Computational and experimental analysis of early reflections in concert spaces

A study on the acoustic simulations of early reflections in three-dimensional rooms is presented. Measurements of four real rooms in Schulich School of Music and computational simulations in Matlab are compared to verify the results.The four real rooms are modeled with two methods commonly used in modern geometric acoustic modeling, the image source method and the ray-tracing method. Then the simulation results are compared with the measurement in impulse responses and echo densities. Discussions about the differences between measurements and modeling results are based on geometrical models and acoustic properties. Factors influencing the accuracy of the simulations include the geometric shapes of rooms, the directivity patterns of the speakers and microphones in the measurement and acoustic coefficients such as wall absorption coefficients and air absorption coefficients. The results indicate that rooms commonly used for music performance have very diffuse scattering characteristics, which has important implications for modeling techniques based on assumptions of specular reflections. As well, this may have some consequences on our understanding of sound localization, which assumes specular early reflections. Suggestions for further improvements of models and measurement techniques are given.Une étude sur les simulations acoustiques des réflexions précoces dans les salles tridimensionnelles est présentée. Les mesures de quatre salles dans l'École de musique Schulich et les simulations calculées par Matlab sont comparées pour vérifier les résultats.Les quatre salles existantes sont modelées avec deux méthodes couramment utilisées dans la modélisation acoustique géométrique moderne, la méthode source d'image et la méthode de lançcage de rayons. Les résultats des mesures de réponses impulsionnelles et des densités d'échos de la simulation sont comparés. Les discussions sur les différences entre les mesures et les résultats de la modélisation sont basées sur des modèles géométriques et des propriétés acoustiques. Les facteurs influençant la précision des simulations incluent les formes géométriques des salles, les modèles de directivité des haut-parleurs et des microphones mesurés et les coefficients acoustiques tels que les coefficients d'absorption des parois et de l'air. Les résultats indiquent que les salles couramment utilisées pour les performances musicaux ont des caractéristiques de diffusion d'ondes trés diffuses, ce qui a des implications importantes pour les techniques de modélisation basées sur des hypothèses de réflexions spéculaires. Cela peut avoir des conséquences sur notre compréhension de la localisation du son, qui suppose une spécification de réflexions préliminaires. Des suggestions pour d'autres améliorations des modéles et des techniques de mesure sont données