Akustiksimulation: 3D-Modelle mit authentischen Klängen koppeln

Das Fraunhofer IDMT präsentiert auf der Hannover Messe vom 24. bis 28. April ein Forschungsprojekt, bei dem es darum geht, Klänge von Bauteilen, Maschinen und Geräten schon während der virtuellen Produktentwicklung hörbar zu machen. So können akustische Eigenschaften gezielt überprüft, bewertet und optimiert werden. Der bislang dafür notwendige kostenintensive Modellbau realer Prototypen kann damit zukünftig wegfallen.

Was haben eine große Produktionsmaschine und eine Waschmaschine gemeinsam? Auf den ersten Blick nicht viel. Aber beide haben einen ganz spezifischen Klang und der spielt bei der Kaufentscheidung der Kunden eine wichtige Rolle. Denn die akustischen Eigenschaften von Produkten nehmen einen immer höheren Stellenwert bei der subjektiven Qualitätsbewertung ein. Bestimmte Klänge werden als »angenehm« und »zuverlässig« empfunden, andere wiederum als »störend«. 

»In der virtuellen Produktentwicklung können heute schon sämtliche Eigenschaften des zukünftigen Produkts simuliert und beurteilt werden, nur nicht die Klangeigenschaften«, erklärt Dr. Sandra Brix, Leiterin des Forschungsprojekts.  »Ziel unserer Forschungsarbeiten ist es, virtuelle Produktmodelle zu auralisieren – also hörbar zu machen«. 

3D-Visualisierung mit authentischen Klängen koppeln

Basierend auf der wissenschaftlichen Expertise im Bereich räumlichen Klangwiedergabe arbeitet das Fraunhofer IDMT daran, die dreidimensionalen Visualisierungen der Prototypen mit den entsprechenden authentischen Klängen zu koppeln. Dafür werden mit Hilfe akustischer Modelle die Maschinengeräusche berechnet und mit der 3D-Audiotechnologie SpatialSound Wave des Fraunhofer IDMT hörbar gemacht. 

Eine besondere Herausforderung ist dabei die Simulation des akustisch richtigen Abbilds der virtuellen Prototypen, um diese nicht nur perspektivisch richtig zu betrachten, sondern auch immer »richtig« zu hören. Denn: »Der Klang der virtuellen Maschine muss sich wie in der Realität anhören. Nur so kann  man das Geräuschverhalten aus allen Richtungen gut beurteilen«, erklärt die Projektleiterin. 

In dem vom BMWI-geförderten Forschungsprojekt »Akustisch erweiterte Virtualisierung von Produkten und Produktionsprozessen«, kurz AVP3, arbeiten neben dem Fraunhofer IDMT zwei Universitäten und fünf Wirtschaftsunternehmen an der Umsetzung der akustisch erweiterten virtuellen Realität. 

Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 2, Stand C22  mit einem ersten Demonstrator die Verbindung von 3D-Visualisierung und -Auralisierung. 

Bild: Virtuelle Produkte und Maschinen realistisch erklingen lassen – das ist das Ziel der Forschungsarbeiten am Fraunhofer IDMT.

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