλαμβάνει τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό ξενοδοχειακής μονάδας, λουτρικών εγκαταστάσεων και περιβάλλοντος χώρου, με βασικό στόχο την αναβάθμιση τους από ένα αναχρονιστικό σε ένα τουριστικό σύμπλεγμα με σύγχρονες προδιαγραφές και κατάλληλες συνθήκες άνεσης. Παράλληλα με τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό της ξενοδοχειακής μονάδας και του κτιρίου των λουτρών, κατασκευασμένα στις αρχές του 20ου αιώνα, ο ακουστικός σχεδιασμός παρείχε κατευθυντήριες γραμμες και σχεδιαστικούς άξονες για την τελική επίλυση. Ειδικότερα, όσον αφορά στις πτέρυγες των αιθουσών αρωμάτων και μασάζ, η νέα επίλυση-διαρρύθμιση επέτρεψε τον σχεδιασμό δωματίων σε σχήμα τραπέζιο, ενώ η εφαρμογή σύγχρονων υλικών διαμόρφωσε κατάλληλες ακουστικές συνθήκες, περιορίζοντας ανεπιθύμητους και αναδεικνύοντας επιθυμητούς ήχους, ανάλογα με την περίπτωση. Ιδιαίτερα απαιτητική ήταν η διαχείριση των Βυζαντινών κτιρίων που περιέχονται στον χώρο των Λουτρών Λαγκαδά, τα οποία χρονολογούνται μεταξύ 900 και 1400 μ.Χ. Τα βυζαντινά λουτρά λόγω της ιστορίας τους δημιούργησαν περιορισμούς σε νέες προσθήκες, για την βελτίωση της ακουστικής. Τα κτήρια αυτά αποτελούνται από τούβλο και πέτρα εξωτερικά, ενώ εσωτερικά έχουν κυκλική μορφή και χαρακτηρίζονται από τόξα και θόλους, με αποτέλεσμα, τόσο το σχήμα όσο και οι λείες εσωτερικές επιφάνειες να οδηγούν σε μη επιθυμητό χρόνο αντήχησης και σε ανεπαρκείς συνθήκες άνεσης. Η εργασία αποτελείται από τέσσερις (4) ενότητες. Αρχικά γίνεται μια αναφορά στην ιστορία των λουτρών και κατόπιν ανάλυση τριών σύγχρονων παραδειγμάτων θέρετρων στην Ευρώπη, βάσει των οποίων εξάγονται καλές πρακτικές σχεδιασμού. Έπειτα περιγράφεται η επιδιωκόμενη ατμόσφαιρα σε χώρους ευεξίας και οι συνθήκες άνεσης που βασίζονται στις τέσσερις από τις πέντε βασικές αισθήσεις, σε σχέση με την σχεδιαστική προσέγγιση. Τέλος, παρουσιάζεται ο αρχιτεκτονικός και ακουστικός σχεδιασμός των ειδικών κτιρίων των λουτρών Λαγκαδά, ως ενιαία προσέγγιση, και τα αποτελέσματά τους ως προς τη λειτουργία των προτεινόμενων χώρων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: In the recent years, the certification of buildings according to various sustainability systems has been extensively developed in Hellas. So far, numerous Hellenic buildings have been certified based on WELL, LEED, and BREEAM standards. The certification levels range from Platinum to Gold, Silver, and “basic Certified”. Attaining these certifications requires meeting specific criteria related to the building's internal environment, including air quality, recycling practices, and materials used. Among these criteria, room acoustics, sound insulation, and soundproofing of buildings and their mechanical systems are also crucial. The present paper, discusses the acoustic requirements of these sustainability systems and their practical integration into the architectural design process, by providing a theoretical framework followed by an analysis of applied examples from various, related to the subject matter, projects.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία παρουσιάζει την μεθοδολογία αρχιτεκτονικού και ακουστικού σχεδιασμού, τα αποτελέσματα ακουστικών μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν στην νέα συνεδριακή αίθουσα Περιφέρειας Θεσσαλονίκης σύμφωνα με το ISO 3382-2 καθώς και την σύγκριση με μοντέλο ακουστικής προσομοίωσης CATT-Acoustic. Ο υπολογισμός διαφόρων ακουστικών παραμέτρων όπως Reverberation Time RT60, Early Decay Time EDT, Clarity C-80, Definition D-50 κτλ δίνει σημαντικά στοιχεία για την ακουστική συμπεριφορά και την αξιολόγηση του συγκεκριμένου χώρου. Η σχεδιαστική φιλοσοφία του χώρου, βασίστηκε σε ένα διατηρητέο κτίριο φωταερίου, συνδυάζοντας διαχυτικές, ανακλαστικές αλλά και απορροφητικές ζώνες. Μελετήθηκαν ταυτόχρονα τα δωμάτια Ελέγχου, καθώς επίσης και έγιναν προσομοιώσεις πρόβλεψης ηχομονωτικών παραμέτρων σε γειτνιάζουσα μηχανοστάσια. Στην αίθουσα οι λεπτομερείς αναλύσεις των ακουστικών παραμέτρων με βάση τις σχετικές θέσεις πηγής και ακροατή, δίνουν επίσης σημαντικά στοιχεία για την κρουστική απόκριση του χώρου και την αλληλεπίδραση χρόνου και συχνότητας. Κατά την διαδικασία των μετρήσεων, χρησιμοποιήθηκε και πηγή θορύβου «Talk Box» το οποίο βαθμονομήθηκε σύμφωνα με την συχνοτική απόκριση ανθρώπινης φωνής ώστε να μετρηθούν και να αξιολογηθούν οι δείκτες STI & STIPA, ενώ μετρήθηκαν και οι δείκτες για το σύστημα αναγγελίας κοινού (Public Address System) σύμφωνα με το IEC 60268-16:2020.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται μια νέα μέθοδος για τον ακριβή χαρακτηρισμό της ακουστικής απόκρισης Φωνονικών Κρυστάλλων (ΦΚ) και Ακουστικών Μεταϋλικών (ΑΜ), η οποία αξιοποιεί τους ευρυζωνικούς ακουστικούς παλμούς που παράγονται από σημειακές και άυλες ηχητικές πηγές λέιζερ πλάσματος (ΠΗΠΛ, Αγγλικά: laser plasma sound sources–LPSS). Οι φωνονικοί κρύσταλλοι και τα ακουστικά μεταϋλικά αποτελούν τεχνητές περιοδικές δομές με εξαιρετικές ιδιότητες όσον αφορά την αλληλεπίδρασή και τον έλεγχο ακουστικών κυμάτων. Συγκεκριμένα, στους φωνονικούς κρυστάλλους αξιοποιείται η σκέδαση Bragg για τη διαμόρφωση συχνοτικών ζωνών αποκοπής του ήχου σε μήκη κύματος συγκρίσιμα με την περιοδικότητα της δομής, οι οποίες ονομάζονται φωνονικά συχνοτικά χάσματα (phononic band gaps) [1]. Αντιθέτως, στα ακουστικά μεταϋλικά αξιοποιούνται δομές με διαστάσεις πολύ μικρότερες του μήκους κύματος οι οποίες, διεγειρόμενες από το ακουστικό κύμα, δημιουργούν τοπικούς συντονισμούς των οποίων η συνολική μακροσκοπική απόκριση οδηγεί στην αποκοπή στενών συχνοτικών ζωνών [1,2]. Οι ΦΚ και τα ΑΜ αποτελούν μια ανερχόμενη τεχνολογία ευρείας εφαρμογής που αναμένεται να επιφέρει σημαντικές αλλαγές και ταχεία πρόοδο σε μεγάλο εύρος επιστημονικών και βιομηχανικών πεδίων, όπως για παράδειγμα οι ηχομονώσεις , η ακουστική χώρων [3], η μικρό- και νανο-ακουστική [4], η τεχνολογία μουσικών οργάνων [5] και άλλα. Ενώ ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη των ΦΚ και ΑΜ βασίζεται σε καλά εδραιωμένα μαθηματικά και υπολογιστικά εργαλεία, οι μέθοδοι για την πειραματική αξιολόγηση της ακουστικής τους απόκρισης υστερούν σε ακρίβεια και εύρος δυνατοτήτων. Η αξιολόγηση του φάσματος ακουστικής διάδοσης (transmission) ενός μοναδιαίου κελιού ή δομών λίγων κελιών πραγματοποιείται συνήθως με τη χρήση σωλήνων εμπέδησης (impedance tubes-ITs) [6]. Οι σωλήνες εμπέδησης εξασφαλίζουν ελεγχόμενες συνθήκες μέτρησης και περιβάλλον χαμηλού θορύβου, επιβάλλουν όμως περιορισμούς στη γεωμετρία της δομής, καθώς το δείγμα πρέπει να είναι κυλινδρικό ή κυβικό με συγκεκριμένες διαστάσεις, ανάλογα με τον σωλήνα. Επίσης, η αξιολόγηση των δειγμάτων σε διαφορετικούς άξονες διάδοσης του ήχου απαιτεί διαφορετικό δείγμα για κάθε άξονα [6]. Τέλος, η ακουστική διέγερση στους σωλήνες εμπέδησης γίνεται αποκλειστικά έξω από τη δομή, ενώ το συχνοτικό εύρος λειτουργίας τους είναι συχνά περιορισμένο. Τα συμβατικά μεγάφωνα έχουν καλή απόδοση για την αξιολόγηση μεγάλων διατάξεων AM, αλλά είναι ακατάλληλα για την αξιολόγηση μικρότερων δομών, π.χ. μοναδιαία κελιά, λόγω της έντονης περίθλασης που προκαλείται από το μεγάλο μέγεθος της πηγής σε σχέση με το δείγμα. Επιπλέον, η μέθοδος απαιτεί εξειδικευμένη και δαπανηρή υποδομή καθώς συνήθως πραγματοποιείται σε ανηχοϊκό θάλαμο ή σε διασυνδεδεμένους χώρους. Η διέγερση εντός του δείγματος είναι συνήθως ανέφικτη, με εξαίρεση τις υψηλές ακουστές συχνότητες και τους υπερήχους, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς πολύ μικρών διαστάσεων. Ωστόσο, αυτό συνεπάγεται παρεμβάσεις στη δομή του δείγματος με αναπόφευκτες επιπτώσεις στην ακουστική του συμπεριφορά [7]. Τέλος, η συχνοτικά εξαρτώμενη κατευθυντικότητα των συμβατικών ηλεκτρομηχανικών και πιεζοηλεκτρικών μετατροπέων δημιουργεί δυσκολίες στην αξιολόγηση σε διαφορετικές κατευθύνσεις διάδοσης. Η προτεινόμενη χρήση των πηγών ήχου πλάσματος λέιζερ παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους, χάρη στα σχεδόν ιδανικά ακουστικά χαρακτηριστικά των ΠΗΠΛ. Οι ΠΗΠΛ είναι πρακτικά άυλες καθώς σχηματίζονται απευθείας στον αέρα από την θερμοελαστική εκτόνωση του λόγω της απορρόφησης ακτινοβολίας λέιζερ. Έχουν μικροσκοπικές διαστάσεις (~1 mm) ενώ η γεωμετρία τους μπορεί να είναι σφαιρική ή κυλινδρική, με παντοκατευθυντική ή έντονα κατευθυντική ακουστική εκπομπή, αντίστοιχα. Επιπλέον, έχουν πολύ μικρή χρονική διάρκεια (μs) και ευρύ συχνοτικό φάσμα που εκτείνεται από τις πολύ χαμηλές συχνότητες έως και τους υπέρηχους [8,9]. Λόγω των χαρακτηριστικών τους αυτών, οι ΠΗΠΛ επιτρέπουν την αποτίμηση της ακουστικής απόκρισης μετα-δομών οποιασδήποτε γεωμετρίας σε ευρύ συχνοτικό φάσμα και σε πολλαπλούς άξονες διάδοσης του ήχου, ενώ παράλληλα επιτρέπουν την ακουστική διέγερση εσωτερικά του δείγματος χωρίς να απαιτούνται παρεμβάσεις στη δομή του [10]. Εδώ παρουσιάζονται πειραματικά αποτελέσματα από ακουστικές αξιολογήσεις φωνονικών κρυστάλλων με ζώνες αποκοπής στο ακουστό φάσμα, οι οποίες επιβεβαιώνουν με υψηλή ακρίβεια τις προβλέψεις ειδικά ανεπτυγμένων αριθμητικών μοντέλων. Η προτεινόμενη μέθοδος αναμένεται να ενισχύσει την έρευνα και την εμπορική αξιοποίηση των ακουστικών μεταϋλικών.   Βιβλιογραφία [1] Oudich, M., Gerard, N. J., Deng, Y., and Jing, Y., Adv. Funct. Mater. 33, 2206309 (2023) [2] Sigalas, M., Papacinstantopoulos, A. D., and Bacalis, C. N., Phys. Rev. B Condens. Matter. 45, 5779 (1992) [3] Yang, M. and Ping, S., Appl. Phys. Lett. 122, 260504 (2023) [4] Li, Y. et al., Sci. Rep. 4, 6830 (2014) [5] Brezas, S. et al., Applied Sciences, 14(6):2293 (2024) [6] Aravantinos-Zafiris, N. Sigalas M., and Katerelos G. T. D., J. Appl. Phys. 133, 065101 (2023) [7] Bilal, O. R., Ballagi, D. and Daraio, C., Phys. Rev. Appl. 10, 054060 (2018) [8] Kaleris, K. et al., JSV. 570, 118000 (2023) [9] Kaleris, K., et al., J. Acoust. Soc. Am. 146, 212–218 (2019) [10] Kaleris, K. et. al., Nat. Commun. Mater., in print (2024)

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ελεγχόμενη και αποδοτική παραγωγή ακτίνων-γ σε καθορισμένες φασματικές περιοχές είναι εξαιρετικά σημαντική σε σύγχρονες επιστημονικές και τεχνολογικές εφαρμογές, όπως η πυρηνική φυσική, η φυσική στερεάς κατάστασης και η ιατρική Φυσική. Μέχρι και σήμερα, η παραγωγή σχετικά μονοχρωματικών ακτίνων-γ γίνεται σε επιταχυντές με χρήση τεράστιων ηλεκτρομαγνητών όπου τα φορτισμένα σχετικιστικά σωματίδια (πχ ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια) οδηγούνται σε κυματισμό με ισχυρότατα μαγνητικά πεδία . Οι εγκαταστάσεις αυτές είναι ιδιαίτερα κοστοβόρες υποδομές τεραστίων διαστάσεων με πολύ περιορισμένη προσβασιμότητα και χρηστικότητα με ανελαστικότητα στον έλεγχο της ενεργειακής περιοχής εκπομπής. Άλλου είδους πηγές μονοχρωματικής φωτεινής ακτινοβολίας, όπως τα Λέιζερ Ελεύθερων Ηλεκτρονίων (Free Electron Lasers -FELs) τα οποία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή σύμφωνων ακτίνων Χ, αδυνατούν να παράξουν ακτινοβολία στην περιοχή των ακτίνων-γ λόγω τεχνολογικών περιορισμών. Οι κρυσταλλικές πηγές φωτός (Crystal Light Sources - CLS) αποτελούν μια ανερχόμενη καινοτόμα τεχνολογία που αναμένεται να επιτρέψει την ελεγχόμενη παραγωγή ακτινοβολίας-γ στενού φασματικού εύρους από απλές, οικονομικές και αποδοτικές κρυσταλλικές δομές μικρού μεγέθους. Ο απαιτούμενος κυματισμός των σχετικιστικών σωματιδίων θα γίνεται από τις φυσικές ηλεκτρικές δυνάμεις των πυρήνων ενός κρυσταλλικού στερεού των οποίων οι θέσεις μπορούν να διαμορφώνονται μακροσκοπικά με διάφορους στατικούς αλλά και δυναμικούς τρόπους, όπως τα υψίσυχνα ακουστικά κύματα. Η σχετική έρευνα στην Ευρώπη στηρίζεται για την πενταετία 2022 – 2027 από το πρόγραμμα χρηματοδότησης ερευνητικών έργων υψηλού ρίσκου – υψηλής απόδοσης PATHFINDER Europe του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Καινοτομίας (European Innovation Council - EIC), στο πλαίσιο του έργου TECHNO-CLS: Emerging technologies for crystal-based gamma-ray light sources (101046458 — TECHNO-CLS — HORIZON-EIC-2021-PATHFINDEROPEN-01). Το έργο στοχεύει στην επίτευξη των κρίσιμων επιστημονικών και τεχνολογικών τομών που απαιτούνται για τον σχεδιασμό και την πρακτική υλοποίηση πηγών ακτινοβολίας γ στην ενεργειακή περιοχή φωτονίων από τα 100 ΚeV μέχρι και τα GeV. Για το σκοπό αυτό, το TECHNO-CLS προτείνει την εκμετάλλευση και διαμόρφωση των ιδιαίτερα ισχυρών ηλεκτρικών πεδίων που αναπτύσσονται μέσα σε κρυσταλλικά υλικά από τους θετικά φορτισμένους πυρήνες των περιοδικά διατεταγμένων ατόμων του πλέγματος. Σε αυτή την κατεύθυνση, εισάγονται καινοτόμες δομές και διατάξεις κατάλληλα διαμορφωμένων γραμμικών, καμπυλωτών και περιοδικά καμπυλωμένων κρυστάλλων, μέσω των οποίων ελέγχεται η κίνηση, και συγκεκριμένα η επιτάχυνση, υπερ-σχετικιστικών δεσμών φορτισμένων σωματιδίων, με αποτέλεσμα την εκπομπή ακτίνων-γ σε διάφορες ζώνες ευρέως ή στενού φάσματος, ανάλογα με την εκάστοτε διάταξη . Η ερευνητική πρόταση του έργου TECHNO-CLS αξιολογήθηκε με 99,5% και έλαβε χρηματοδότηση συνολικού προϋπολογισμού 2,5 Μ€. Στο έργο συμμετέχουν 8 ευρωπαϊκοί ερευνητικοί φορείς και 2 ιδιωτικές επιχειρήσεις με συντονιστή το ερευνητικό κέντρο MBN με έδρα τη Φρανκφούρτη, ενώ ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο έχει η ερευνητική ομάδα του Ινστιτούτου Φυσικής Πλάσματος και Λέιζερ (IPPL) του Ελληνικού Μεσογειακού Πανεπιστημίου (ΕΛΜΕΠΑ). Ο ρόλος της ομάδας είναι η ανάπτυξη καινοτόμου τεχνολογίας για την ελεγχόμενη παραγωγή ακτινοβολίας γ στενού φασματικού εύρους με ρυθμιζόμενα χαρακτηριστικά, μέσω της διαμόρφωσης δεσμών σχετικιστικών ποζιτρονίων μέσα σε ακουστικά διεγερμένους κρυσταλλικούς κυματιστές (crystal undulators). Η ακουστική διέγερση παράγεται είτε από ειδικούς υψίσυχνους πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους είτε από υπερβραχείς παλμούς Λέιζερ. Τα υλικά όπου διαδίδεται η ακουστική διέγερση έχουν χαρακτηριστικά πολυστρωματικής διάταξης που προσιδιάζει με τους υψίσυχνους οπτοακουστικούς διαμορφωτές δεσμών Λέιζερ. Η ομάδα του ΕΛΜΕΠΑ, σε συνεργασία με το MBN, έχει ήδη παράξει υπολογιστικά αποτελέσματα που αποδεικνύουν την υλοποιησιμότητα των προτεινόμενων ακουστικά οδηγούμενων κρυσταλλικών κυματιστών με ρυθμιζόμενα χαρακτηριστικά της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας γ, ενώ αυτή τη στιγμή εργάζεται για την ανάπτυξη πειραματικής διάταξης με σκοπό την πραγματοποίηση πειραμάτων παραγωγής ακτίνων-γ στον επιταχυντή Mainzer Microtron στο Mainz της Γερμανίας. Τα πειράματα, τα οποία αναμένονται να εκτελεστούν μέσα στο ακαδημαϊκό έτος 2024-2025 πρόκειται να αποτελέσουν την πρώτη επίδειξη υλοποιησιμότητας της καινοτόμου τεχνολογίας σε επίπεδο proof-of-concept, με σημαντικές επιστημονικές και τεχνολογικές επιπτώσεις στον χώρο των κρυσταλλικών πηγών ακτίνων γ.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η υπολογιστική μελέτη της απόκρισης συντονιστών γεωμετρίας σωλήνα λ/4 και λ/2 σε ακουστική διέγερση από πηγή ήχου πλάσματος λέιζερ. Οι ακουστικοί συντονιστές τύπου λ/4 και λ/2 αποτελούν απλές διατάξεις γεωμετρίας σωλήνα με 2 κλειστά ή 1 κλειστό και ένα ανοιχτό άκρο, αντίστοιχα. Η λειτουργία τους βασίζεται στη δημιουργία στάσιμων κυμάτων στο εσωτερικό των σωλήνων λόγω της διαφοράς στην ακουστική εμπέδηση μεταξύ του αέρα εντός του σωλήνα και του περιβάλλοντος. Βρίσκουν αρκετές εφαρμογές στην ακουστική με χαρακτηριστικότερα παραδείγματα τη χρήση τους ως αποσβεστήρες / σιγαστήρες σε συστήματα ρευστών, όπως καυσαερίων μηχανών εσωτερικής καύσης , καθώς και τα πνευστά μουσικά όργανα, πχ. κλαρινέτο (λ/4), φλάουτο (λ/2). Στην παρούσα εργασία διερευνάται υπολογιστικά η αξιοποίηση των ακουστικών συντονιστών τύπου σωλήνα ως φίλτρων για την φασματική διαμόρφωση της ακουστικής εκπομπής πηγών ήχου πλάσματος λέιζερ (ΠΗΠΛ). Οι ΠΗΠΛ είναι είναι άυλες, σημειακές και ευρυζωνικές πηγές ήχου που παράγονται από την θερμομηχανική απόκριση του αέρα στη ραγδαία τοπική εναπόθεση οπτικής ενέργειας παλμών λέιζερ. Οι ΠΗΠΛ παράγουν γρήγορους παλμούς τύπου Ν (Ν-παλμούς) με διάρκειες της τάξης των μικροδευτερολέπτων και υψηπερατό φασματικό προφίλ 1ης τάξης σε όλη την έκταση του ακουστού φάσματος. Η γεωμετρία των ΠΗΠΛ μπορεί να είναι είτε σημειακή / σφαιρική είτε επιμήκης / κυλινδρική, ανάλογα με την ενέργεια του παλμού λέιζερ και τον τρόπο εστίασης του. Συγκεκριμένα οι σφαιρικές ΠΗΠΛ, οι οποίες προκύπτουν από ισχυρή εστίαση ισχυρών παλμών λέιζερ, έχουν παντοκατευθυντική ακουστική εκπομπή σε όλο το συχνοτικό εύρος, ενώ εμφανίζουν μεγάλη επαναληψιμότητα από παλμό σε παλμό. Οι ιδιότητες αυτές αποτελούν πλεονέκτημα για την αξιοποίηση των ΠΗΠΛ σε σχέση με τις παραδοσιακές ηχητικές πηγές σε εφαρμογές όπως είναι οι ακουστικές μετρήσεις, η αναπαραγωγή σύνθετων ηχητικών σημάτων και ο μη παρεμβατικός ακουστικός χαρακτηρισμός υλικών και δομών κ.α. Η δυνατότητα διέγερσης ακουστικών στοιχείων στο εσωτερικό τους χωρίς παρέμβαση στην δομή τους μέσω ΠΗΠΛ αξιοποιείται εδώ για τη μελέτη της ακουστικής συμπεριφοράς των συντονιστών λ/4 και λ/2 σε εσωτερική διέγερση . Οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (Finite Elements Method - FEM). Για την μείωση της ταχύτητας υπολογισμού, αναπτύχθηκαν μοντέλα δύο διαστάσεων με κυλινδρική συμμετρία, η οποία περιγράφει με ικανοποιητική ακρίβεια την γεωμετρία του προβλήματος. Τα τοιχώματα των συντονιστών μοντελοποιήθηκαν ως ακλόνητες δομές μηδενικού πάχους, ενώ για την αποφυγή των ανακλάσεων στα όρια του μοντελοποιημένου χώρου έγινε χρήση τέλεια προσαρμοσμένων στρωμάτων (Αγγλικά: Perfectly Matched Layers - PML), δηλαδή δομών με πλήρως απορροφητικά χαρακτηριστικά. Η επίλυση έγινε στο πεδίο συχνοτήτων. Αρχικά προσομοιώθηκε η ακουστική απόκριση συντονιστή Helmholtz σε διέγερση σημειακής παντοκατευθυντικής πηγής ήχου ομοιόμορφου φάσματος, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως μοντέλο επαλήθευσης της μεθόδου. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις ακουστικής απόκρισης συντονιστών τύπου σωλήνα λ/4 και λ/2 διαφόρων διαστάσεων, με σημειακή παντοκατευθυντική διέγερση ομοιόμορφου φάσματος. Τέλος, εκτελέστηκε σειρά προσομοιώσεων για όλες τις γεωμετρίες των συντονιστών με σημειακή παντοκατευθυντική πηγή που προσομοιάζει την ακουστική απόκριση των ΠΗΠΛ εντός του φάσματος ακουστικών συχνοτήτων. Η πηγή τοποθετήθηκε για κάθε συντονιστή σε δύο θέσεις: α. Εξωτερικά, στο κέντρο του χείλους του στομίου β. Εσωτερικά, στο κέντρο της κοιλότητας για τον συντονιστή Helmholtz και στα 2/3 του μήκους του σωλήνα για τους συντονιστές λ/4 και λ/2 Οι σημειακοί δέκτες για την λήψη αποτελεσμάτων τοποθετήθηκαν σε απόσταση 70 cm από το χείλος του στομίου και σε τρεις γωνίες (0, 45, 90). Όπως αναμενόταν, οι συντονιστές λ/4 εμφανίζουν έντονους συντονισμούς στη θεμελιώδη συχνότητα και τις περιττές αρμονικές τους, αλλά και έντονες ακυρώσεις σε γειτονικές συχνότητες των ενισχύσεων. Οι συντονιστές λ/2 παρουσιάζουν ενισχύσεις στη θεμελιώδη συχνότητα συντονισμού και τις περιττές και άρτιες αρμονικές, χωρίς όμως να εμφανίζουν έντονες ακυρώσεις. Τα μοτίβα της απόκρισης των ακουστικών στοιχείων μεταβάλλονται σημαντικά με αλλαγή της θέσης της πηγής, όπως επίσης διαφοροποιούνται και τα δεδομένα με τη γωνία τοποθέτησης του δέκτη μέτρησης. Αντίστοιχα αποτελέσματα προκύπτουν από τις προσομοιώσεις με ακουστική διέγερση ΠΗΠΛ, με τη διαφορά ότι το ακουστικό φάσμα αποκτά προφίλ υψηπερατού φίλτρου 1ης τάξης, λόγω της χαρακτηριστικής απόκρισης των ΠΗΠΛ. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων αποδεικνύουν την καταλληλότητα των ΠΗΠΛ για τη μελέτη συστημάτων ακουστικών συντονιστών με διέγερση εσωτερικά της δομής, η οποία μπορεί να προκύψει εύκολα από την αντιστροφή του φασματικού προφίλ του Ν-παλμού. Αντίστοιχα, αποδεικνύεται ότι οι συντονιστές Helmholtz και τύπου σωλήνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά ως ακουστικά φίλτρα για τη διαμόρφωση του φάσματος των ΠΗΠΛ. Τα υπολογιστικά αποτελέσματα επιβεβαιώνονται από προκαταρκτικές πειραματικές μετρήσεις με μεγάλη ακρίβεια.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Κατά την επίδραση φωτός laser σε στερεά υλικά λόγω της ταχείας και μεγάλης απορρόφησης ενέργειας από το υλικό, συμβαίνουν δυναμικές αλλαγές στην περιοχή όπου έδρασε το laser προκαλώντας το σχηματισμό μίκρο- ή νανο- δομών (μόνιμες παραμορφώσεις) στην επιφάνεια του υλικού αλλά και τη δημιουργία επιφανειακών ακουστικών κυμάτων τα οποία διαδίδονται διαμέσου του υλικού. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η υπολογιστική μελέτη μέσω προσομοιώσεων της θερμομηχανικής δυναμικής συμπεριφοράς στερεών στόχων πυριτίου (Si) υπό την επίδραση βραχέων (διάρκειας πικο-δευτερολέπτων, ps, και νανο-δευτερολέπτων, ns) παλμών laser σταδιακά αυξανόμενης ενέργειας. Η επιλογή του πυριτίου σαν υλικό έγινε λόγω της μεγάλης σπουδαιότητάς και της ευρείας χρήσης του σε σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Η υπολογιστική μελέτη έγινε με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Για την μοντελοποίηση του στόχου δημιουργήθηκε ένα ομοιόμορφο πλέγμα κατάλληλων διαστάσεων (450μm×9μm×450μm) κ υψηλής διακριτοποίησης (1μm×0,03μm×1μm) ικανό να προσομοιώσει τη δυναμική συμπεριφορά του κρυσταλλικού Si. Η επιλογή των διαστάσεων και της διακριτοποίησης έγινε μετά από δοκιμή και σύγκριση αρκετών διαφορετικών επιλογών, ώστε να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα με ανεκτό υπολογιστικό κόστος. Το εμπειρικό μοντέλο Johnson–Cook το οποίο λαμβάνει υπόψιν τις αλλαγές φάσης και την πιθανή θραύση του δοκιμίου στην περίπτωση που η ενέργεια του παλμού είναι υψηλή χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει τις ιδιότητες του υλικού. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε ήταν ικανό να προσομοιώσει τη σύνθετη δυναμική του στόχου Si κατά τη διάρκεια και μετά την αλληλεπίδραση με τον παλμό laser και να υπολογίσει σε κάθε χρονικό βήμα τις θερμοκρασίες, τις μετατοπίσεις, τις τάσεις και τις καταπονήσεις που δεχόταν το υλικό. Ο παλμός του laser θεωρήθηκε ότι έχει Γκαουσιανή χρονική και χωρική κατανομή με διάρκεια 6 ns και μήκος κύματος 532 nm στην περίπτωση των ns παλμών, ενώ για την περίπτωση των ps παλμών η διάρκεια του παλμού θεωρήθηκε 10 ps και το μήκος κύματος 1064 nm. Οι προσομοιώσεις υλοποιήθηκαν με χρήση του λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων LS-DYNA στον Υπολογιστή Υψηλής Απόδοσης (HPC) Advanced Research Information system (ARIS). Το εύρος της έντασης ακτινοβολίας του laser που εφαρμόστηκε στις προσομοιώσεις ήταν μεταβαλλόμενο, ώστε η μέγιστη θερμοκρασία που αποκτούσε ο στόχος στην περιοχή δράσης του laser να αλλάζει και να κυμανθεί μεταξύ 1000ºC και 2000ºC. Με αυτό τον τρόπο μελετήθηκε η συμπεριφορά του Si σε θερμοκρασίες χαμηλότερες και μεγαλύτερες του σημείο τήξης (1412ºC) του Si. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων έδειξαν ότι σε όλες τις περιπτώσεις, λόγω της έντονης θέρμανσης του υλικού στην περιοχή εστίασης του laser, αρχικά δημιουργήθηκε μια διόγκωση στο κέντρο του στόχου όπου λόγω των ταχύτατων χρονικών μεταβολών της θερμοκρασίας και των τάσεων που αναπτύχθηκαν, δημιουργήθηκαν επιφανειακά ακουστικά κύματα, σε απόσταση περίπου 55-60μm από την περιοχή εστίασης του laser τα οποία διαδόθηκαν με ταχύτητα ~5000m/s σε όλη την έκταση του στερεού. Το πλάτος του παραγόμενου υπέρηχου ήταν μικρό και εμφανίστηκε μακρύτερα από την εστιακή περιοχή εν συγκρίσει με πυκνά μέταλλα, όπως ο Au, εξαιτίας του χαμηλού συντελεστή θερμικής διαστολής και του υψηλού βάθους διείσδυσης της ακτινοβολίας στο Si. Επίσης παρατηρήθηκε ότι αρκετά ισχυρή ένταση ακτινοβολίας (ικανή να προκαλέσει μόνιμες παραμορφώσεις) οδηγούσε σε σχηματισμό μη γραμμικού υπερήχου λόγω των αναπτυσσόμενων υψηλών μη γραμμικών θερμικών τάσεων στην περιοχή εστίασης του laser. Το φαινόμενο ήταν ιδιαίτερα έντονο όταν η ένταση ήταν πολύ ισχυρή καθότι αναπτύσσονταν θερμοκρασίες μεγαλύτερες του σημείου τήξης και μέρος του υλικού έλιωνε. Στην περίπτωση των ns παλμών ο υπέρηχος εμφανίστηκε στα 20 ns περίπου ενώ στην περίπτωση των ps παλμών, λόγω της μικρής διάρκειας του παλμού χρειάστηκε μεγαλύτερη ένταση ακτινοβολίας για την επίτευξη ίδιων θερμομηχανικών αποτελεσμάτων με αυτές των ns παλμών, ενώ ο υπέρηχος καθυστέρησε πολύ να εμφανιστεί, σε σχέση με τη διάρκεια παλμού, στα 8 ns. Λόγω της μεγαλύτερης έντασης της ακτινοβολίας το πλάτος του υπερήχου ήταν μεγαλύτερο από ότι στην περίπτωση των ns παλμών. Ως μελλοντική εργασία, τα υπολογιστικά αποτελέσματα της εργασίας θα συγκριθούν με πειραματικά αποτελέσματα με χρήση συμβολομετρίας laser.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η περίθλαση των ακουστικών κυμάτων στην ακμή εμποδίου σχήματος σφήνας. Παραδείγματα είναι τα σκαλιά των αρχαίων θεάτρων, τα ηχοπετάσματα κατά μήκος των οδών ταχείας κυκλοφορίας ή οι πτέρυγες των αεροσκαφών. Για σφήνες με ανακλαστικές επιφάνειες [ακουστικά σκληρές επιφάνειες (συνοριακή συνθήκη Neumann) ή επιφάνειες ελεύθερης πίεσης (συνοριακή συνθήκη Dirichlet)] υπάρχουν ακριβείς αναλυτικές λύσεις για όλα τα είδη ηχητικής ακτινοβολίας: επίπεδα, κυλινδρικά και σφαιρικά προσπίπτοντα κύματα (βλ. βιβλίο αναφοράς Bowman, Senior & Uslenghi 1987). Ωστόσο, για σφήνες με απορροφητικές επιφάνειες, οι λύσεις είναι περιορισμένες. Η ακριβής λύση Maliuzhinets (βλ. άρθρο αναφοράς Osipov&Norris, 1999)έχει ιδιαίτερες δυσκολίες στον υπολογισμό της. Οι Lim&Lee (1987) έχουν προτείνει προσεγγίσεις της που ισχύουν σε μεγάλες αποστάσεις από την ακμή της σφήνας. Οι Hewett&Morris (2014) θεωρώντας την ακριβή λύση του Maliuzhinets και και βασιζόμενοι στο έργο του Rawlins (1977) έχουν δημοσιεύσει τη μοναδική (εξ’ όσων γνωρίζουν οι συγγραφείς) ακριβή λύση για απορροφητική σφήνα σε μορφή που μπορεί να υπολογιστεί. Η λύση ισχύει όμως μόνο για σφήνες εσωτερικής γωνίας 90ο και για επίπεδη προσπίπτουσα ακτινοβολία. Μια συνήθης πρακτική τακτική (π.χ. Salomons, 1997, Hayek, 1990, Nord2000,2001) αφορά την τροποποίηση λύσεων για ανακλαστικές σφήνες, ώστε να περιγράφει το πεδίο περίθλασης γύρω από απορροφητικές σφήνες. Μια διαφορετική αντιμετώπιση έχει προταθεί από τον Svensson (2023) και αφορά την διακριτοποίηση των απορροφητικών επιφανειών της σφήνας κι έπειτα την προσομοίωση κάθε διακριτού τμήματος ως παλλόμενο έμβολο. Στην παρούσα εργασία προτείνονται κατάλληλες τροποποιήσεις σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη προσεγγιστική λύση τεσσάρων όρων για ανακλαστικές σφήνες (Nikolaou et. al. 2024) για επίπεδα, κυλινδρικά, και σφαιρικά προσπίποντα κύματα, έτσι ώστε η λύση να μπορεί να εφαρμοστεί για απορροφητικές σφήνες. Συγκεκριμένα, οι τέσσερις επιμέρους όροι της λύσης για ανακλαστικές επιφάνειες πολλαπλασιάζονται με κατάλληλους συντελεστές ανάκλασης. Για επίπεδα προσπίπτοντα κύματα, οι συντελεστές αυτοί εξαρτώνται από γωνίες πρόσπτωσης στην επιφάνεια της σφήνας και από την ακουστική αγωγιμότητα του υλικού της σφήνας (η οποία δίνεται ως συνάρτηση της συχνότητας και της ροϊκής αντίστασης σύμφωνα με το μοντέλο των Delany&Bazley, 1970) Η σειρά τοποθέτησης των συντελεστών ανάκλασης και οι τιμές των γωνιών πρόσπτωσης επιλέγονται έπειτα από πολλαπλές αριθμητικές συγκρίσεις μεταξύ της τροποποιημένης προσεγγιστικής λύσης και της ακριβούς λύσης των Hewett – Morris. Αρχικά, ελέγξαμε όλους τους πιθανούς συνδυασμούς τοποθέτησης των συντελεστών ανάκλασης (24 περιπτώσεις), συγκρίνοντας για κάθε περίπτωση την νέα λύση με την ακριβή λύση των Hewett-Morris. Η νέα λύση περιέγραφε ικανοποιητικά το πεδίο περίθλασης, για τη περίπτωση συνοριακών συνθηκών Dirichlet, μόνο για δύο εκ των 24ων περιπτώσεων. Οι δύο αυτές περιπτώσεις διέφεραν μόνο ως προς τις επιλεχθείσες γωνίες πρόσπτωσης, οι οποίες για τη περίπτωση συνθηκών Dirichlet δεν επηρεάζουν τη τιμή των συντελεστών ανάκλασης. Έπειτα, μεταβάλλαμε τη τιμή της αγωγιμότητας των επιφανειών της σφήνας και παρατηρήσαμε πως η μία εκ των δύο προαναφερθέντων περιπτώσεων οδήγησε σε μικρότερο σφάλμα, για συγκεκριμένες γωνιακές θέσεις πηγής-δέκτη. Στη συνέχεια δοκιμάσαμε διαφορετικές τιμές γωνιών πρόσπτωσης, τις οποίες μεταβάλλαμε ανάλογα με τη σχετική γωνιακή θέση της πηγής και του δέκτη, και επιλέξαμε τους συνδυασμούς για τους οποίους η διαφορά μεταξύ των δύο λύσεων παρουσίασε τη μικρότερη τιμή. Αποτελέσματα από την νέα λύση συγκρίθηκαν με την ακριβή αναλυτική λύση των Hewett- Morris για πολλές τιμές αγωγιμότητας και συχνότητας πηγής. Η απόκλιση της νέας λύσης από την ακριβή απεικονίστηκε σε διαγράμματα πολικότητας (ηχητική στάθμη πεδίου περίθλασης συναρτήσει πλέγματος γωνιών πηγής – δέκτη για όλες τις πιθανές σχετικές θέσεις πηγής και δέκτη). Από τα αποτελέσματα των συγκρίσεων διαπιστώθηκε πως το σφάλμα της νέας λύσης μειώνεται όταν η ακουστική απόσταση του δέκτη από την ακμή της σφήνας ( ) αυξάνεται και όταν ο λόγος της συχνότητας προς τη ροϊκή αντίσταση του υλικού που επενδύει τη σφήνα μειώνεται. Ως προς τις γωνιακές θέσεις πηγής-δέκτη, σφάλματα εντοπίζονται για θέσεις δέκτη πολύ κοντά στις επιφάνειες της σφήνας και όταν η πηγή τοποθετείται σε θέση που «βλέπει» και τις δύο επιφάνειες της σφήνας και ο δέκτης τοποθετείται μεταξύ της εξωτερικής διχοτόμου της σφήνας και της επιφάνειας που βρίσκεται μακρύτερα από την πηγή. Για τις περισσότερες εξεταζόμενες περιπτώσεις το σφάλμα της νέας λύσης είναι μικρότερο από 3dB. Επίσης, αξίζει να αναφερθεί ότι η νέα λύση είναι 100 φορές ταχύτερη από την ακριβή λύση των Hewett-Morris. Στη συνέχεια η λύση επεκτάθηκε για σφαιρικά προσπίπτοντα κύματα. Οι όροι της αντίστοιχης λύσης για ανακλαστικές επιφάνειες πολλαπλασιάζονται σε αυτή την περίπτωση με σφαιρικούς συντελεστές ανάκλασης (αντί για συντελεστές ανάκλασης επίπεδου κύματος). Για τη σειρά τοποθέτησης των συντελεστών ανάκλασης και τις τιμές των γωνιών πρόσπτωσης ακολουθήθηκαν τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη των επίπεδων κυμάτων. Για τις αποστάσεις που απαιτούνται στον υπολογισμό των σφαιρικών συντελεστών ανάκλασης ακολουθήσαμε το έργο του Salomons,1997. Αποτελέσματα από τη νέα λύση για σφαιρικά προσπίπτοντα κύματα συγκρίθηκαν ικανοποιητικά με την προσεγγιστική λύση Nord2000. Οι συγκρίσεις έγιναν για πολλές γωνίες σφήνας, τιμές αγωγιμότητας, συχνότητες, και συνδυασμούς γωνιακών θέσεων πηγής-δέκτη, στην περιοχή εγκυρότητας του μοντέλου Nord 2000 (η εσωτερική γωνία σφήνας δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 180ο και πηγή και δέκτης πρέπει να βρίσκονται εκατέρωθεν της εξωτερικής διχοτόμου της σφήνας). Τέλος, η προτεινόμενη λύση είχε ικανοποιητική συμφωνία με δημοσιευμένα πειραματικά δεδομένα για σφαιρικά προσπίπτοντα κύματα σε απορροφητικές σφήνες για μεγάλο εύρος συχνοτήτων

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Ο ήχος που συναντά την ακμή μια σφήνας απείρου μήκους περιθλάται γύρω από αυτή. Η περίθλαση είναι αντικείμενο μελέτης σε πολλούς τομείς της ακουστικής όπως στην ακουστική αρχαίων θεάτρων, τον μη καταστροφικό έλεγχο δομικών κατασκευών, την υποβρύχια ακουστική, την πρόβλεψη του ακουστικού πεδίου γύρω πτέρυγα αεροσκάφους κ.ά. Για την πρόβλεψη της περίθλασης χρησιμοποιούνται αναλυτικές λύσεις, αριθμητικές προσεγγίσεις, και πειράματα. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζουμε μια νέα αναλυτική προσεγγιστική λύση στο πεδίο του χρόνου, την οποία συγκρίνουμε με την ακριβή αναλυτική λύση καθώς και με υπάρχουσες προσεγγιστικές λύσεις των συγγραφέων. Η νέα λύση παρουσιάζεται επίσης και στο πεδίο των συχνοτήτων, όπου και εκεί συγκρίνεται με τις ακριβείς λύσεις καθώς και με υπάρχουσες προσεγγιστικές λύσεις των συγγραφέων. Συγκεκριμένα, ξεκινώντας από την ακριβή αναλυτική λύση των Biot-Tolstoy (1957) που ισχύει για σφαιρικά κύματα και θεωρώντας μικρούς χρόνους μετά την άφιξη του παλμού περίθλασης καταλήγουμε σε μία προσεγγιστική λύση 4 όρων. Η ακρίβεια της νέας λύσης ελέγχεται για κάθε συνδυασμό γωνιακής θέσης πηγής και δέκτη και για κάθε γωνία σφήνας σε διάφορες χρονικές στιγμές. Οι συγκρίσεις γίνονται με την ακριβή λύση των Biot-Tolstoy. Απεικονίζονται σε διπλά Θ-διαγράμματα και τετραπλά Γ-Θ διαγράμματα και προσδιορίζεται η περιοχή εγκυρότητας της νέας λύσης. Σε σχέση με προγενέστερη προσεγγιστική των συγγραφέων (Μενούνου κ.α. 2023), η παρούσα λύση ισχύει για μεγαλύτερους χρόνους και για μεγαλύτερο εύρος γωνιακών θέσεων πηγής και δέκτη. Αντίστοιχα, αναπτύσσονται αναλυτικές προσεγγιστικές λύσεις για επίπεδα και κυλινδρικά προσπίπτοντα κύματα ξεκινώντας από τις ακριβείς αναλυτικές λύσεις (βλ. βιβλίο Felsen). Όπως και στην περίπτωση των σφαιρικών κυμάτων, συγκρίσεις με τις ακριβείς αναλυτικές λύσεις δεικνύουν ότι οι νέες λύσεις είναι ακριβέστερες από προγενέστερες λύσεις των συγγραφέων (Μενούνου κ.α. 2023). Σε σχέση με τις ακριβείς λύσεις στο πεδίο του χρόνου, οι λύσεις που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία παρουσιάζουν συγκεκριμένα πλεονεκτήματα: 1) Τόσο οι ακριβείς λύσεις όσο και οι νέες προσεγγιστικές λύσεις είναι οι κρουστικές αποκρίσεις του προβλήματος περίθλασης. Το σήμα περίθλασης υπολογίζεται ως η συνέλιξη της κρουστικής απόκρισης με την κυματομορφή ενός τυχαίου προσπίπτοντος σήματος. Η απόκριση μοναδιαίας βαθμίδας, η οποία προκύπτει από την χρονική ολοκλήρωση της κρουστικής απόκρισης, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των ολοκληρωμάτων συνέλιξης (αντί της κρουστικής απόκρισης) γιατί επιταχύνει τους υπολογισμούς κατά τάξεις μεγέθους (Νικολάου, 2019). Το χρονικό ολοκλήρωμα των νέων λύσεων (και άρα η αντίστοιχη μοναδιαία βαθμίδα) μπορεί να υπολογιστεί σε κλειστές αναλυτικές μορφές, ενώ το χρονικό ολοκλήρωμα των ακριβών λύσεων δε μπορεί να υπολογιστεί σε κλειστή αναλυτική μορφή. 2) Μπορεί να αποδειχτεί (με βάση τις προσεγγιστικές λύσεις) ότι υπάρχει μια γεννήτρια καμπύλη που εξαρτάται από μία μόνο αδιάστατη παράμετρο. Η γεννήτρια καμπύλη μπορεί να δημιουργήσει τις κρουστικές αποκρίσεις για κάθε γωνία σφήνας, για κάθε συνδυασμό πηγής-δέκτη και για κάθε είδος προσπίπτοντος σήματος (επίπεδο, κυλινδρικό, σφαιρικό). 3) Μπορεί να αποδειχτεί (και πάλι με βάση τις προσεγγιστικές λύσεις) ότι οποιοδήποτε σήμα (ανεξάρτητα από την κυματομορφή του ή από το είδος της εξάπλωσης του – επίπεδο, κυλινδρικό ή σφαιρικό) το οποίο προσπίπτει σε σφήνα οποιασδήποτε γωνίας μπορεί να αναλυθεί ως ένα ισοδύναμο επίπεδο σήμα που προσπίπτει σε σφήνα μηδενικής γωνίας. Δηλαδή, το απλούστερο πρόβλημα περίθλασης (επίπεδο σήμα προσπίπτον σε ημι-επίπεδο) εμπεριέχει όλα τα προβλήματα περίθλασης από σφήνα. Στη συνέχεια αποδεικνύεται ότι ο μετασχηματισμός Fourier των νέων λύσεων (για επίπεδα, κυλινδρικά και σφαιρικά προσπίπτοντα κύματα) μπορεί να υπολογισθεί αναλυτικά. Οι νέες προσεγγιστικές σχέσεις συγκρίνονται με τις ακριβείς λύσεις Oberhettinger (βλ. βιβλίο αναφοράς Bowman, Senior & Uslenghi, 1987). Οι ακριβείς λύσεις δε εκφράζονται σε κλειστή αναλυτική μορφή και απαιτείται ο αριθμητικός υπολογισμός ολοκληρωμάτων. Αντίθετα, οι προσεγγιστικές λύσεις που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία εκφράζονται σε κλειστή αναλυτική μορφή. Όπως και οι λύσεις στο πεδίο του χρόνου, οι λύσεις στο πεδίο των συχνοτήτων έχουν 4 όρους και είναι ακριβέστερες από προηγούμενες λύσεις των συγγραφέων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στη συγκεκριμένη εργασία διερευνούμε τη μηχανική, δονητική και ακουστικοδυναμική συμπεριφορά κυμβάλου κατασκευασμένου από κράμα μπρούτζου Β20, μέσω της μεθόδου πεπερασμένων-οριακών στοιχείων FEM-BEM, στο πεδίο του χρόνου. Η καινοτομία της εργασίας έγκειται στη χρήση πραγματικών τριδιάστατων δεδομένων σωματικής κίνησης που καταγράφηκαν κατά την αλληλεπίδραση μουσικού-μπαγκέτας-κυμβάλου και τα οποία παρείχαν τις συνθήκες φόρτισης της αλληλεπίδρασης μπαγκέτας-κυμβάλου, στο υπολογιστικό μοντέλο που προσομοίωθηκε με την αριθμητική μέθοδο FEM-BEM. Η προτεινόμενη μεθοδολογία προάγει μια νέα προοπτική στο σχεδιασμό, τη βελτιστοποίηση και την κατασκευή μουσικών οργάνων λαμβάνοντας υπόψη τις αποκλίσεις στην εκτέλεση που εισάγονται σκόπιμα από τους μουσικούς ρελιστικά κατά την πραγματική ερμηνεία.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στην παρούσα εργασία εξετάζεται το πρόβλημα του γρήγορου υπολογισμού του ακουστικού πεδίου γύρω από σφήνες μέσω ημι-εμπειρικών σχέσεων. Ο ήχος ανακλάται πάνω στις επιφάνειες της σφήνας και περιθλάται πάνω στην ακμή της. Αντικείμενο της μελέτης είναι το ακουστικό πεδίο περίθλασης από την ακμή, το οποίο εκτείνεται παντού γύρω από τη σφήνα και η μελέτη γίνεται στο πεδίο των συχνοτήτων. Οι αναλυτικές λύσεις του προβλήματος, τόσο οι ακριβείς όσο και οι προσεγγιστικές, (βλ. βιβλίο αναφοράς των Bowman, Senior & Uslenghi, 1987) είναι μαθηματικά περίπλοκες και υπολογιστικά χρονοβόρες. Κατά συνέπεια δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιπτώσεις όπου ο αριθμός των σφηνών είναι πολύ μεγάλος (π.χ. τα σκαλοπάτια που δημιουργούν οι θέσεις των αρχαίων θεάτρων) ή σε εφαρμογές όπου η ταχύτητα των υπολογισμών είναι σημαντική. Γι αυτό το λόγο έχουν αναπτυχθεί ημι-εμπειρικές σχέσεις οι οποίες μειώνουν το υπολογιστικό κόστος κατά τάξεις μεγέθους. Με τον όρο εμπειρικές, ή ημι-εμπειρικές σχέσεις εννοούμε σχέσεις που περιέχουν απλές και γρήγορες μαθηματικές πράξεις οι οποίες προσεγγίζουν με ικανοποιητική ακρίβεια πολύπλοκες και χρονοβόρες μαθηματικές εκφράσεις ανεξάρτητα απο τη μέθοδο με την οποία αναπτύχθηκαν οι απλές εμπειρικές ή ημι-εμπειρικές σχέσεις. Ευρέως διαδεδομένα εμπειρικα μοντέλα περίθλασης περιέχονται στο Nord2000 (2001) και στο Harmonoise (2010). Πρόσφατα παρουσιάστηκε ένα εμπειρικό μοντέλο (Μενούνου-Ασημακόπουλος, 2021) βασισμένο σε μια προσεγγιστική αναλυτική λύση για το πεδίο περίθλασης (Μενούνου-Νικολάου, 2016) που ισχύει για υψηλές συχνότητες. Σε παλαιότερο συνέδριο (Μενούνου-Σαλάγας-Νικολάου, 2022) χρησιμοποιήθηκε μια διαφορετική λύση, με μεγαλύτερη ακρίβεια απο την αρχική λύση των Μενούνου-Νικολάου, και παρουσιάστηκε μια καινούργια ημι-εμπειρική σχέση, η οποία όμως περιοριζόταν σε δέκτες στη ζώνη σκιάς πίσω από την σφήνα. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιείται μια τρίτη, ακόμα πιο ακριβής προσεγγιστική λύση (Μενούνου,κ.ά.2024) η οποία, όπως και οι προηγούμενες, ισχύει για επίπεδα, κυλινδρικά και σφαιρικά κύματα και για υψηλές συχνότητες. Με βάση αυτή την αναλυτική λύση μια νέα εμπειρική φόρμουλα παρουσιάζεται, η οποία δεν περιορίζεται σε δέκτες στη ζώνη σκιάς, αλλά ισχύει για όλες τις θέσεις των δεκτών και (σε αντίθεση με τις λύσεις Nord2000, Harmonoise και Μενούνου-Ασημακόπουλος) ισχύει για όλες τις γωνίες σφήνας. Αρχικά, στη προσεγγιστική αναλυτική λύση αναγνωρίζεται το τμήμα που είναι υπεύθυνο για τους μεγάλους υπολογιστικούς χρόνους. Διαπιστώνεται ότι περιλαμβάνει ολοκληρώματα Fresnel και ότι είναι μια μιγαδική σιγμοειδής συνάρτηση μιάς μοναδικής παραμέτρου. Μια φόρμουλα παρουσιάζεται, η οποία προσεγγίζει αυτη την σιγμοειδή συνάρτηση τόσο ως προς το μέτρο όσο και ως προς τη φάση και η οποία απαιτεί απλές μαθηματικές πράξεις αντί για τον υπολογισμό των ολοκληρωμάτων Fresnel. Η φόρμουλα αυτή συγκρίνεται θετικά τόσο ως προς την ακρίβεια όσο και ως προς την ταχύτητα με υπάρχουσες σχέσεις που προσεγγίζουν ολοκληρώματα Fresnel (Nord2000, Heald 1985, McCormic 2002 and Umzul 2005). Οι ακριβείς λύσεις του προβλήματος απαιτούν τον αριθμητικό υπολογισμό ολοκληρωμάτων, μια διαδικασία που απαιτεί έλεγχο αριθμητικής σύγκλισης και είναι χρονοβόρα. Υποθέτωντας υψηλές συχνότητες τα ολοκληρώματα που περιέχονται στις ακριβείς λύσεις μετατρέπονται σε ολοκληρώματα Fresnel, των οποίων ο υπολογισμός είναι πιο εύκολος αλλά επίσης χρονοβόρος. Οι υπάρχουσες εμπειρικές λύσεις είτε προσεγγίζουν τα ολοκληρώματα Fresnel (Nord2000, Μενούνου-Σαλάγας-Νικολάου, παρούσα εργασία), είτε προσεγγίζουν κατευθείαν ολόκληρο το πεδίο περίθλασης για υψηλές συχνότητες (Harmonoise, Μενούνου-Ασημακόπουλος). Από ότι είναι σε θέση να γνωρίζουν οι συγγραφείς δεν υπάρχουν ημι-εμπειρικές σχέσεις που να παρέχουν το ακουστικό πεδίο τόσο για υψηλές όσο και για χαμηλές συχνότητες, δηλαδή ημι-εμπειρικές σχέσεις που να προσεγγίζουν τα ολοκληρώματα των ακριβών λύσεων. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια τέτοια ημι-εμπειρική σχέση ως επέκταση της εμπειρικής λύσης για τα ολοκληρώματα Fresnel. Η προτεινόμενη ημι-εμπειρική σχέση πλεονεκτεί σε σχέση με τα διαδεδομένα εμπειρικά μοντέλα Nord2000 και Harmonoise όσο και με τις προηγούμενες ημι-εμπειρικές σχέσεις των συγγραφέων. Έχει ευρύτερο πεδίο εγγυρότητας. Συγκεκριμένα, ισχυει για όλες τις γωνίες σφήνας, για όλες τις γωνιακές θέσεις πηγής-δέκτη και για μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων. Έχει μεγαλύτερη ακρίβεια και μικρότερο υπολογιστικό κόστος. Τέλος, η προτεινόμενη ημι-εμπειρική λύση ενσωματώνεται σε αναλυτικές λύσεις που περιγράφουν (ι) περίθλαση από ηχοαπορροφητική (αντί για ακουστικά σκληρή) σφήνα, (ιι) περίθλαση ανώτερης τάξης (δηλαδή διαδοχικές περιθλάσεις σε περισσότερες από μια σφήνες), και (ιιι) διαδοχικές περιθλάσεις σε περισσότερες από μια απορροφητικές σφήνες. Δημιουργούνται έτσι υβριδικές λύσεις που συνδιάζουν την μαθηματική περιγραφή πολύπλοκων προβλημάτων με το πλεονέκτημα του μικρού υπολογιστικού χρόνου. Οι υβριδικές αυτές λύσεις εφαρμόζονται για την πρόλεξη του ακουστικού πεδίου σε αντίστοιχα προβλήματα. Συγκεκριμένα εξετάζονται περιπτώσεις μεμονωμένης σκληρής ή απορροφητικής σφήνας, τετραγωνικού σκληρού εμποδίου πάνω σε σκληρό έδαφος, τριγωνικού απορροφητικού εμποδίου σε απορροφητικό έδαφος και τραπεζοειδούς εμποδίου (με σκληρή ή απορροφητική άνω βάση) σε απορροφητικό έδαφος. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται ικανοποιητικά με δημοσιευμένα πειραματικά δεδομένα και αριθμητικά αποτελέσματα από τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προτεινόμενη ανακοίνωση παρουσιάζει την υφιστάμενη κατάσταση και τα προβλήματα σύγχρονης αποκατάστασης επανάχρησης ενός δείγματος έντεκα (11) αρχαίων ελληνικών θεάτρων στη Δ. Ελλάδα (Συκιών, Μακύνεια, Καλυδώνα, Οινιάδες, Στράτος, Πλευρώνα) και στην Ήπειρο (Γίτανα, Δωδώνη, Αμβρακία, Κασσώπη, Νικόπολις). Τα δεδομένα της ανακοίνωσης εντάσσονται σε μια μακροχρόνια έρευνα - παρατηρητηρίου (από το 2004) η οποία επαναλαμβάνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. σε μεγάλο δείγμα αρχαίων θεάτρων, με στόχο την ακουστική αξιολό¬γηση της υφιστάμενης ή δυ¬νη¬τι¬κής επαναλειτουργίας τους. Αναλύεται η ιδιόμορφη εξέλιξη των θεάτρων του δείγματος, τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά τους και οι λειτουργικές δυνα¬τό¬τητες τους. Επίσης, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των ηχομετρήσεων της περιόδου 2019-24, όσον αφορά το είδος και τις στάθμες των κατά τόπους μόνιμων, περιοδικών ή ευκαιριακών, ηχητικών οχλή¬σεων, σε ποικίλες περι¬στάσεις. Η αξιολόγηση της δυνητικής λειτουργίας των θεάτρων περιλαμ-βάνει την υφιστάμενη οικοδομική κατάσταση των θεάτρων (στα επιμέρους λειτουργικά μέρη της ορχήστρας, του κοίλο και της σκηνής), οι πιθανές σύγχρονες λειτουργικές υποδομές (πρόσβαση και προσπέλαση, χώροι στάθμευσης, χώροι εξυπηρέτησης ηθοποιών και θεατών, Η/Μ εγκαταστάσεις παράστασης). Αναλυτικά, στα δεδομένα της έρευνας καταγράφονται αναλυτικά : -το σύγχρονο, φυσικό και ανθρωπογενές, περιβάλλον του θεάτρου -η τρέχουσα χρήση του θεατρικού χώρου -η κατάσταση της ορχήστρας, του κοίλου και της σκηνής, Επίσης αναλύονται και αξιολογούνται οι ιστορικές φάσεις που προσδιορίζουν τις σύγχρονες εργα¬σίες στερέωσης κι αποκατάστασης. Συνοπτικά, τα αποτελέσματα της έρευνας αποκαλύπτουν πως την τρέχουσα έχουν ενταθεί ή ολοκληρώθηκαν εκτεταμένες εργασίες αποκατάστασης, ενώ παραμένουν οι έντονες αστικές και ηχητικές πιέσεις που έχουν καταγραφεί στο περιβάλλον των αρχαίων θεάτρων.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την εφαρμογή μεθόδων ηχομόνωσης και ηχοπροστασίας καθώς και ακουστικού σχεδιασμού για την αναβάθμιση της ακουστικής συμπεριφοράς του νεοκλασικού κτηρίου του Δημοτικού Ωδείου Βόλου. Μέσω της παρούσας μελέτης, εκτιμάται η ικανότητα στέγασης σε νεοκλασικά κτήρια, δραστηριοτήτων που βασίζονται στην ακουστική του χώρου καθώς και τις παρεμβάσεις που είναι αναγκαίες κατά την ανακατασκευή τους ή την αποκατάστασή τους για την βελτίωση της ακουστικής τους. Το κτήριο του Δημοτικού Ωδείου Βόλου είναι ένα από τα καλύτερα δείγματα νεοκλασικού κτηρίου της πόλης του Βόλου και κατασκευάστηκε το 1882 για την στέγαση της Τράπεζας Ηπειροθεσσαλίας. Έπειτα από αρκετές επισκευές και αλλαγές χρήσης το 1984 αποκαταστάθηκε στην πρότερη μορφή του από την τεχνική υπηρεσία του Δήμου Βόλου για τη χρήση του ως Δημοτικό Ωδείο της Πόλης του Βόλου. Η εσωτερική του διαρρύθμιση και διακόσμηση ακολούθησε το ύφος της νεοκλασικής αρχιτεκτονικής και του πρότερου χαρακτήρα του κτηρίου με ψηλοτάβανα δωμάτια με περίτεχνες ξύλινες και γύψινες διακοσμήσεις, μαρμάρινα πατώματα και σκάλες, μεγάλες ξύλινες πόρτες και μεγάλα εξωτερικά παράθυρα και μπαλκονόπορτες. Οι παρεμβάσεις της αποκατάστασης του 1984 αφορούσαν εξολοκλήρου τα δομικά και οπτικά χαρακτηριστικά του κτηρίου χωρίς να περιλαμβάνουν καθόλου την ακουστική και την ηχομόνωση. Τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την πραγματοποίηση της παρούσας μελέτης ακουστικής αναβάθμισης ήταν τα εξής: 1. Καταγραφή των χαρακτηριστικών του χώρου (θέση, διαστάσεις, όγκος, αποστάσεις από διπλανά κτήρια, υλικά και μέθοδος κατασκευής), καθορισμός των τιμών στάθμης του περιβαλλοντικού θορύβου και αποτύπωση του κτηρίου σε αρχιτεκτονικό σχέδιο. 2. Πραγματοποίηση μετρήσεων στάθμης περιβαλλοντικού θορύβου σε επιλεγμένα σημεία του εξωτερικού και του εσωτερικού χώρου και μετρήσεις του συντελεστή ηχομείωσης των εσωτερικών χωρισμάτων. 3. Προσδιορισμός της επιθυμητής εσωτερικής ησυχίας για τη χρήση κάθε χώρου σύμφωνα με τη νομοθεσία και τις προδιαγραφές κριτηρίων θορύβου NR και με τη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, επιλογής των κατάλληλων συνδυασμών για πόρτες, υαλοπίνακες και σύνθεση τοιχοποιίας. 4. Εισαγωγή σε λογισμικό των τρισδιάστατων αρχιτεκτονικών σχεδίων και επιλογής των κατάλληλων υλικών για την κάλυψη των επιφανειών, έτσι ώστε οι τιμές της αντήχησης των αιθουσών να συμβαδίζουν με τις απαιτούμενες από τη βιβλιογραφία για την επιλεγμένη χρήση και τον εκάστοτε όγκο. Με τη βοήθεια του λογισμικού προσδιορίζονται οι ακουστικοί δείκτες και ελέγχονται τα φαινόμενα συντονισμού. 5. Διατύπωση συγκεκριμένων προτάσεων που περιλαμβάνουν επιλογή των κατάλληλων υλικών και της θέσης τοποθέτησης τους στον χώρο. Στα πλαίσια της μελέτης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις που αφορούσαν τις δύο σημαντικές ακουστικές ιδιότητες του χώρου, την ηχομόνωση-ηχοπροστασία του και τα εσωτερικά ακουστικά χαρακτηριστικά του. Όσον αναφορά την ηχομόνωση του χώρου διαπιστώθηκε η θετική συνδρομή των μεγάλου πάχους εξωτερικών τοίχων στην απομόνωση του εξωτερικού θορύβου αλλά και η ελλιπής ηχοπροστασία που προσφέρουν τα ελαττωματικά και παλιού σχεδιασμού κουφώματα από τα παράθυρα, τις μπαλκονόπορτες και τις εξώθυρες. Στον εσωτερικό χώρο η κατάσταση της ηχομείωσης μεταξύ των αιθουσών και των κοινόχρηστων χώρων είναι εξίσου προβληματική. Παρατηρείται ανεπιθύμητη μετάδοση ήχων από χώρο σε χώρο δίνοντας την αίσθηση ότι όλες οι δραστηριότητες γίνονται στο ίδιο δωμάτιο. Οι κύριοι υπαίτιοι για τις διαρροές αυτές είναι η εσωτερική τοιχοποιία και οι απλές εσωτερικές πόρτες μεγάλων διαστάσεων. Ερευνώντας τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των χώρων μουσικής μελέτης και εξυπηρέτησης του κοινού, διαπιστώθηκε η προβληματική ακουστική τους με κύριο χαρακτηριστικό τους υπερβολικούς χρόνους αντήχησης λόγω της απουσίας υλικών απόσβεσης-απορρόφησης και το μεγάλο ύψος των πέντε μέτρων όλων των χώρων αλλά και της γεωμετρίας των χώρων με τις παράλληλες επιφάνειες που ευνοούν τους συντονισμούς. Ταυτόχρονα στην αίθουσα συναυλιών επικρατεί αντίθετη κατάσταση με συσσώρευση μεγάλου αριθμού υλικών, οργάνων, διακοσμητικών στοιχείων, βαριών κουρτινών και υπεράριθμων καθισμάτων κοινού για τον υπάρχον μέγεθος της αίθουσας, μειώνοντας υπερβολικά τον επιθυμητό χρόνο αντήχησης και κατ’ επέκταση τη μουσική εμπειρία στο χώρο. Χρησιμοποιώντας σύγχρονα εργαλεία λογισμικού μοντελοποιήθηκε η τωρινή κατάσταση των χώρων καθώς και οι προτεινόμενες παρεμβάσεις με συγκεκριμένες διορθωτικές ενέργειες στους προβληματικούς τομείς της ηχομόνωσης και ακουστικής των χώρων. Παράλληλα υπολογίστηκαν οι απαιτήσεις της ηχομείωσης όλων των εσωτερικών χώρων ανάλογα με τη χρήση τους και εκτιμήθηκαν οι απαραίτητες παρεμβάσεις ώστε να εξασφαλίζεται η επιθυμητή εσωτερική ησυχία. Τέλος υπολογίστηκαν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ακουστικής των χώρων και προσδιορίστηκαν οι βελτιώσεις των χαρακτηριστικών αυτών ως συνέπεια συγκεκριμένων επεμβάσεων. Βασική μέριμνα όλου του παραπάνω διορθωτικού σχεδιασμού ήταν να μην αλλοιωθεί ο νεοκλασικός χαρακτήρας του κτηρίου γεγονός που οδήγησε σε συγκεκριμένες προτάσεις και παρεμβάσεις αποτελεσματικές ακουστικά μεν αλλά μη βέλτιστες. Ιδανικά, σε περιπτώσεις ανακατασκευής κτηρίων με συγκεκριμένο αρχιτεκτονικό χαρακτήρα και για ειδική χρήση όπως στην περίπτωση ενός ωδείου θα έπρεπε κατά την φάση του αρχικού σχεδιασμού τους να συμπεριληφθεί η ακουστική μελέτη για την ιδανικότερη υλοποίηση από πλευράς ακουστικής αλλά και κόστους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η προσέγγιση που ακολουθείται συχνά για την ηλεκτρακουστική εγκατάσταση σε χώρους συνάθροισης κοινού είναι αυτή των κατανεμημένων ηχείων (distributed loudspeakers), όπου τα ηχεία είναι κατανεμημένα σε μεγάλες σχετικές αποστάσεις μεταξύ τους, μέσα, πάνω η γύρω από την περιοχή ακρόασης. Η μελέτη τέτοιων περιπτώσεων συχνά απαιτεί την επιλογή ενός μεγάλου αριθμού παραμέτρων και μέχρι σήμερα δεν έχει προταθεί κάποιος τρόπος για τον προσδιορισμό των βέλτιστων τιμών των παραμέτρων αυτών. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται κατά πόσο παράμετροι όπως η θέση, ο προσανατολισμός και η ακουστική ισχύς λειτουργίας ενός συγκεκριμένου πλήθους ηχείων μπορούν να βελτιστοποιηθούν αυτόματα, με τη χρήση εργαλείων βελτιστοποίησης. Λαμβάνοντας ως δεδομένα τη θέση της περιοχής ακρόασης και τις ακουστικές ιδιότητες του κλειστού χώρου, παρουσιάζεται μια προσέγγιση για την βελτιστοποίηση των παραμέτρων μέσω έτοιμων εργαλείων μη-γραμμικής βελτιστοποίησης τα οποία μπορούν να λαμβάνουν υπόψιν και γραμμικούς περιορισμούς. Ως κριτήριο για βελτιστοποίηση προτείνεται η χρήση μια συνάρτησης κόστους η οποία λαμβάνει υπόψιν την επιθυμητή στάθμη ακρόασης και το λόγο απευθείας ήχου προς ανακλώμενο. Η μελέτη του προβλήματος γίνεται με βάση τη θεωρία των μεγάλων κλειστών χώρων και τις αρχές της γεωμετρικής ακουστικής. Το μαθηματικό μοντέλο του χώρου υποθέτει την συνύπαρξη του απευθείας και του ανακλώμενου ήχου. Για τον απευθείας ήχο οι εξασθενήσεις θεωρείται ότι ακολουθούν τον νόμο της αντίστροφης απόστασης, ενώ για την γωνιακή απόκριση των ηχείων προτείνεται η χρήση μιας αναλυτικής συνάρτησης η οποία βασίζεται στη συνάρτηση Cauchy και η οποία δύναται να παραμετροποιείται συναρτήσει του συντελεστή κατευθυντικότητας του ηχείου. Από την άλλη, για τον ανακλώμενο ήχο, η υπόθεση που ακολουθείται είναι αυτή της σταθερής πυκνότητας ενέργειας. Για την πρόσθεση της συνιστώσας του απευθείας ήχου από κάθε ηχείο αλλά και για την ανακλώμενη συνιστώσα, υιοθετείται η υπόθεση της ανεξαρτησίας των πηγών. Στην εργασία γίνεται μια αναλυτική αναφορά στις διαφορετικές μεταβλητές που δύναται να θέτονται ως παράμετροι σχεδιασμού προς βελτιστοποίηση καθώς και στο πως η επιβολή γραμμικών περιορισμών μπορεί να βοηθήσει στην αναζήτηση λύσεων οι οποίες να είναι αποδεκτές από φυσική και λειτουργική σκοπιά. Μέσα από πειράματα σε διαφορετικούς χώρους και σενάρια, αποδεικνύεται ότι η προτεινόμενη μέθοδος μπορεί πραγματικά να βοηθήσει το μελετητή στη λήψη αποφάσεων. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται αποτελέσματα για δύο διαφορετικά προβλήματα κατανεμημένων ηχείων, ένα για ηχεία τοποθετημένα περιμετρικά της περιοχή ακρόασης και ένα για ηχεία τοποθετημένα στο ταβάνι, πάνω από την περιοχή ακρόασης.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η εργασία που παρουσιάζεται είναι μέρος τρέχουσα διδακτορική έρευνας που αποσκοπεί στη διερεύνηση νέων εργαλείων και μεθόδων και στην ανάπτυξη ποιοτικών κριτηρίων που σχετίζονται με τον χώρο και τα ηχητικά φαινόμενα, έτσι ώστε να συμπληρώσουν τις παραδοσιακές ακουστικές μετρήσεις, και να συμπεριλάβουν, τη μελέτη του ηχητικού περιβάλλοντος, της ηχητικής ατμόσφαιρας και των ηχητικών γεγονότων στο αρχιτεκτονικού περιβάλλον, ώστε να τα ενσωματώσει στην αρχιτεκτονική σύνθεση και τον σχεδιασμό (αρχιτεκτονικού, πολεοδομικού, κ.α.). Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται αποτελείται από εργαλεία και όργανα μέτρησης, όπως μικρόφωνα διαφορετικών τυπολογιών,ηχομετρα ,προγράμματα αναλυτές ήχου και άλλα συστήματα δοκιμών, ορισμένα από τα οποία έχουν αναπτυχθεί από τη βιομηχανία για τη μέτρηση ακουστικών ποιοτήτων (κτίριο/ περιοχή/ περιβάλλον/ υλικά /κ.α. ) όπως η απόκριση συχνότητας, η ηχητική πίεση κ.α., ενώ τα υπόλοιπα ερευνητικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται ακολουθούν το ήθος του D.I.Y. (κάνε το μόνος σου) για την ανάπτυξη πρότυπου εξοπλισμού μετρήσεων (προσαρμοσμένα μικρόφωνα, κεραίες, ηχεία, πομποί, αισθητήρες, μικροελεγκτές κ.λπ.). Οι έρευνα εκτείνεται σε διαφορετικες αρχιτεκτονικές κλίμακες, από την πολεοδομική και δημόσια έως την ανθρώπινη κλίμακα και ανάλυση των κτιρίων και χώρων. Περιλαμβάνονται διαφορετικά πεδία έρευνας: αστικά, μη αστικά και ημι-αστικά, σε ελεύθερο πεδίο στην ύπαιθρο ή υψηλής πυκνότητας αστικά κέντρα, εγκαταλελειμμένα ή κατοικημένα οικιστικά παραδείγματα και συνεπώς διαφορετικά ηχητικά φαινόμενα. Η δημοσίευση επικεντρώνεται κυρίως στο στάδιο των πειραματισμών και διερεύνησης μεθοδολογιών για την συλλογή, σύγκριση και ανάλυση των ηχητικών φαινομένων και ποιοτήτων των επιλεγμένων πεδίων. Οι μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν και θα παρουσιαστούν είναι:α) Re-sounding Ruins: αναφέρεται στην αποτυπωση αστικών και μη αστικών εγκαταλειμμένων κτιριακών κελυφών και οικιστικών συνόλων, και ενδιαφέρεται για την απόδοση των ηχητικών τους ποιοτήτων ως υφιστάμενα κελύφοι σε διάδραση με την γειτνίαση τους (ηχητική, χωρική, περιβαλλοντική κ.α.) τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται στο πεδίο είναι μικρόφωνα, ηχόμετρα, διαφορετικών τυπολογιών, κάρτα ήχου, υπολογιστής, υλικά αποτυπωσης κ.α. β)material sequence : Ομοιος η μεθοδολογία αυτή αποσκοπεί στην αποτυπωση αστικών και μη αστικών κτιριακών κελυφών και οικιστικών συνόλων κατα την διάρκεια διαφορετικών σταδίων κατασκευής τους (στατικός φορέας, εξωτερικο κέλυφος, κουφωματα, τελικές επιφάνειες, κινητος εξοπλισμος), και ενδιαφέρεται για τις ποιοτικές αλλαγές στο ηχητικό τους περιβάλλον. γ) Esquis’sons: Είναι ένα εργαλείο υποστήριξης σχεδιασμού σε τρισδιάστατο χώρο για το ηχητικό περιβάλλον, ανοικτού κώδικα, που στην παρούσα έρευνα χρησιμοποιείται στις μελέτες υφιστάμενων συνόλων (ελληνικού αρχαίου θεάτρου, κ.α.) και εφαρμόζεται και σε νέα έργα σχεδιασμού κατασκευών όπως πολυώροφες κατοικίες μικτής χρήσης, σε μικρότερης κλίμακας κατασκευες και αποκαταστάσεις καθώς και σε έργα αγροτικών κατοικιών και δημόσιων πλατειών. δ) Impuls(iv)e response: είναι η επί τόπου μέτρηση της κρουστικής απόκρισης ενός υπαίθριου ή εσωτερικού χώρου αλλά αυτή την φορά όχι με τυποποιημένο θόρυβο αλλά με ένα «συνηθισμένο» και «τοπικό» κρουστικό σήμα. Το σήμα αυτό δανείζεται από το υφιστάμενο περιβάλλον του επιλεγμένου πεδίου μελέτης, και αντιπροσωπεύει τους καθημερινούς-κοινωνικούς ήχους και εκπέμπονται μέσω μιας εγκατάστασης πολυκαναλων ηχείων που μιμούνται καθημερινούς ήχους που λαμβάνουν χώρα σε ένα περιβάλλον διαβίωσης. Οι μελέτες περίπτωσης είναι μικρότερης κλίμακας κτιριακες άδειες και αποκαταστάσεις, καθώς και αγροτικά οικιστικά έργα. Τα αναμενόμενα αποτελέσματα είναι μετρήσιμα ηχητικά φαινόμενα που επιβεβαιώνονται μέσω της μελέτης των ηχογραφήσεων και των μετρήσεων πεδίου και τα οποία μπορούν να λειτουργήσουν ως βάση για νέα ακουστικά κριτήρια ή περαιτέρω έρευνα. Σχεδιαστικά, πιστεύεται ότι τα αποδιδόμενα ηχητικά φαινόμενα και αποτελέσματα που προκύπτουν ωφελούν τις στρατηγικές σχεδιασμού και αρχιτεκτονικής.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα μελέτη διερευνά την ακουστική του Ωδείου του Ηρώδου του Αττικού, του αρχαίου και επί του παρόντος εν μέρει ανακατασκευασμένου Ωδείου που βρίσκεται στην καρδιά της Αθήνας. Πιο συγκεκριμένα, η έρευνα επικεντρώνεται στην αρχική κατασκευή του Ωδείου, προ καταστροφής της οροφής, που θεωρείτο ότι έφερε μέχρι και το 267 Π.Χ (Korres, 2014). Αρχικά, κατασκευάστηκε ένα γεωμετρικό ακουστικό μοντέλο του Ωδείου χρησιμοποιώντας το λογισμικό CATT-Acoustic. Το μοντέλο συμπεριέλαβε την στέγη που λογίζεται ότι εκτείνονταν σε όλο το μήκος του θεάτρου. Οι πληροφορίες σχετικά με την κατασκευή και τα επιμέρους τμήματά της λήφθηκαν από τον Δρ. Μανώλη Κορρέ, αρχιτέκτονα, πολιτικό μηχανικό και καθηγητή της ιστορίας της αρχιτεκτονικής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, ο οποίος είχε ασχοληθεί με την εν λόγω μελέτη και έχει παραθέσει λεπτομερείς περιγραφές της κατασκευής στο αντίστοιχο βιβλίο του (Korres, 2014). Σημαντικό να αναφερθεί ότι η ακουστική μελέτη του Ωδείου συμπεριλαμβανομένης της πλήρους σκεπής, δεν είχε εξεταστεί σε προηγούμενες ακουστικές μελέτες του χώρου. Η παρούσα μελέτη αφορά στην ανάλυση των ακουστικών ιδιοτήτων του Ωδείου κατειλημμένο κατά ένα 80% από ακροατές στο κοίλο του. Τέσσερις ακουστικές παράμετροι έχουν εξεταστεί: ο χρόνος αντήχησης (T30), η ευκρίνεια (C80), ο δείκτης ισχύος (G) και ο δείκτης μετάδοσης ομιλίας (STI). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο χρόνος αντήχησης ήταν οριακά υψηλότερος από τις προτεινόμενες βέλτιστες τιμές για τον τύπο των παραστάσεων που λάμβαναν χώρα κατά τη ρωμαϊκή εποχή στην οποία ανήκει το Ωδείο, αλλά εντός του εύρους προηγούμενων δημοσιευμένων δεδομένων σχετικά με προβλέψεις παρόμοιων δομών. Υψηλή ευκρίνεια ομιλίας καθώς και επαρκής ισχύς του ήχου αναμένονταν σε κεντρικές θέσεις και στις χαμηλότερες περιοχές της κερκίδας ενώ μείωση των τιμών παρατηρείται καθώς κινούμαστε σταδιακά από τη μέση προς την περιοχή του άνω κοίλου. Επιπλέον, παρόλο που η καταληπτότητα της ομιλίας ταξινομήθηκε σύμφωνα με την κλίμακα αξιολόγησης της διεθνούς ηλεκτροτεχνικής επιτροπής IEC 60268-16, ως «επαρκής» (fair) στην κατειλημμένη έκδοση, ήταν εντός του εύρους των προβλεπόμενων τιμών για παρόμοιες κατασκευές βάση της βιβλιογραφίας. Τέλος, οι υλοποιήσεις των παραπάνω εφαρμόστηκαν και σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας που επέτρεψε την πλοήγηση στον εικονικό χώρο συμπεριλαμβανομένων οπτικοακουστικών ερεθισμάτων, με σκοπό την επίτευξη μιας ολιστικής εμπειρίας.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: 18 Διαπιστευμένα Εργαστήρια από 9 διαφορετικές χώρες μετράνε πανομοιότυπο δοκίμιο. Στη συνέχεια η διοργανώτρια εταιρεία συγκρίνει και αξιολογεί τα αποτελέσματα αλλά και τα Εργαστήρια.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να επανασχεδιαστεί ακουστικά μία Αίθουσα Πολλαπλών Χρήσεων, ενός σχολικού συγκροτήματος του Βόλου. Οι βασικές χρήσεις της Αίθουσας αφορούν στην υποστήριξη δραστηριοτήτων άθλησης και πολιτιστικών εκδηλώσεων. Ο χρόνος αντήχησης Τ30 βρέθηκε 3.66 s με προφανή επίδραση σε όλες τις ακουστικές παραμέτρους (C50, C80, D50, STI, κτλ). Οι προτεινόμενες λύσεις εξασφαλίζουν σημαντική μείωση του χρόνου αντήχησης ανάλογα με τη χρήση (0.79 s και 1.39 s για ομιλία και μουσική και 2.02 για άθληση) και συμμόρφωση σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στα πλαίσια διπλωματικής εργασίας έγινε μια προσπάθεια ανάλυσης και προσομοιώσεις παν-κατευθυντικών πηγών ήχου. Εξετάστηκαν τρία είδη πηγών: μια κλειστή δωδεκάεδρη πηγή, μια κλειστή εικοσιδωδεκάεδρη πηγή και μία εικοσιδωδεκάεδρη πηγή με διόδους. Αφού διαπιστώθηκε ο τρόπος λειτουργίας των διατάξεων αυτών, χρησιμοποιήθηκαν αλγόριθμοι βελτιστοποίησης για την εύρεση την καλύτερης επιλογής. Αρχικά οι αλγόριθμοι εντόπισαν την βέλτιστη λύση για κάθε περίπτωση και στην συνέχεια τον βέλτιστο τύπο παν-κατευθυντικής πηγής.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται μέθοδοι και αποτελέσματα χαρακτηρισμού και απεικόνισης τρεχόντων ακουστικών κυμάτων μέσα σε κρυστάλλους. Για τον ακριβή ποσοτικό και ποιοτικό χαρακτηρισμό και έλεγχο της έντασης, της συχνότητας και της χωρικής κατανομής των τρέχοντων ακουστικών κυμάτων απαραίτητη προϋπόθεση είναι η απεικόνιση τους με υψηλή ευκρίνεια και ταχύτητα, προκειμένου να αποτυπώνονται στατικά. Για τον σκοπό αυτό κατάλληλες μέθοδοι οπτικής απεικόνισης αποτελούν η συμβολομετρία λέιζερ και η φασική απεικόνιση. Στη συμβολομετρία, πχ. με χρήση συμβολόμετρου Mach-Zehnder, η χωρική κατανομή των ακουστικών κυμάτων απεικονίζεται μέσω της διαφοράς φάσης που αποκτά το φως όταν διασχίζει περιοχές του κρυστάλλου με διαφορετικό δείκτη διάθλασης. Πιο συγκεκριμένα, η αρχικά ομοιογενής πυκνότητα του κρυστάλλου διαμορφώνεται δυναμικά από τα τρέχοντα ακουστικά κύματα, τα οποία μετατοπίζουν τα κρυσταλλικά επίπεδα και δημιουργούν περιοχές υψηλής και χαμηλής χωρικής πυκνότητας στη διεύθυνση διάδοσης τους. Η φασική ανομοιογένεια της φωτεινής δέσμης που διέρχεται από τον κρύσταλλο (probe beam-δέσμη ελέγχου) προκαλεί παραμόρφωση των κροσσών συμβολής, η οποία με κατάλληλη επεξεργασία μας δίνει πληροφορία για την αλλαγή του δείκτη διάθλασης λόγω των ακουστικά διαμορφωμένων κρυσταλλικών επιπέδων. Η μέθοδος έχει ικανοποιητική διακριτική ικανότητα (της τάξης των μερικών nm) αλλά παρουσιάζει σχετικά υψηλή πολυπλοκότητα ως προς την βελτιστοποίησή της. Η οπτική φασική απεικόνιση είναι εναλλακτική μέθοδος απεικόνισης ανομοιογενειών στον δείκτη διάθλασης υλικών, η οποία βρίσκει εφαρμογή μεταξύ άλλων στην απεικόνιση ακουστικών κυμάτων. Η μέθοδος βασίζεται στην εκτροπή του φωτός λόγω της περιοδικής διαμόρφωσης του δείκτη διάθλασης κάθετα στην διάδοση της δοκιμαστικής οπτικής δέσμης, όπως περιεγράφηκε προηγουμένως. Όταν, η οπτική δέσμη διαδίδεται διαμέσου του κρυστάλλου, η κλίση του δείκτη διάθλασής αναγκάζει το φως να εκτραπεί λόγω του φαινομένου της διάθλασης. Η εκτροπή αυτή απεικονίζεται ως ανομοιομορφία στην κατανομή της έντασης του φωτός πάνω στην οθόνη μιας κάμερας υψηλής ευκρίνειας. Το βασικό πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι επιτρέπει την ανίχνευση ακουστικών κυμάτων με υψηλή διακριτική ικανότητα, της τάξης των nm, με χρήση σχετικά απλών πειραματικών διατάξεων. Εδώ παρουσιάζονται αποτελέσματα από την ανίχνευση και απεικόνιση ακουστικών κυμάτων σε κρυστάλλους χαλαζία (Quartz) με την μέθοδο οπτικής απεικόνισής φάσης αλλά και με συμβολομετρία Mach-Zender. Διαμήκη ημιτονοειδή ακουστικά κύματα παράγονται από ειδικά κατασκευασμένους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς σε εύρος συχνοτήτων από 20 έως 60 MHz. Τα κύματα ταξιδεύουν μέσα στον κρύσταλλο χαλαζία (Quartz) με ταχύτητα 5570 m/s διαμορφώνοντας δυναμικά τα κρυσταλλικά επίπεδα. Ένα παλμικό σύστημα λέιζερ Nd:YAG, με παλμούς διάρκειας 6 ns και κεντρικό μήκος κύματος στα 1064 nm, χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των τρέχοντων ακουστικών κυμάτων. Η χρήση παλμικού λέιζερ επιτρέπει την στατική απεικόνιση των τρεχόντων ακουστικών κυμάτων, καθώς στην διάρκεια των 6ns που διαρκεί ο κάθε παλμός το κύμα έχει ταξιδέψει μέσα στο Quartz 33μm που είναι αρκετά μικρότερο από το μήκος κύματος των τρεχόντων κυμάτων. Για την περίπτωση της ταχείας φασικής απεικόνισης παρουσιάζεται, επίσης υπολογιστικό μοντέλο που επιτρέπει την ποσοτικοποίηση διαφόρων χαρακτηριστικών των ακουστικών κυμάτων, όπως η ακουστική πίεση και η γωνία εκτροπής του φωτός. Απώτερος σκοπός της βελτιστοποίησης του χαρακτηρισμού των ακουστικά διαμορφωμένων κρυστάλλων είναι η χρήση τους σε διάφορα επιστημονικά πεδία, όπως στις φυσικές επιστήμες και η ιατρική. Επίσης, προτείνονται ως πηγές ακτίνων γ με ενέργεια MeV με εξαιρετική απόδοση και χαμηλό κόστος. Συνεπώς, η ικανότητα αποτελεσματικού χαρακτηρισμού τους είναι απαραίτητη προϋπόθεση για οποιαδήποτε περαιτέρω πρόοδο στην ανάπτυξη των εφαρμογών τους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η παρούσα εργασία πραγματοποιείται στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού Έργου Searchable multi-dimensional Data Lakes supporting Cognitive Film Production & Distribution for the Promotion of the EuropeaN Cultural HeritagE, το οποίο έχει ως στόχο την παροχή εργαλείων για την υποστήριξη των εργασιών κινηματογραφικής παραγωγής σε όλα τα στάδια προπαραγωγής, παραγωγής και μεταπαραγωγής. Μεταξύ άλλων, παρέχεται στους ενδιαφερόμενους χρήστες (κινηματογραφικοί παραγωγοί, σκηνοθέτες, υπεύθυνοι ήχου κλπ.) η δυνατότητα εικονικής πλοήγησης σε χώρο τόσο οπτικά μέσω του τρισδιάστατου μοντέλου, όσο και ηχητικά, μέσω μιας ηχητικής προσομοίωσης της απόκρισης του χώρου για διαφορετικές θέσεις πηγής και δέκτη εντός του χώρου. Η χρησιμότητα αυτής της λειτουργικότητας είναι να παρέχει μια ενδεικτική πληροφορία σχετικά αφενός με την καταλληλότητα του χώρου για πραγματοποίηση ηχογραφήσεων, αφετέρου για τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του για την υποβοήθηση του ηχητικού σχεδιασμού. Η ηχητική προσομοίωση βασίζεται στην πραγματοποίηση ηχογραφήσεων σε έναν χώρο. Οι χώροι ενδιαφέροντος στο πλαίσιο του συγκεκριμένου έργου αποτελούν κατά κανόνα χώρους πολιτιστικής κληρονομιάς. Στη συνήθη περίπτωση, τέτοιοι χώροι δεν προσφέρουν παροχή ηλεκτρικού ρεύματος και η διαδικασία απαιτεί δυνατότητες φορητότητας. Επιπλέον, στόχος είναι η δημιουργία μεγάλων και δυναμικών αποθετηρίων με τη συνδρομή πολλών διαφορετικών χρηστών. Οι παραπάνω απαιτήσεις δικαιολογούν έναν συμβιβασμό στην πιστότητα και την ακρίβεια των μετρήσεων, οι οποίες πρέπει να μπορούν να εκτελεστούν από μη εξειδικευμένους χρήστες και με προσβάσιμο εξοπλισμό. Σε αυτή την κατεύθυνση, έχει επιλεγεί σαν μεθοδολογία η χρήση ενός φορητού εγγραφέα με μικρόφωνα σε διάταξη Soundfield που επιτρέπει την εγγραφή και κωδικοποίηση τόσο σε κωδικοποίηση B-Format, όσο και τη χρήση μόνο της πανκατευθυντικής συνιστώσας W του B-Format. Ως πηγή ήχου χρησιμοποιείται μία φορητή πηγή ήχου που αναπαράγει ημιτονοειδής σαρώσεις με διαφορετικά χαρακτηριστικά, καθώς και μπαλόνια για κρουστικές διεγέρσεις. Οι σαρώσεις δημιουργούνται από το λογισμικό REW με χρήση διαφορετικών παραμετροποιήσεων ως προς την ταχύτητα σάρωσης. Κατά την ηχογράφηση στον χώρο επιλέγονται συγκεκριμένες θέσεις της πηγής και του εγγραφέα. Οι θέσεις επιλέγονται εμπειρικά, με βάση τα πιο χαρακτηριστικά του χώρου. Επιλέγονται οι πιο πιθανές θέσεις πηγής και ακροατή για ένα τυπικό σενάριο κινηματογράφησης. Ωστόσο, στόχος είναι να δοθεί στον χρήστη η δυνατότητα να επιλέξει σχετικές θέσεις πηγής και χρήστη οι οποίες δεν έχουν προβλευθεί κατά τη διαδικασία των ηχογραφήσεων. Σε αυτή την κατεύθυνση, πρέπει να βρεθεί ένα μοντέλο προσομοίωσης που να υπολογίζει την απόκριση σε κάθε θέση πηγής-δέκτη με χρήση των καταγεγραμμένων θέσεων. Αυτή η μεθοδολογία εφαρμόστηκε για την καταγραφή και τη μοντελοποίηση συγκεκριμένων χώρων που σχετίζονται με την πολιτιστική κληρονομιά στην Κύπρο. Σε κανέναν από τους επιλεγμένους χώρους δεν υπήρχε η δυνατότητα ηλεκτρικής παροχής, οπότε η απαίτηση της φορητότητας ήταν δεδομένη. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται μια διπλή διερεύνηση. Αφενός διερευνάται η επίδραση των διαφορετικών σημάτων διέγερσης, δηλαδή η αναπαραγωγή των ημιτονοειδών σαρώσεων με διαφορετικά χαρακτηριστικά, καθώς και η χρήση κρουστικών διεγέρσεων (π.χ. μπαλόνι). Παράλληλα, εξετάζεται πειραματικά η μεθοδολογία προσομοίωσης της απόκρισης σε συγκεκριμένη θέση πηγής-δέκτη με βάση της υπόλοιπες. Για αυτό τον λόγο πραγματοποιείται πείραμα σε ελεγχόμενο χώρο, όπου γίνεται η καταγραφή για 10 διαφορετικές θέσεις πηγής και δέκτη σύμφωνα με τη μεθοδολογία που παρουσιάστηκε. Στη συνέχεια, η μία θέση θεωρείται άγνωστη και υπολογίζεται έχοντας ως είσοδο της υπόλοιπες 9. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με την καταγεγραμμένη απόκριση για τη δεδομένη θέση πηγής-δέκτη.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Design of vibro-acoustic systems including poroelastic material, with main aim the reduction if not cancellation of noise, require the knowledge of several material parameters. These material parameters usually are possible to be defined using some regular test in a standard acoustic laboratory. Here, we study an inverse technique for the characterization of poroelastic materials based on Biot’s theory of poroelasticity. Experimental setups for such a procedure usually consist of some configuration of several sequentially positioned layers each of it in the general case could be a poroelastic medium, some fluid or an elastic solid. As an indicative example we mention a configuration formed by a fluid, two porous layers saturated by a fluid, a solid layer and a second fluid. The configurations considering here result in an one-dimensional problem in the longitudinal direction, free of external forces per unit volume, stationary, and in the frequency domain ω. The problem represents the ideal conditions of the Kundt’s or impedance tube. In our work we take advantage of analytical solutions for the one-dimensional case of the poroelasticity’s boundary value problem. Based on previous works of one of the authors (LSR), the macroscopic model is valid from low to high frequencies; therefore, the analytical solutions are valid from low to high frequencies. Utilizing these solutions we develop a java-based toolkit that solves genelar case of an indefinite finite number of layers multidomain problem and calculates acoustical indicators, e.g. the surface impedance, the reflection coefficient or the absorption coefficient, important for poroelastic material characterization in vibro-acoustic applications. Following that we set a minimization problem in order to approximate the material parameters using the measured acoustical indicators. For the minimization procedure we use an evolutionary algorithm, namely the differential evolution, which is a gradient free algorithm appropriate for global optimization. Finally, examples that validate the current approach are presented.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Οι υπερηχητικοί κρότοι (sonic booms) είναι κρότοι υψηλής έντασης που δημιουργούνται κατά την πτήση υπερηχητικών αεροπλάνων, διαδίδονται στην ατμόσφαιρα μέχρι το έδαφος και μπορεί να προκαλέσουν ηχορύπανση ή και υλικές ζημιές. Οι συνθήκες της πτήσης ενός υπερηχητικού αεροσκάφους, όπως ταχύτητα πτήσης, γωνία προσβολής και υψόμετρο πτήσης επηρεάζουν τη δημιουργία ενός υπερηχητικού κρότου γύρω από το αεροσκάφος και κατ’ επέκταση την κυματομορφή του κρότου που θα φτάσει στο έδαφος. Στην παρούσα εργασία μελετάται ο τρόπος δημιουργίας του υπερηχητικού κρότου γύρω από το αεροπλάνο και διάδοσης του στην ατμόσφαιρα μέχρι το έδαφος. Επιπλέον παρουσιάζεται ένα νευρωνικό δίκτυο το οποίο, έπειτα από κατάλληλη εκπαίδευση, δέχεται ως είσοδο τις συνθήκες πτήσης και επιστρέφει ως έξοδο την κυματομορφή στο έδαφος. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας δημιουργήθηκε ένα προκαταρκτικό σχέδιο ενός υπερηχητικού επιβατηγού αεροσκάφους και μελετήθηκε ο υπερηχητικός του κρότος. Η μελέτη του υπερηχητικού κρότου περιλαμβάνει 2 φάσεις: i) την δημιουργία του κρότου κοντά στο αεροπλάνο όπου η κυματομορφή του διαμορφώνεται από την υπερηχητική ροή γύρω από το αεροπλάνο, ii) την διάδοση του κρότου μέσα στην ατμόσφαιρα όπου η κυματομορφή του αλλάζει λόγω μη γραμμικότητας καθώς και των μηχανισμών απορρόφησης της ατμόσφαιρας. Για τον κρότο κοντά στο αεροπλάνο χρησιμοποιήθηκε η θεωρία του Whitham (Whitham 1952). Με βάση τη θεωρία αυτή η κυματομορφή του κρότου κοντά στο αεροπλάνο προκύπτει από τον υπολογισμό ενός ολοκληρώματος κατά μήκος του άξονα διατοιχισμού (διαμήκη άξονα) του αεροπλάνου. Η υπό ολοκλήρωση ποσότητα περιλαμβάνει τη δεύτερη παράγωγο της διατομής του αεροπλάνου σε κάθε θέση του διαμήκη άξονα συν τη δεύτερη παράγωγο μιας ισοδύναμης διατομής που αντιστοιχεί στην τιμή της δύναμης άντωσης σε κάθε θέση του διαμήκη άξονα. Η διατομή κατά το διαμήκη άξονα υπολογίστηκε από τη σχεδίαση του αεροπλάνου ενώ η ισοδύναμη διατομή που αντιστοιχεί στην άντωση με βάση τη θεωρία του Carlson (Carlson 1971). Το άθροισμα των συναρτήσεων των διατομών ως προς το διαμήκη άξονα δεν είναι 2 φορές παραγωγίσιμο. Συνεπώς, ο αριθμητικός υπολογισμός της δεύτερης παράγωγου του αθροίσματος των 2 διατομών επιστρέφει απειρισμούς με αποτέλεσμα το ολοκλήρωμα να αποκλίνει. Διάφοροι τρόποι έχουν προταθεί για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος όπως η εισαγωγή συναρτήσεων Bessel στην υπό ολοκλήρωση ποσότητα (Whitham 1952), (Lighthill 1949). Στην παρούσα εργασία προτείνεται μία εναλλακτική λύση. Το άθροισμα των διατομών προσεγγίζεται τμηματικά από πολυώνυμα. Τα όρια του κάθε τμήματος τοποθετούνται εκεί όπου υπάρχει ασυνέχεια της 2ης παραγώγου. Κάτι τέτοιο συμβαίνει στις αλλαγές γεωμετρίας όπως αρχή πτέρυγας ή αρχή ουραίου κ.α. Κατ’ επέκταση το ολοκληρωμα που δίνει την κυματομορφή υπολογίζεται αναλυτικά και τμηματικά από τα επιμέρους ολοκληρώματα που δημιουργούνται. Για την διάδοση του κρότου στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιείται υπάρχων κώδικας ο οποίος λύνει τις μη γραμμικές εξισώσεις Burgers για διάδοση σε μη ομογενή ατμόσφαιρα και λαμβάνει υπόψιν του το θερμοιξώδες καθώς και τους μηχανισμούς μοριακής χαλάρωσης του οξυγόνου και του αζώτου. Στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται ένα μοντέλο πρόλεξης της κυματομορφής του κρότου στο έδαφος το οποίο έχει ως είσοδο την ταχύτητα πτήσης, τη γωνία προσβολής και το ύψος της πτήσης. Το μοντέλο βασίζεται σε ένα νευρωνικό δίκτυο FCNN (fully connected neural network), το οποίο έχει εκπαιδευτεί με δεδομένα από πολλούς συνδυασμούς εισόδων και εξόδων. Τα δεδομένα προκύπτουν από την εύρεση του ολοκληρώματος της κυματομορφής κοντά στο αεροσκάφος με βάση τη θεωρία του Whitham και την προσομοίωση της διάδοσης αυτού στην ατμόσφαιρά μέσα από τις εξισώσεις Burgers. Το πλεονέκτημα του νευρωνικού έναντι των παραδοσιακών μεθόδων είναι ότι αφού εκπαιδευτεί μπορεί να δώσει προλέξεις του υπερηχητικού κρότου σε πραγματικό χρόνο.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στην παρούσα εργασία διερευνάται η χρησιμοποίηση της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομπής (AE) για την ανίχνευση πλαστικής παραμόρφωσης, σχηματισμού ρωγμών, και εξέλιξης της αστοχίας σε δομικό χάλυβα κατασκευών. Ο προσδιορισμός των σημάτων ΑΕ που σχετίζονται με αστοχία και έναρξη πλαστικής παραμόρφωσης αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην ανάπτυξη και εφαρμογή συστημάτων παρακολούθησης δομικής ακεραιότητας (Structural Health Monitoring - SHM) σε κρίσιμες υποδομές. Κατά συνέπεια, στα πλαίσια της προβλεπτικής συντήρησης, είναι δυνατή η έγκαιρη πρόβλεψη αστοχιών, ενισχύοντάς σημαντικά την ασφάλεια, την αξιοπιστία και τη μακροβιότητα των υποδομών. Στην συγκεκριμένη εργασία ακολουθήθηκε η παρακάτω μεθοδολογία: Για τον προσδιορισμό των κύριων χαρακτηριστικών των κυμάτων ΑΕ που παράγονται ενδογενώς από το ίδιο το υλικό κατά τα στάδια της πλαστικής παραμόρφωσης, σχηματισμού ρωγμών και εξέλιξης αστοχίας, το διάγραμμα της χρονικής εξέλιξης της ΑΕ κατά την διάρκεια των μηχανικών δοκιμών απεικονίστηκε μαζί με τη καμπύλη Τάσης – Παραμόρφωσης. Η καταγεγραμμένη δραστηριότητα AE διαχωρίστηκε σε διακριτές ομάδες σημάτων που αντιστοιχούν στα στάδια ελαστικής παραμόρφωσης, ορίου διαρροής, πλαστικής παραμόρφωσης, και αστοχίας που παρατηρήθηκαν στην καμπύλη Τάσης-Παραμόρφωσης. Για την ανάλυση της κατανομής της έντασης των σημάτων ΑΕ κατά τα παραπάνω στάδια, αξιοποιήθηκε η ενέργεια των αντίστοιχων σημάτων, καθώς συμβάντα αστοχίας και μεταβολής στη δομή του υλικού συνοδεύονται από υψηλές τιμές ενέργειας σε σχέση με τον ανεπιθύμητο θόρυβο που μπορεί επίσης να καταγραφεί κατά την δοκιμή ΑΕ. Υψηλότερη ενέργεια διαπιστώθηκε στο όριο διαρροής του υλικού όπου πραγματοποιείται η μετάβαση από την αντιστρέψιμη ελαστική παραμόρφωση στη μόνιμη πλαστική παραμόρφωση. Στη συνέχεια, η παραγόμενη ενέργεια στα σήματα της ΑΕ μειώνεται κατά το στάδιο της πλαστικής παραμόρφωσης, ενώ στη συνέχεια αυξάνεται κατά τον σχηματισμό και εξέλιξη ρωγμών, καθώς και κατά την τελική αστοχία του δείγματος. Κατόπιν ανάλυσης των καταγεγραμμένων σημάτων ΑΕ διαπιστώθηκε ότι το κάθε στάδιο, από την ελαστική παραμόρφωση έως την τελική θραύση, χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένα μοτίβα σημάτων. Αυτή η ανάλυση οδήγησε στον προσδιορισμό των κυρίως χαρακτηριστικών των σημάτων ΑΕ που σχετίζονται με την ελαστική παραμόρφωση, πλαστική παραμόρφωση, τον σχηματισμό και διάδοση ρωγμών, καθώς και την τελική αστοχία. Η κατηγοριοποίηση των σημάτων AE μπορεί να παρέχει σημαντική πληροφορία σχετικά με την συμπεριφορά του υλικού υπό συνθήκες εντατικής φόρτισης, επιτρέποντας τον προσδιορισμό και τον εντοπισμό σε πραγματικό χρόνο την έναρξη και εξέλιξη της αστοχίας υπό συνθήκες εντατικής φόρτισης. Κατά την εκκίνηση και εξέλιξη αστοχίας παρατηρήθηκε έντονη δημιουργία σημάτων ΑΕ υψηλής ενέργειας που σχετίζονται με την έναρξη της πλαστικής παραμόρφωσης και διάδοσης ρωγμών. Επομένως, με την ταυτοποίηση και την εξαγωγή των κυρίως χαρακτηριστικών των σημάτων ΑΕ που σχετίζονται με τα συμβάντα αυτά, είναι δυνατή η έγκαιρη διάγνωση και πρόβλεψη εκτεταμένης πλαστικής παραμόρφωσης και ρηγμάτωσης στο υλικό, πριν εξελιχθούν σε κρίσιμο βαθμό και προκαλέσουν στατική αστάθεια και ξαφνική αστοχία σε μια κατασκευή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Οι υπερηχητικοί κρότοι (sonic booms) είναι κρότοι υψηλής έντασης που δημιουργούνται κατά την πτήση υπερηχητικών αεροπλάνων, διαδίδονται στην ατμόσφαιρα μέχρι το έδαφος και μπορεί να προκαλέσουν ηχορύπανση ή και υλικές ζημιές. Η γεωμετρία ενός υπερηχητικού αεροσκάφους και οι συνθήκες της πτήσης, όπως ταχύτητα πτήσης, γωνία προσβολής και υψόμετρο πτήσης επηρεάζουν τη δημιουργία του υπερηχητικού κρότου γύρω από το αεροσκάφος και κατ’ επέκταση την κυματομορφή του κρότου που θα φτάσει στο έδαφος. Σε άλλη εργασία στο ίδιο συνέδριο οι συγγραφείς έχουν αναπτύξει ένα μοντέλο το οποίο προβλέπει τον υπερηχητικό κρότο στο έδαφος ανάλογα με τις συνθήκες πτήσης. Σε αυτήν την εργασία οι συγγραφείς χρησιμοποιούν το ήδη υπάρχον μοντέλο για να συνδέσουν τις συνθήκες πτήσης και τη γεωμετρία του αεροσκάφους με τους συντελεστές ηχηρότητας. Η μελέτη αποσκοπεί στην επίλυση του προβλήματος θορύβου των υπερηχητικών αεροσκαφών. Η εργασία αυτή χρησιμοποιεί ως δεδομένα τις κυματομορφές υπερηχητικών κρότων. Υπάρχουν διάφοροι συντελεστές ηχηρότητας στη βιβλιογραφία όπως είναι η χρήση φίλτρων Α, Β, Cή D. Σε αυτήν την εργασία επιλέγεται η μέθοδος του Stevens (Stevens 1972). Σε αυτήν τη μέθοδο ο υπολογισμός του συντελεστή ηχηρότητας ξεκινάει με την εύρεση του μετασχηματισμού Fourier (FFT) (φάσμα) της κυματομορφής του υπερηχητικού κρότου. Στη συνέχεια βρίσκουμε την ενέργεια του φάσματος που υπάρχει σε κάθε τριτο-οκτάβα συχνοτήτων (ολοκλήρωμα του φάσματος στο τετράγωνο με όρια τις ακραίες συχνότητες της τριτο-οκτάβας). Από την ενέργεια με βάση ειδική εξίσωση προκύπτουν τα dB που αντιστοιχούν σε κάθε τριτο-οκτάβα. Τα dB αυτά μετασχηματίζονται σε μία ισοδύναμη τιμή η οποία ανάγεται σε μία τριτο-οκτάβα αναφοράς την 3150Hz.Η τριτο-οκτάβα αναφοράς επιλέγεται με βάση την αντίληψη του ήχου από το ανθρώπινο αυτί. Στην συνέχεια πραγματοποιείται ένας δεύτερος μετασχηματισμός. Τα dΒ που προέκυψαν από προηγούμενο μετασχηματισμό μετατρέπονται σε μία άλλη μονάδα τα sone. Ένα Sone είναι θόρυβος 32dB τον οποίο προκαλεί πηγή συχνότητας 3150Hz. Αφού γίνουν οι μετασχηματισμοί σε sone για την κάθε τριτο-οκτάβα με κατάλληλους αθροιστικούς τύπους προκύπτει η συνολική ηχηρότητα σε sone και dB. Με τον παραπάνω τρόπο η ηχηρότητα υπολογίζεται με βάση την κυματομορφή του κρότου που φτάνει στο έδαφος. Η κυματομορφή αυτή ωστόσο θα αλλάξει και θα αλλοιωθεί όταν έρθει σε επαφή με τις γεωμετρίες των κτιρίων ενός αστικού περιβάλλοντος. Η αλλοίωση αυτή προκύπτει από την ανάκλαση του κρότου στις επιφάνειες αλλά και από την περίθλαση του κρότου στις ακμές των κτιρίων. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιείται ένας υπάρχον αλγόριθμος (Menounou 2023) ο οποίος μας επιτρέπει να προβλέψουμε την κατοπτρική ανάκλαση και την περίθλαση του υπερηχητικού κρότου γύρω από κτίρια. Ο αλγόριθμος υπολογίζει την απόκριση σε μοναδιάια βαθμίδα του χώρου διάδοσης και στη συνέχεια χρησιμοποιεί συνέλιξη με την παράγωγο της κυματομορφής για να προβλέψει το πώς η γεωμετρία αλλάζει την κυματομορφή. Το προσπίπτον κύμα θεωρείται επίπεδο. Οι αποκρίσεις των ανακλάσεων σε μοναδιαία βαθμίδα είναι επίσης μοναδιαίες βαθμίδες με διαφορετικό χρόνο άφιξης ανάλογα με την απόσταση του δέκτη από την ανακλούσα επιφάνεια. Οι αποκρίσεις των περιθλάσεων έχουν επίσης διαφορετικούς χρόνους άφιξης και η μορφή τους προκύπτει από αναλυτική λύση που αναπτύχθηκε σε προηγούμενη δουλειά των συγγραφέων για περίθλαση επίπεδων κυμάτων. Ο παραπάνω αλγόριθμος εφαρμόστηκε σε μια γεωμετρία σπιτιού. Ο συντελεστής ηχηρότητας υπολογίστηκε για συγκεκριμένη γεωμετρία αεροσκάφους σε διαφορετικές συνθήκες πτήσης με και χωρίς τη γεωμετρία του σπιτιού παρούσα.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Η ανίχνευση συμβάντων ακουστικής εκπομπής μικρορωγμών αποτελεί κρίσιμο στοιχείο της παρακολούθησης και έγκαιρης ανίχνευσης στατικών δομικών αστοχιών σε υποδομές. Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στην ανίχνευση συμβάντων μικρορωγμών ακουστικής εκπομπής σε μεταλλικές πύλες δεξαμενών ανύψωσης σε ποτάμια στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού έργου CRISTAL. Το ευρωπαϊκό έργο CRISTAL αποσκοπεί στην αύξηση του όγκου φορτίων που μεταφέρονται μέσω εσωτερικών υδάτινων οδών κατά τουλάχιστον 20% και στη βελτίωση της αξιοπιστίας της μεταφοράς μέσω ποταμών κατά 80% σε σχέση με την παρούσα κατάσταση. Το έργο θα υλοποιηθεί σε τρεις πιλοτικές χώρες στην Ιταλία, την Πολωνία και Γαλλία. Προς επίτευξη των προηγούμενων στόχων η αύξηση της ανθεκτικότητας των μεταφορικών διαδρόμων απαιτείται. Προς τούτο ο έλεγχος της καλής λειτουργίας των μεταλλικών πυλών σε δεξαμενές ανύψωσης σε ευρωπαϊκά ποτάμια επιβάλλεται, ενώ η χρήση ανίχνευσης ακουστικών εκπομπών από τις μεταλλικές πύλες επιλέχθηκε. Μέσα σε αυτό το περιεχόμενο δράσεων και πλαίσιο του CRISTAL, κατά τη διάρκεια της παρούσας έρευνας επισκεφτήκαμε δεξαμενές ανύψωσης τόσο στην Γαλλία αλλά και Ιταλία όπου οι μεταφορές μέσω ποταμών ακμάζουν, ενώ ένα από τα κρίσιμα σημεία του έργου. Πιο συγκεκριμένα, στα πλαίσια αυτής της έρευνας αναπτύχθηκε νευρωνικό μοντέλο αποθορυβοποίησης ακουστικών εκπομπών προερχόμενες από τις μεταλλικές πύλες στις δεξαμενές ανύψωσης με τη χρήση κατάλληλου καταγραφέα ακουστικής εκπομπής υψηλής ευαισθησίας. Το σύνολο του χώρου εκμάθησης του νευρωνικού μοντέλου αποτελούν καταγραφές των ακουστικών εκπομπών κατά τη διάρκεια κανονικής λειτουργίας των μεταλλικών πυλών αλλά και χρήση φορητής συσκευής παραγωγής κυματομορφών υπερήχων με την πηγή κοντά και γύρω σε έκαστο πιεζοηλεκτρικό αισθητήριο ακουστικής εκπομπής και με εύρος συχνοτήτων κυματομορφής από 30-80kHz, μαζί με την παραδοσιακή προσομοίωση μικοορωγμών με τη χρήση μολυβιού και τη χρήση της τεχνικής του σπασίματος μυτών ενός μηχανικού μολυβιού. Το νευρωνικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη έρευνα είναι του είδους κωδικοποιητή-αποκωδικοποιητή (autoencoder), το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως σε αποθορυβοποιήσεις και έμμεση εξαγωγή χαρακτηριστικών σήματος, με την προσθήκη μιας ακόμα εξόδου φέρουσα του επιπέδου εμπιστοσύνης ότι πράγματι πρόκειται για ένα συμβάν ακουστικής εκπομπής από μικρορωγμή. Η κάθε εγγραφή αποτελείται από 4096 δείγματα, οπότε είναι και είσοδος-διάνυσμα του εν λόγω νευρωνικού, με έξοδο την αποθορυβοποιημένη ακουστική εγγραφή αλλά και το επίπεδο εμπιστοσύνης ανίχνευσης μικρορωγμής. Κατά τη διάρκεια της παρούσας μελέτης, διάφορες μορφολογίες νευρωνικού δικτύου δοκιμάστηκαν, όπως με 1, 2 ή 3 επίπεδα νευρώνων, με διάφορες διαστάσεις του χώρου αναπαράστασης από 512 μέχρι 4096, διάφορες συναρτήσεις λάθους όπως MSE, L1Loss, HuberLoss, QuantileLoss, και διάφορους βελτιστοποιητές όπως Adam, Nadam, SGD, RMSprop, Adamax, Adadelta, ASGD, καθώς και με χρήση L1 και L2 regularizers. Όλα χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία με στόχο τη βελτιστοποίηση της εκμάθησης του νευρωνικού δικτύου..

View abstract Hide abstract

Περίληψη: In conventional local Active Noise Control (ANC) systems, microphones must be placed directly where the sound field needs to be controlled. However, this is often impractical in many applications, such as the active headrest. To overcome this issue, Virtual Sensing (VS) methods are employed to project the control point from the location of physical sensors to the desired position. The Remote Microphone Technique is used in this study to estimate the sound field at a location remote from the physical sensors. This involves calculating an observation filter in a preliminary identification stage, which is then used during operation of the system to estimate the sound field at the position of interest from the measured signals. Traditionally, omnidirectional microphones are used in the design and implementation of ANC and VS systems. However, this study aims to build upon previous findings in the literature that suggest knowledge of pressure and pressure gradient can provide significant advantages to the estimation process. To acquire estimates of the pressure gradient at the position of the physical sensors, multi-microphone configurations are used in this work, as omnidirectional microphones are sensitive to pressure only. Expanding upon prior research on estimation with linear and circular microphone arrays, similar configurations have been implemented where multi-microphone sub-arrays have replaced each microphone in the array. Frequency domain simulations have been conducted where the optimal unconstrained observation filters have been calculated for a single-frequency sound field generated by multiple wide-sense stationary uncorrelated random noise sources situated on a circle around the area where estimation is required. The performance of the configurations is evaluated based on the spatial extent to which the estimation error is less than −10 dB, termed the estimation zone. Furthermore, the study explores the robustness of the multi-microphone configurations against perturbations and the effect regularisation has on the estimation performance. The findings indicate that using multiple microphones per measurement position to incorporate the pressure gradient in the estimation process greatly improves performance, providing more accurate sound field estimation and greater spatial extension of the estimation zones. Estimation is improved along the direction of the pressure gradient estimate when this is available with higher-order estimates resulting in increased accuracy and larger zone extension. However, configurations with dense sub-arrays exhibit higher sensitivity to uncertainties, with setups providing high-order pressure gradient estimates being significantly affected by perturbations. Regularisation can partially alleviate the problem at the expense of decreasing the estimation performance, which results in smaller estimation zones.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Ζούμε σε ένα κόσμο, όπου τίποτα ουσιαστικό δε συμβαίνει χωρίς να είναι παρόν ο ήχος (Attali, 1991), ενώ παράλληλα διανύουμε την εποχή των καθημερινών θορύβων, των ήχων χαμηλής ευκρίνειας και της τάσης για μονοαισθητηριακή αντίληψη του περιβάλλοντος. Εν μέσω μίας τέτοιας περιόδου, ζητήματα όπως η καλλιέργεια της ακουσματικής εμπειρίας και η ευαισθητοποίηση των παιδιών στους ήχους και τα ηχοτοπία έρχονται στο προσκήνιο απασχολώντας τόσο την καλλιτεχνική, όσο και την ακαδημαϊκή αλλά και εκπαιδευτική κοινότητα. Η πολυσχιδής σχέση της τέχνης με τη φύση, αλλά και με τις σύγχρονες πολυμεσικές τεχνολογίες και τις τεχνολογίες του ήχου και της μουσικής, θεωρείται ολοένα και ικανότερη να ανταποκριθεί εκπαιδευτικά στις σύγχρονες αυτές ανάγκες. Στην παρούσα ανακοίνωση αναδεικνύεται ο σχεδιασμός, η δημιουργία και η χρήση οπτικοακουστικών διαδραστικών αφηγήσεων και δραστηριοτήτων, ως βιωματικό εκπαιδευτικό εργαλείο καλλιέργειας της ακουσματικής εμπειρίας σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε παιδιά ηλικίας 9-12 ετών στο τριθέσιο δημοτικό σχολείο του χωριού Ζάκρος στο νομό Λασιθίου. Στα πλαίσια της συγκεκριμένης έρευνας σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν με οπτικό και ηχητικό πρωτόλειο υλικό από το παγκόσμιο γεωπάρκο UNESCO της Σητείας, εντός των συνόρων του οποίου βρίσκεται και το χωριό Ζάκρος, τρεις οπτικοακουστικές διαδραστικές αφηγήσεις με περιφερικό ήχο και μία ηχητική διαδραστική δραστηριότητα. Βασικός σκοπός της έρευνας αποτέλεσε η μελέτη της ηχητικής ευαισθητοποίησης των παιδιών ως αποτέλεσμα του βιώματος των εν λόγω αφηγήσεων. Ως χαρακτηριστικά ηχητικής ευαισθητοποίησης και κατ’ επέκταση κάποια από τα βασικά ερευνητικά ερωτήματα εξετάστηκαν η αντιληπτική ικανότητα ηχητικών ιδιοτήτων, η ικανότητα συναισθηματικής σύνδεσης με ήχους και ηχοτοπία, αλλά και η συμβολή της διάδρασης προς μία δημιουργική αντίληψη του ήχου. Η επιλογή της χρήσης οπτικοακουστικών διαδραστικών αφηγήσεων ως βασικό εργαλείο της συγκεκριμένης έρευνας θεωρήθηκε απολύτως σκόπιμη και σημαντική, κάτι που επιβεβαιώνεται τόσο από την υπάρχουσα βιβλιογραφία, όσο και από την ίδια την έρευνα όπως θα παρουσιαστεί εκτενέστερα και στη συνέχεια. Ο συνδυασμός της μακρόχρονης δύναμης των αφηγήσεων στον άνθρωπο με την εξέλιξη της ψηφιακής και της διαδραστικής τεχνολογίας, αλλά και την καθημερινή ζωή των σύγχρονων παιδιών, χρήζει τέτοιου είδους αφηγήσεις ως μία καινοτόμο παιδαγωγική προσέγγιση, η επιτυχία της οποίας βρίσκεται στην παροχή ευφάνταστων και δημιουργικών εργαλείων που επιτρέπουν στα παιδιά την καλλιέργεια της δημιουργικότητας, της στοχαστικής σκέψης και των τεχνολογικών δεξιοτήτων και γραμματισμών (Ohler, 2013, σ.15). Απολύτως σκόπιμη και εξέχουσας σημασίας για την ορθότητα της πραγματοποίησης μίας μελέτης τέτοιας φύσεως κρίθηκε επίσης εκ προοιμίου η αποδοχή και ανάδειξη της αμφίδρομης σχέσης μεταξύ καλλιτεχνικής δημιουργίας και ερευνητικής διαδικασίας. Στον κεντρικό άξονα της οπτικής όλων των δημιουργικών φάσεων, από την επιλογή των ιστοριών των αφηγήσεων μέχρι την ολοκλήρωση των οπτικοακουστικών διαδραστικών δημιουργιών, τοποθετήθηκε ο ήχος και η ανάδειξη αυτού, με σκοπό τη δημιουργία μίας ποιοτικής και πολύπλευρης ηχητικής εμπειρίας για τα παιδιά. Ως εκ τούτου, η επιλογή των ιστοριών των αφηγήσεων πραγματοποιήθηκε με πρωτεύον κριτήριο την ύπαρξη ηχητικών στιγμών και στοιχείων εντός του κειμένου τους. Στα ίδια πλαίσια, πραγματοποιήθηκαν με την επιλογή των ιστοριών οι πολύμηνες ηχογραφήσεις πεδίου εντός διαφόρων σημείων του γεωπάρκου και στη συνέχεια δημιουργήθηκε ο ηχητικός σχεδιασμός κάθε αφήγησης. Με την ολοκλήρωση του συνόλου του ηχητικού σκέλους κάθε αφήγησης, πραγματοποιήθηκαν οι βιντεοσκοπήσεις στα ίδια σημεία των ηχογραφήσεων και ακολούθως η δημιουργία της οπτικοποίησης, η οποία ήταν απόλυτα βασισμένη στη ροή, το ρυθμό και τα χαρακτηριστικά του ηχητικού σχεδιασμού. Τελευταίο στάδιο της δημιουργίας υπήρξε ο σχεδιασμός της διάδρασης και ο προγραμματισμός των διεπαφών με ηχητικά δείγματα από το σχεδιασμό κάθε αφήγησης. Για τις ανάγκες του σκοπού της έρευνας διεξήχθη συλλογική μελέτη περίπτωσης, όπου μέσω ποιοτικών μεθόδων ανάλυσης των δεδομένων εξήχθησαν ποικίλα αποτελέσματα και συμπεράσματα σε σχέση με τη διερεύνηση της ηχητικής ευαισθητοποίησης και εκπαίδευσης των παιδιών. Αρχικά επιβεβαιώθηκαν τα πολύμορφα και σημαντικά οφέλη των πολυμεσικών αφηγήσεων, όπως επίσης διαφάνηκε ότι οι σύγχρονες τεχνολογίες του ήχου και της διάδρασης δίνουν το χώρο και την απαιτούμενη ελευθερία στο παιδί για μία πολύπλευρη ηχητική καλλιέργεια. Μεταξύ των συμπερασμάτων παρουσιάζουν επίσης ενδιαφέρον η ικανότητα που επέδειξαν τα παιδιά στην αναγνώριση ηχητικών και μουσικών ιδιοτήτων των ηχητικών σχεδιασμών των αφηγήσεων, η εντυπωσιακή ικανότητα συναισθηματικής σύνδεσης ήχων με την καθημερινή ζωή, αλλά και το θετικό πρόσημο της χρήσης διαδραστικών συστημάτων στη διαδικασία ηχητικής σύνθεσης. Τέλος, εντύπωση και προβληματισμό για μελλοντική διερεύνηση προκάλεσε η ένδειξη αδυναμίας αντίληψης του περιφερικού ήχου από το σύνολο των παιδιών μεγαλύτερης ηλικίας (11-12 ετών). Βιβλιογραφία Attali, J. (1991). Θόρυβοι. Δοκίμιο Πολιτικής Οικονομίας της Μουσικής. Κέδρος Ohler, J. B. (2013). Digital storytelling in the classroom: New pathways to literacy, Learning, and creativity. Corwin Press. https://doi.org/10.4135/9781452277479

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Attributes or features from different sensory modalities are often systematically associated with each other. This process is referred to as cross-modal correspondence. Unlike synesthesia, where associations are concurrent or immediately consecutive, cross-modal correspondences can occur between attributes that share similar positions on scales of sensory dimensions with distinct degrees of intensity (Spence, 2011). This study aims to organise existing cross-modal associations between the auditory and the visual modalities in the context of the research project Soundsketcher. Soundsketcher seeks to create a prototype application for music visualisation in the form of graphic scores. One of the fundamental goals is to base mappings between sonic and visual structures on associations derived from existing knowledge of audio-visual correspondences. The most extensively studied relationships to date are those between pitch and loudness and their visual correspondences. One of the most prominent identified associations with pitch is elevation, where ‘high’ corresponds to high pitch and ‘low’ to low pitch (Athanasopoulos et al., 2016; Baret 2005; Walker, 1987), a phenomenon also observed in many languages around the world (Stumpf, 1883; Evans & Treisman, 2010). The horizontal dimension, apart from indicating the passage of time in a significant amount of free-drawn systems of 2D music representation (Tan & Kelly 2004, Athanasopoulos & Moran, 2013) has also been mapped onto pitch, with ‘left’ corresponding to lower pitches and ‘right’ to higher pitches (Küssner et al., 2014; Lidji et al., 2007). In addition, size is another visual attribute that has been related to pitch. Specifically, large objects have been linked to low pitches, while small objects to high pitches (Speed et al., 2021; Evans & Treisman, 2010). Such correspondences can be attributed to statistical regularities in the environment where organisms smaller in size and living in higher elevations are more likely to produce higher pitches (Spence, 2022). In addition, Western music notation or the mere structure of a piano keyboard can also account for such cross-modalities. Another visual parameter that has been associated with high-low pitches is brightness and dark-bright objects, respectively (Ward et al., 2006; Marks, 1974). A notable mention should be made for colour and notes of the chromatic scale, where identified correspondences have been contrasting possibly due to the lack of a clear linear organisation (Spence & Di Stefano, 2022). Several of the above-mentioned visual attributes have also been linked to loudness. For instance, large objects are typically matched to louder sounds, while small objects are to quieter ones (Eitan, 2013), which again may be grounded in naturally occurring statistical correlations (Spence, 2011), or occur due to metaphorical associations (Walker, 1987; Spence, 2022). Similarly, loudness and brightness have been significantly correlated, matching loud sounds to dark objects and quiet sounds to bright objects (e.g., Marks, 1987). Thickness has also been positively correlated to loudness (Küssner et al., 2014), as well as spatial location, such that louder sounds were related to higher elevation (Kohn & Eitan, 2012). Duration and rhythm are crucial features in the perception of sound: the length of line segments has been found to be proportional to sound duration for Westerners, Japanese, literate and nonliterate Papua New Guineans (Athanasopoulos et al., 2016). These populations have graphically depicted stimuli featuring high attack densities with densely arranged lines, and the inverse for lower attack densities (Athanasopoulos et al., 2016; Athanasopoulos & Moran, 2013). Timbre is one of the least explored sound elements for its potential visual analogues. A handful of studies have examined the relationship between timbre and shape, where instruments producing soft sounds such as the piano or the cello were associated with rounded shapes and instruments such as crash cymbals were associated with angular shapes (Adeli et al., 2014). At the same time, listeners have linked auditory roughness with jagged and spiky 2- and 3-dimensional shapes (Liew et al., 2017, 2018). Despite the lack of studies on direct timbral-visual associations, recent works have demonstrated that some of the salient semantic dimensions of timbre such as brightness, roughness or mass (Zacharakis et al, 2016) and their various nuances (Wallmark, 2018; Reymore, 2022; Noble, 2022) could be visually represented. However, since timbre is significantly more complex than pitch or loudness, there is still room for adequate modelling of these semantic categories through audio features. This is a key area of focus for the Soundsketcher project, aiming to utilise such models for timbre semantics together with existing models for pitch, loudness and rhythm to achieve perceptually informed sound visualisations. References Adeli, M., Rouat, J., & Molotchnikoff, S. (2014). Audiovisual correspondence between musical timbre and visual shapes. Frontiers in Human Neuroscience, 8. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00352 Athanasopoulos, G., & Moran, N. (2013). Cross-cultural representations of musical shape. Empirical Musicology Review, 8(3-4), 185-199. https://doi.org/10.18061/emr.v8i3-4.3940 Athanasopoulos, G., Tan, S. L., & Moran, N. (2016). Influence of literacy on representation of time in musical stimuli: An exploratory cross-cultural study in the UK, Japan, and Papua New Guinea. Psychology of Music, 44(5), 1126-1144. https://doi.org/10.1177/0305735615613427 Eitan, Z. (2013). How pitch and loudness shape musical space and motion: New findings and persisting questions. In S.-L. Tan, A. Cohen, S. Lipscomb & R. Kendall (Eds.), The psychology of music in multimedia (pp. 161-187). Oxford: Oxford University Press. Evans, K. K., & Treisman, A. (2010). Natural cross-modal mappings between visual and auditory features. Journal of Vision, 10(1), 1-12. https://doi.org/10.1167/10.1.6 Kohn, D., & Eitan, Z. (2012). Seeing sound moving: congruence of pitch and loudness with human movement and visual shape. In 12th International Conference on Music Perception and Cognition/8th Triennial Conference of the European Society for the Cognitive Sciences of Music (p. 541). Thessaloniki: The School of Music Studies, Aristotle University of Thessaloniki. Küssner, M. B., Tidhar, D., Prior, H. M., & Leech-Wilkinson, D. (2014). Musicians are more consistent: Gestural cross-modal mappings of pitch, loudness and tempo in real-time. Frontiers in Psychology, 5, 99328. Lidji, P., Kolinsky, R., Lochy, A., & Morais, J. (2007). Spatial associations for musical stimuli: A piano in the head? Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 33(5), 1189-1207. https://doi.org/10.1037/0096-1523.33.5.1189 Marks, L. E. (1974). On associations of light and sound: The mediation of brightness, pitch, and loudness. The American Journal of Psychology, 87(1-2), 173-188. https://doi.org/10.2307/1422011 Marks, L. E. (1987). On cross-modal similarity: Auditory–visual interactions in speeded discrimination. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 13, 384-394. Noble, J., Thoret, E., Henry, M., & McAdams, S. (2020). Semantic dimensions of sound mass music: mappings between perceptual and acoustic domains. Music Perception, 38(2), 214-242. Reymore, L. (2022). Characterizing prototypical musical instrument timbres with Timbre Trait Profiles. Musicae Scientiae, 26(3), 648-674. Speed, L. J., Croijmans, I., Dolscheid, S., & Majid, A. (2021). Crossmodal associations with olfactory, auditory, and tactile stimuli in children and adults. i-Perception, 12(6). https://doi.org/10.1177/20416695211048513 Spence, C. (2011). Crossmodal correspondences: A tutorial review. Attention, Perception, & Psychophysics, 73, 971-995. https://doi.org/10.3758/s13414-010-0073-7 Spence, C., & Di Stefano, N. (2022). Coloured hearing, colour music, colour organs, and the search for perceptually meaningful correspondences between colour and sound. i-Perception, 13(3), 1-42. https://doi.org/10.1177/20416695221092802 Spence, C. (2022). Exploring group differences in the crossmodal correspondences. Multisensory Research, 35(6), 495-536. https://doi.org/10.1163/22134808-bja10079 Stumpf, K. (1883). Tonpsychologie I [Psychology of the tone]. Leipzig: Hirzel. Tan, S. L., & Kelly, M. E. (2004). Graphic representations of short musical compositions. Psychology of Music, 32(2), 191-212. Walker, R. (1987). The effects of culture, environment, age, and musical training on choices of visual metaphors for sound. Perception & Psychophysics, 42, 491-502. https://doi.org/10.3758/BF03209757 Wallmark, Z. (2018). A corpus analysis of timbre semantics in orchestration treatises. Psychology of Music, 47(4), 585-605. Ward, J., Huckstep, B., & Tsakanikos, E. (2006). Sound-colour synaesthesia: To what extent does it use cross-modal mechanisms common to us all? Cortex, 42(2), 264-280. Zacharakis, A., & Pastiadis, K. (2016). Revisiting the Luminance-Texture-Mass Model for Musical Timbre Semantics: A Confirmatory Approach and Perspectives of Extension. Journal of the Audio Engineering Society, 64, 636-645.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Κατά την ακρόαση της μουσικής βιώνουμε (συνήθως ασυνείδητα) μία πολυτροπική εμπειρία, όπου ακουστικές και απτικές πληροφορίες ολοκληρώνονται και επεξεργάζονται σε έναν κοινό εγκεφαλικό ρου. Η υποκείμενη χρονική περιοδικότητα κάθε μουσικού γεγονότος μπορεί να προβλεφθεί μέσα από την σύζευξη της αντίληψης του παλμού και αυτής της αυθόρμητης σωματικής αντίδρασης στην οποία δόθηκε ο όρος αισθησιοκινητικός συγχρονισμός. Εμπειρικές έρευνες έχουν δείξει ότι ο αισθησιοκινητικός συγχρονισμός με χτύπημα του χεριού παρουσιάζει βελτίωση όταν κυριαρχούν οι χαμηλές συχνότητες. Η απτική διέγερση επηρέαζει παράλληλα την αντίληψη χαρακτηριστικών του ήχου, όπως είναι η ένταση και χρονικών χαρακτηριστικών όπως ο παλμός. Η έκθεση σε επαναλαμβανόμενη απτική διέγερση που δεν απαιτεί την αντιληπτική προσοχή ή την ενεργό εμπλοκή των συμμετεχόντων υποστηρίζεται ότι επηρεάζει την απτική αντιληπτική ικάνοτητα του ανθρώπου. Με αφετηρία τις θεωρητικές και εμπειρικές αναφορές στον αισθησιοκινητικό συγχρονισμό και την απτική διέγερση, η παρούσα πρόταση εξετάζει τις πιθανές επιδράσεις μίας διδακτικής παρέμβασης στο μάθημα της μουσικής αγωγής στο δημοτικό σχολείο, που περιλαμβάνει επαναλαμβανόμενη απτική διέγερση. Τα ευρήματα που αναλύονται αποτελούν μέρος μίας μεγαλύτερης πειραματικής έρευνας που ολοκληρώθηκε στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής “Auditory-tactile music perception: examining beat sensisivity and sensorimotor synchronization in education context” στο Τμήμα Μουσικών Σπουδών του ΕΚΠΑ (Φεβρουάριος 2024). Στην έρευνα συμμετείχαν 60 παιδιά ηλικίας 8 έως 10 ετών. Η μεταφορά των δονήσεων πραγματοποιούνταν μέσω μίας κατασκευής που αποτελείτο από 10 πλάκες μοριοσανίδας, κάτω από τις οποίες εφάπτονταν 10 συσκευές μεταφοράς χαμηλών συχνοτήτων. Η έρευνα ακολούθησε μία μικτή μεθοδολογία, περιλαμβάνοντας ποσοτικές μετρήσεις και ποιοτικές συνεντεύξεις, με τη μορφή του προελέγχου-μεταελέγχου. Τα παιδιά ολοκλήρωσαν 16 διδακτικές παρεμβάσεις. Οι ποσοτικές μετρήσεις είχαν σκοπό να αξιολογήσουν την ικανότητα συγχρονισμού των παιδιών της πειραματικής ομάδας και της ομάδας ελέγχου, χρησιμοποιώντας τρεις διαφορετικούς μετρονόμους: 80, 100, 120 BPM. Τα παιδιά κλήθηκαν να συγχρονιστούν με την ισόχρονη παλμική ακολουθία που άκουγαν χτυπώντας με μία μπαγκέτα ένα ηλεκτρονικό τύμπανο. Κάθε δοκιμασία πραγματοποιήθηκε τρεις φορές: πριν την έναρξη της έρευνας, κατά τη διάρκειά της και μετά την ολοκήρωση της διδακτικής παρέμβασης, ώστε να αποτυπωθούν τυχόν στατιστικά σημαντικές διαφορές τόσο μεταξύ της πειραματικής ομάδας και της ομάδας ελέγχου, όσο και μέσα στην ίδια ομάδα. Επιπλέον, στην αρχή κάθε μέτρησης τα παιδιά καλούνταν να χτυπήσουν την μπαγκέτα τους, όσο πιο σταθερά μπορούσαν για 30 sec σε μία ταχύτητα της επιλογής τους. Το αυθόρμητο αυτό χτύπημα ορίζεται ως spontaneous motor ή self-paced tapping. Προγενέστερες μελέτες υποστηρίζουν ότι η ταχύτητα με την οποία χτυπάμε αυθόρμητα χωρίς κάποιο εξωτερικό ερέθισμα συνδέεται με την απόδοση συγχρονισμού. Συγκεκριμένα η απόδοση αυτή εμφανίζεται υψηλότερη σε BPM που είναι κοντά στην “πηγαία” ταχύτητά μας. Η ερευνητική υπόθεση υποστήριζε ότι, κατά τη διάρκεια της παρέμβασης η πειραματική ομάδα θα εμφάνιζε στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη βελτίωση στον συγχρονισμό σε μετρονομικό παλμό, σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Επιπλέον, υποθέσαμε ότι τα μεγαλύτερα παιδιά θα εμφάνιζαν πιο ακριβή ικανότητα συγχρονισμού στον παλμό. Παράλληλα υποθέσαμε πώς κάθε παιδί θα χτυπούσε με μεγαλύτερη ακρίβεια στον παλμό που η ταχύτητά του ήταν πιο κοντά στην ταχύτητα του προσωπικού, πηγαίου χτυπήματός του και πώς, ανεξάρτητα από τη διδακτική παρέμβαση, τα παιδιά μικρότερης ηλικίας τείνουν να χτυπούν σε πιο γρήγορες ταχύτητες από τα μεγαλύτερης ηλικίας παιδιά. Εξαιτίας της υψηλής μεταβλητότας στα χτυπήματα των παιδιών, η ανάλυση των δεδομένων έγινε με μεθόδους στατιστικής ανάλυσης κυκλικών δεδομένων. Χρησιμοποιήθηκε το CircStat toolbox της MATLAΒ. Η πρώτη μας υπόθεση ότι τα παιδιά της πειραματικής ομάδας θα παρουσίαζαν μεγαλύτερη βελτίωση δεν υποδείχθηκε από τα δεδομένα. Ο τύπος της διδακτικής παρέμβασης (με-χωρίς δόνηση) φάνηκε να μην έχει κάποια επίδραση στις αισθησιοκινητικές δεξιότητες, υπονοώντας ότι τα παιδιά μπορεί να επωφελήθηκαν μόνο από την διδακτική προσέγγιση. Τα αποτελέσματα υπέδειξαν ότι δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ της απόδοσης των παιδιών στον συγχρονισμό με μετρονόμους και το αυθόρμητο χτύπημα. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την υπόθεση ότι η μεταβλητότητα στην απόδοση μειώνεται κατά τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας, αλλά παραμένει υψηλή για παιδιά ηλικιών κάτω των 10 ετών. Παράλληλα, τα δεδομένα μας συμφώνησαν με παλαιότερα ευρήματα, ότι τα μεγαλύτερα παιδιά χτυπούν με πιο αργή ταχύτητα σε σχέση με τα μικρότερης ηλικίας παιδιά. Σύμφωνα με τα παρόντα συμπεράσματα, οι επιδράσεις μία διδακτικής της μουσικής αγωγής με ταυτόχρονη απτική διέγερση θα πρέπει να διερευνηθούν περαιτέρω. Οι ατομικές δεξιότητες συγχρονισμού αναπτύσσονται με αρκετά διαφορετικούς ρυθμούς, ακόμη και σε παιδιά ίδιας ηλικιακής ομάδας και φαίνεται να επηρεάζονται από τη λεπτή κινητικότητα. Η έντονη διαφοροποίηση στην ακρίβεια και την σταθερότητα των χτυπημάτων μπορεί επίσης να οφείλεται σε ακουστικές ιδιαιτερότητες των πειραματικών ηχητικών παραδειγμάτων, προτείνοντας την χρήση ερεθισμάτων με διαφορετικά ακουστικά χαρακτηριστικά.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Έχουν διεξαχθεί εκτεταμένες έρευνες σχετικά με τα κατευθυντικά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης φωνής (προφορικής και τραγουδιστής) οι οποίες επικεντρώνονται τόσο στο οριζόντιο ή/και στο κάθετο επίπεδο όσο και σε πλήρη σφαίρα. Μελέτες που συγκρίνουν τα χαρακτηριστικά κατευθυντικότητας της φωνής τραγουδιού και ομιλίας έχουν καταδείξει διαφορές μεταξύ των δύο, με τους κλασικούς τραγουδιστές να παρουσιάζουν υψηλότερη κατευθυντικότητα σε σύγκριση με την ομιλία (Brandner κ.ά., 2022). Διάφοροι παράγοντες, όπως το άνοιγμα του στόματος (Brandner κ.ά., 2020; Kocon & Monson, 2018), η στάση του σώματος, η κλίση του κεφαλιού(Blandin & Brandner, 2019) και η φυσιολογία της φωνητικής οδού (Kocon & Monson, 2018), επηρεάζουν τη φωνητική προβολή και την κατευθυντικότητα . Επιπλέον, έχει προταθεί ότι η κατευθυντικότητα μπορεί να επηρεαστεί από τη θέση του ήχου στη στοματική κοιλότητα, το ύψος και τον τύπο της φώνησης. Η παρούσα μελέτη εξετάζει τα χαρακτηριστικά κατευθυντικότητας λαμβάνοντας υπόψη τα τραγουδιστικά στυλ κλασικών τραγουδιστών και τραγουδιστών Βυζαντινής ψαλτικής. Στόχος είναι να συμβάλει στην έρευνα σχετικά με τη φωνητική παραγωγή, τα ακουστικά χαρακτηριστικά της και στο σχεδιασμό συστημάτων προσομοίωσης και εικονικής πραγματικότητας με εφαρμογές στους τομείς της ομιλίας και της μουσικής. Η έρευνα επικεντρώνεται στις ηχογραφήσεις τεσσάρων επαγγελματιών τραγουδιστών -δύο στην κλασική μουσική και δύο στη βυζαντινή ψαλμωδία- που καταγράφηκαν σε ελεγχόμενο ακουστικά χώρο τραγουδώντας τα ελληνικά φωνήεντα (μονοφθόγγων) /a/ (α), /e/ (ε, αι), /i/ (ι, η, υ, οι, ει), /o/ (ο, ω) και /u/ (ου), από δύο φορές το καθένα, στα τονικά ύψη A2, E3 και C#4 για περίπου δύο δευτερόλεπτα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης κατευθυντικότητας παρουσιάζονται για κάθε φωνήεν και την αντίστοιχη συχνότητα σε ζώνες τρίτης οκτάβας με κέντρο τις αντίστοιχες συχνότητες φωνοσυντονισμών (F1, F2, F3) κάθε τραγουδιστή. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση 29 πυκνωτικών μικροφώνων RODE-M5 μικρού διαφράγματος, τοποθετημένων συμμετρικά σε ημισφαιρική κατασκευή με ακτίνα 158,5cm, σε τέσσερα επίπεδα ύψους (+90°, +30°, 0°, -30°) με 12 μικρόφωνα ανά επίπεδο, τοποθετημένα σε αζιμουθιακά βήματα των 30°, στην ημι-ανηχοϊκή αίθουσα του Εργαστηρίου Μουσικής Ακουστικής και Τεχνολογίας (LabMAT) του ΕΚΠΑ. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με δύο ψηφιακούς μίκτες Yamaha TF1 (διασυνδεδεμένους μέσω DANTE) χρησιμοποιώντας τους ενσωματωμένους προενισχυτές τους και ηχογραφήθηκαν σε φορητό υπολογιστή i5 με το Cubase 11. Η ανάλυση των φωνοσυντονισμών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του Fast Track (Barreda, 2021), προσαρμόζοντας τις παραμέτρους ανάλογα με τους συμμετέχοντες. Τα αποτελέσματα συνάδουν με την υπάρχουσα βιβλιογραφία σχετικά με τη συμμετρική (δεξιά/αριστερά) προβολή της τραγουδιστής φωνής (Bakogiannis κ.ά., 2022; Boren & Roginska, 2013; Katz & d’Alessandro, 2007). Τα μοτίβα κατευθυντικότητας ποικίλλουν ανάλογα με το ύψος και την κεντρική συχνότητα που μετρώνται (Brandner κ.ά., 2022; Marshall & Meyer, 1985). Είναι δύσκολο να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα από τον τρόπο που μπορεί να επηρεάζει το είδος του τραγουδιού (Βυζαντινή ψαλτική, κλασικό τραγούδι) την κατευθυντικότητα. Εντούτοις, οι κλασικοί τραγουδιστές φαίνεται να διευρύνουν την προβολή των /i/ και /u/ στην περιοχή F3 (2219,5Hz – 2719Hz) σε σχέση με την περιοχή F1 στο C#4. Επιπλέον, οι δύο συμμετέχοντες Βυζαντινής ψαλτικής, έχουν διαφορετικές τιμές για το /i/ στην περιοχή F2 και F3 στο C#4, καθώς και στο /u/ στην περιοχή F2 στο C#4 και E3. Τέλος, η κατευθυντικότητα των φωνηέντων από το περισσότερο στο λιγότερο κατευθυντικό αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως /a/, /e/, /i/, /o/, /u/ (Marshall & Meyer, 1985; Pörschmann & Arend, 2021). Σε αντίθεση με άλλες έρευνες, τα ελληνικά φωνήεντα /u/ και /i/ είναι λιγότερο κατευθυντικά, ειδικά στην περιοχή F3 στο C#4, ενώ το φωνήεν /e/ φαίνεται να είναι το πιο κατευθυντικό σε σχέση με την περιοχή F1, πιθανώς λόγω του τρόπου που εκφέρονται στην ελληνική γλώσσα που επηρεάζει τις συχνότητες φωνοσυντονισμού (κυρίως F1 και F2). Δεδομένης της περιορισμένης έρευνας σχετικά με τους φωνοσυντονισμούς και την κατευθυντικότητα της τραγουδιστής φωνής στην ελληνική γλώσσα (Arvaniti, 2007; Bakogiannis κ.ά., 2022) αλλά και τη Βυζαντινή ψαλτική (Chrysochoidis κ.ά., 2013; D. Delviniotis, 2002; D. S. Delviniotis & Theodoridis, 2019), τα παραπάνω αποτελέσματα φιλοδοξούν να συμπληρώσουν και να διευρύνουν τη σχετική βιβλιογραφία. Οι μελλοντικές εργασίες θα επικεντρωθούν στην διερεύνηση της κατευθυντικότητας με κέντρο τις συχνότητες του τέταρτου και πέμπτου φωνοσυντονισμού (F4, F5). Επιπλέον, η ανάλυση θα επεκταθεί με περισσότερους τραγουδιστές διαφόρων επιπέδων κατάρτισης και ειδών τραγουδιού, με στόχο το μεγαλύτερο δείγμα να προσφέρει πιο γενικευμένα αποτελέσματα. Στόχος μας είναι να βρούμε πιθανές συνδέσεις μεταξύ της ελληνικής γλώσσας, της ανάλυσης των φωνοσυντονισμών, των τραγουδιστικών ειδών και εκπαίδευσης, σε σχέση με την κατευθυντικότητα και τη φωνητική προβολή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Σε έναν σημαντικά μεγάλο αριθμό σύγχρονων μελετών σχετικών με την ακουστική ανάλυση της ανθρώπινης φωνής, παρατηρούμε την ιδιαίτερη έμφαση η οποία δίνεται στα ηχοχρωματικά χαρακτηριστικά της και συγκεκριμένα στη διερεύνηση των προσαρμογών της φωνητικής οδού (vocal tract) κατά την τραγουδιστική επιτέλεση ή την ομιλία, οι οποίες (προσαρμογές) επηρεάζουν τους φωνοσυντονισμούς. Οι εκπεμπόμενοι ήχοι της ανθρώπινης φώνησης «μεταφέρονται» ακουστικά με μεγαλύτερη ευκολία (με μεγαλύτερο πλάτος/ένταση), όταν αυτοί οι ήχοι συμπίπτουν συχνοτικά (συντονίζονται) με τις συχνότητες των φωνοσυντονισμών (Sundberg, 1987, 1999). Σε αυτήν την ανακοίνωση, θα αναφερθούμε στους φωνοσυντονισμούς του σύγχρονου φωνητικού ιδιώματος στο ριζίτικο τραγούδι και συγκεκριμένα στο εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών. Οι φωνοσυντονισμοί χαρακτηρίζονται ακουστικά από: α) την κεντρική τους συχνότητα μέσω της οποίας μπορούμε να «αντλήσουμε» σημαντικές πληροφορίες για τις προσαρμογές της φωνητικής οδού κατά την τραγουδιστική επιτέλεση και την ομιλία. β) Τη στάθμη ισχύος των, για την οποία τα συμπεράσματα τα οποία εξάγουμε προκύπτουν από την εξέταση των μεγάλου μέσου όρου φασμάτων (Long Term Average Spectrum – LTAS), ώστε να «θεμελιωθεί» εν πολλοίς, μία σημαντική αύξηση του ηχητικού σήματος της φωνής (άδουσας και ομιλούσας) η οποία δεν ενέχει τη χρήση μικροφώνου. γ) Τη συσχέτισή τους είτε με τη συχνότητα φώνησης (θεμελιώδης συχνότητα), είτε με τις αρμονικές συχνότητες ή μέρη (partials) αυτών (αρμονικών), για την «ανίχνευση» τραγουδιστικών τεχνικών που ως σκοπό έχουν την αύξηση της ακουστότητας της φωνής σε σχέση με την ακουστότητα της ορχήστρας (Joliveau et al., 2004). δ) Το εύρος ζώνης αυτών (Formant Bandwidth), το οποίο συνδέεται με το πλάτος των φωνοσυντονισμών, ώστε όσο μεγαλύτερο είναι το εύρος ζώνης, τόσο μικρότερο είναι το πλάτος κορυφής, επομένως το επίπεδο πλάτους των αρμονικών. Για τη μέτρησή του, λαμβάνεται υπόψιν το πλάτος της ζώνης το οποίο σχηματίζεται 3 Decibel (dB) κάτω από την κορυφή (peak) του φωνοσυντονισμού των αρμονικών. To εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών, συνδέεται με τη λεπτομερή ακρίβεια σε ότι αφορά την αναγνώριση συλλαβών και λέξεων στην ομιλία και κατ’ επέκταση στο τραγούδι (Summerfield et al., 1985), (Vinceslas, 2011). Ειδικότερα, η λεπτομέρεια (η δυνατότητα καλύτερης αντίληψης αναγνώρισης από τον ακροατή της συλλαβής που αρθρώνεται από τον ομιλητή/τραγουδιστή) μειώνεται, όσο αυξάνεται το εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών (Broad Formant Bandwidth). Αντίστροφα, όσο στενεύει το εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών (Narrow Formant Bandwidth) από τον ομιλητή/τραγουδιστή, ο ακροατής έχει μία σαφώς λεπτομερέστερη αντίληψη (φασματική «αποτύπωση») της λέξης και της συλλαβής που αρθρώνεται κατά το άκουσμά της. Επιπλέον, το αυξημένο εύρος ζώνης του πρώτου φωνοσυντονισμού (B1), σχετίζεται άμεσα με το ποσοστό διεύρυνσης της γλωττίδας και τη ροή του εκπεμπόμενου αέρα (airflow) κατά τη φώνηση (Park, 2002), ενώ ταυτόχρονα διαφορετικές έρευνες υποστηρίζουν ότι το εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών σχετίζεται -μεταξύ άλλων- με τη «ρινικότητα» του φωνήεντος (vowel nasality) κατά τη φώνηση (Khodai et al., 2002). Στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης, θελήσαμε να πραγματοποιήσουμε μία πρώτη καταγραφή του εύρους ζώνης των δύο χαμηλότερων φωνοσυντονισμών (Β1,Β2) του σύγχρονου φωνητικού ιδιώματος στο ριζίτικο τραγούδι, μέσα από ένα -ενδεικτικό- δείγμα δεκατεσσάρων (14) Κρητών τραγουδιστών των οποίων η καταγωγή προέρχεται από τρεις (3) διαφορετικούς Νομούς της Μεγαλονήσου (Χανιά, Ρέθυμνο, Ηράκλειο), τους οποίους ηχογραφήσαμε κατά την τραγουδιστική «εκτέλεση» (στην τονική βαθμίδα της ανιούσας μείζονας κλίμακας) του «ανοιχτού» φωνήεντος /α/, εφαρμόζοντας την τεχνική του «αντίστροφου φιλτραρίσματος» (Inverse Filtering), κατά το πρότυπο (μεθοδολογία) προγενέστερων ερευνών οι οποίες εστίασαν στην εξέταση του εύρους ζώνης των φωνοσυντονισμών ανδρικών οπερατικών φωνών (Sundberg et al., 2013). Η μεθοδολογία την οποία ακολουθήσαμε για την «εξαγωγή» της φωνητικής παραμέτρου του εύρους ζώνης των φωνοσυντονισμών των τραγουδιστών που ηχογραφήσαμε, βασίστηκε στην ψηφιακή επεξεργασία του ηχητικού σήματος της φωνής και ειδικότερα, στην εφαρμογή της προαναφερθείσας τεχνικής (Inverse Filtering). Η εφαρμογή από μέρους μας της συγκεκριμένης τεχνικής, βασίστηκε στους -απόλυτα- χειροκίνητους χειρισμούς μας (manual adjustments) επί του φάσματος της γλωττιδικής ροής και την επισημείωση των φωνοσυντονισμών του φωνητικού σήματος, μέσω της χρήσης εξειδικευμένου λογισμικού προγράμματος (Sopran) και της λογισμικής επέκτασης (plug-in) αυτού (DeCap). Οι χειροκίνητοι χειρισμοί μας επί του φάσματος του φωνητικού σήματος, κρίθηκαν απαραίτητοι κατά τη χρήση του προαναφερθέντος λογισμικού προγράμματος, αφού αυτό (πρόγραμμα) δεν «στηρίζει» τη μέθοδο του αντίστροφου φιλτραρίσματος για την εύρεση του εύρους ζώνης των φωνοσυντονισμών σε ένα γραμμικό μοντέλο πρόγνωσης (Linear Prediction Code – LPC), αλλά στους προσεκτικούς χειρισμούς του χρήστη επί της γλωττιδικής ροής. Η εφαρμογή της τεχνικής του αντίστροφου φιλτραρίσματος η οποία χαρακτηρίζεται ιδιαίτερα χρήσιμη επίσης για την κωδικοποίηση, τη σύνθεση και την τροποποίηση της φωνής (Kafentzis, 2010) με τη χρήση του παραπάνω λογισμικού, κατέδειξε το σημαντικά «στενότερο» εύρος ζώνης των φωνοσυντονισμών των τραγουδιστών με καταγωγή από τα Χανιά για το φωνήεν /α/ σε σχέση με τους τραγουδιστές από το Ηράκλειο και το Ρέθυμνο, αναδεικνύοντας ταυτόχρονα το «έντονο» ένρινο στοιχείο ενός (1) Ρεθύμνιου τραγουδιστή.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στον τομέα των σοβαρών παιχνιδιών, η ενσωμάτωση της τεχνολογίας Αναγνώρισης Συναισθημάτων Ομιλίας (Speech Emotion Recognition – SER) παρουσιάζει μια πολλά υποσχόμενη οδό για τη βελτίωση της συλλογής δεδομένων και την ενίσχυση της δια δραστικότητας των χρηστών. Αυτή η έρευνα εξερευνά τις δυνατότητες των σοβαρών παιχνιδιών με δυνατότητα SER να συλλέγουν πλούσια δεδομένα ομιλίας από τους παίκτες, συμβάλλοντας στην πρόοδο τόσο της τεχνολογίας SER όσο και της ανάπτυξης σοβαρών παιχνιδιών. Η έρευνα που παρουσιάζεται σε αυτή την εργασία επικεντρώνεται στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη δύο διαφορετικών εφαρμογών σοβαρών παιχνιδιών ειδικά σχεδιασμένων για τη συλλογή δεδομένων χροιάς φωνής. Αυτά τα παιχνίδια, που δημιουργήθηκαν με χρήση της Unreal Engine 5, παρέχουν εμπειρίες παιχνιδιού, ενώ ταυτόχρονα καταγράφουν τις συναισθηματικές εκφράσεις των παικτών μέσω της ομιλίας τους. Η ενσωμάτωση SER σε σοβαρά παιχνίδια προσφέρει πληθώρα πλεονεκτημάτων. Πρώτον, διευκολύνει τη συλλογή ποικίλων δεδομένων ομιλίας, τα οποία είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη της τεχνολογίας SER. Δεύτερον, βελτιώνει την εμπειρία του χρήστη επιτρέποντας στα παιχνίδια να προσαρμόζονται και να ανταποκρίνονται στις συναισθηματικές καταστάσεις των παικτών, δημιουργώντας πιο εξατομικευμένη εμπειρία για κάθε χρήστη. Πέρα από την ενσωμάτωση SER, η έρευνα εστιάζει και στην υλοποίηση προηγμένης τεχνολογίας ήχου, αξιοποιώντας χωρικό ήχο, Doppler, Binaural και μηχανισμούς τρισδιάστατης ηχητικής τοποθέτησης. Η ενσωμάτωση αυτών των στοιχείων συμβάλλει στην υλοποίηση ρεαλιστικών ηχητικών περιβαλλόντων, ενισχύοντας την αίσθηση παρουσίας και την συναισθηματική σύνδεση των παικτών με το παιχνίδι. Αυτή η έρευνα αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα των σοβαρών παιχνιδιών με την δυνατότητα SER ως εργαλείο για τη συλλογή δεδομένων και την ενίσχυση της δια δραστικότητας με τους χρήστες. Οι εφαρμογές παιχνιδιών που αναπτύχθηκαν και η υλοποίηση των τεχνολογιών ήχου ανοίγουν τον δρόμο για το μέλλον του σχεδιασμού παιχνιδιών, όπου η συναισθηματική νοημοσύνη και η ρεαλιστική ηχητική εμπειρία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία παιχνιδιών με βαθύτερη απήχηση στους χρήστες και αισθητή επίδραση στην ψυχολογία και τη συμπεριφορά τους.

View abstract Hide abstract

Περίληψη: Στη Δικτυακή Μουσική Εκτέλεση (ΔΜΕ), δηλαδή την μουσική εκτέλεση μέσω δικτύου υπολογιστών, η επικοινωνία των μουσικών βασίζεται πρωτίστως, αν και όχι αποκλειστικά, στην ανταλλαγή ψηφιακών ροών ήχου και η εικόνας. Η αναγκαιότητα της ΔΜΕ αναδείχθηκε ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της πρόσφατης πανδημίας όπου πρωτίστως στην εκπαίδευση, η συνεργασία και επικοινωνία μέσω Διαδικτύου έγινε απαραίτητη. Ειδικά η μουσική εκπαίδευση μέσω Διαδικτύου αξιοποιεί συστήματα ΔΜΕ. Στα σενάρια Διαδικτυακών μουσικών συναυλιών, η καθυστέρηση του ήχου λόγω καθυστέρησης του Διαδικτύου διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο, καθώς καθιστά δύσκολο και στις περισσότερες περιπτώσεις αδύνατο το συγχρονισμό των μουσικών. Πολυάριθμες είναι οι έρευνες που μελετούν την επίδραση της καθυστέρησης του ήχου στην ΔΜΕ. Οι έρευνες αυτές φαίνεται να συμφωνούν στο γενικό συμπέρασμα ότι κατά την παρουσία δικτυακής καθυστέρησης, οι μουσικοί τείνουν να επιβραδύνουν το τέμπο της μουσικής εκτέλεσης σε μια προσπάθεια να συγχρονιστούν με τους συνεργάτες τους. Οι έρευνες αυτές εστιάζουν πρωτίστως στην ηχητική επικοινωνία θεωρώντας ότι η οπτική επικοινωνία των μουσικών είναι συμπληρωματική ή/και δευτερεύουσα. Εντούτοις, εστιάζοντας στην περίπτωση της μουσικής εκπαίδευσης, όπου δάσκαλος και μαθητής αλληλεπιδρούν με πολλαπλά αισθητηριακά μέσα, η καθυστέρηση του ήχου δεν αποτελεί απαραίτητα απαγορευτικό παράγοντα. Σε ένα μάθημα μουσικής η ταυτόχρονη μουσική εκτέλεση δάσκαλου και μαθητή δεν είναι προϋπόθεση για τη διεξαγωγή μαθήματος. Αντίθετα, προϋπόθεση για τη διεξαγωγή μαθήματος μουσικής είναι η δυνατότητα οπτικής επικοινωνίας. Αυτή η εργασία εξετάζει το ρόλο της οπτικής επικοινωνίας σε συνεδρίες ΔΜΕ, χωρίς όμως να επικεντρώνεται στη μουσική εκπαίδευση, ώστε να εξαχθούν γενικότερα συμπεράσματα για τη ΔΜΕ. Πραγματοποιήσαμε μια σειρά από πειράματα με δέκα (10) μουσικούς (πέντε ζευγάρια), οι οποίοι επικοινωνούσαν μέσω του τοπικού δικτύου του τμήματος Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής του ΕΛΜΕΠΑ. Στα πειράματα αυτά χρησιμοποιήθηκε λογισμικό το οποίο εισάγει μεταβλητή καθυστέρηση στην ηχητική επικοινωνία. Οι μουσικοί επιπρόσθετα με την ηχητική επικοινωνία, είχαν οπτική επικοινωνία με χρήση συνδεδεμένων καμερών και οθονών από άκρο σε άκρο. Η οπτική επικοινωνία είχε σταθερή καθυστέρηση της τάξεως των 64ms από τον ένα μουσικό στον άλλον. Τα πειράματα βασίστηκαν στη μεθοδολογία επαναλαμβανόμενων μετρήσεων (repeated measurements) . Συγκεκριμένα οι μουσικοί κλήθηκαν να πραγματοποιήσουν δύο (2) σενάρια τα οποία περιελάμβαναν επτά (7) επαναλήψεις το καθένα. Σε κάθε επανάληψη, η καθυστέρηση του ήχου είχε διαφορετική τιμή μέσα σε ένα εύρος τιμών από 17ms έως 60ms από το ένα άκρο στο άλλο. Πριν την πειραματική διαδικασία ζητήθηκε από τους μουσικούς να προετοιμάσουν ένα μουσικό θέμα της επιλογής τους το οποίο να μην υπερβαίνει σε διάρκεια το ένα λεπτό. Η επιλογή αυτή έγινε σκόπιμα ώστε να αποφευχθούν φαινόμενα όπως η επίδραση της πράξης (practice effect) που συναντάται σε περιπτώσεις επαναλαμβανόμενων μετρήσεων. Η προετοιμασία λάμβανε χώρα στον έναν από τους δύο χώρους του που επιλέχθηκαν για τη διεξαγωγή των πειραμάτων και χωρίς χρήση τεχνολογικών μέσων. Κατόπιν της προετοιμασίας ακολουθούσε η πειραματική διαδικασία. Κατά το Σενάριο 1 (πρώτες επτά επαναλήψεις) οι μουσικοί εκτέλεσαν το κομμάτι που προετοίμασαν χωρίς οπτική επαφή ενώ πραγματοποίησαν άλλες επτά επαναλήψεις κατά το Σενάριο 2 με οπτική επαφή. Προκειμένου να γίνει συλλογή δεδομένων προς ανάλυση, εφαρμόστηκε η μέθοδος της υποκειμενικής αξιολόγησης (subjective evaluation), με χρήση ηλεκτρονικών ερωτηματολογίων τα οποία οι μουσικοί κλήθηκαν να απαντήσουν μετά από κάθε επανάληψη. Οι ερωτήσεις αφορούσαν την αξιολόγηση ζητημάτων όπως η αντίληψη της καθυστέρησης, η δυνατότητα συγχρονισμού ανάμεσα στους μουσικούς, η γενικότερη εμπειρία στην κάθε επανάληψη, αλλά και η χρησιμότητα της οπτικής επικοινωνίας. Η αξιολόγηση έγινε με χρήση ψυχομετρικής κλίμακας Likert από 1 έως 7. Επιπρόσθετα με τα ερωτηματολόγια, καταγράφηκαν οι ροές ήχου και βίντεο κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Οι καταγραφές βίντεο εστίαζαν στα πρόσωπα των μουσικών, προκειμένου να επιτραπεί η αναγνώριση εκφράσεων προσώπου με εργαλεία υπολογιστικής όρασης. Συμπληρωματικά, οι καταγραφές ήχου βοήθησαν μέσω της ευθυγράμμισής τους με τις εκφράσεις προσώπου στην επικύρωση των απαντήσεων που υποβλήθηκαν μέσω των ερωτηματολογίων. Για την ανάλυση των ερωτηματολογίων, εφαρμόστηκαν στατιστικά εργαλεία κατάλληλα για τη μεθοδολογία των επαναλαμβανόμενων μετρήσεων. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων καταδεικνύουν ότι παρόλο που η οι μουσικοί επικεντρώνονται στην ηχητική πληροφορία, επιβεβαιώνοντας προηγούμενες έρευνες, υπάρχουν ενδείξεις ότι σε συνθήκες αυξημένης καθυστέρησης της ηχητικής πληροφορίας οι μουσικοί τείνουν να στρέφουν τη προσοχή τους προς την οθόνη αναζητώντας μηχανισμούς αντιμετώπισης της αυξημένης ηχητικής καθυστέρησης. Αν και το δείγμα των δέκα μουσικών μπορεί να χαρακτηριστεί ως στατιστικά αδύναμο, τα ευρήματα φανερώνουν ότι η οπτική επαφή διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη συνεργασία κατά τη ΔΜΕ.