(57)【要約】【課題】  実際に再生される音に近い音波の空間的なパワー分布とその時間変化が分かるようにする。【解決手段】  音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する入力波形生成部１３と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出し、この算出手段による算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する計算結果出力部１９とを備えた。【選択図】      図１
2005338528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、
この算出手段による算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する動画生成手段と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項２】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、
この算出手段による算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の音場シミュレーション装置において、
前記画像データは、受音面上のパワーを２次元的な画像として表したデータであることを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の音場シミュレーション装置において、
前記画像データは、所定のパワーの等高面を３次元的な画像として表したデータであることを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の音場シミュレーション装置において、
前記波形データは、インパルスの周波数帯域を所定周波数帯域に帯域制限して生成されることを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の音場シミュレーション装置において、
前記波形データは、連続波形に窓関数を乗じて生成されることを特徴とする音場シミュレーション装置。
【請求項７】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第１の過程と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第２の過程と、
この第２の過程における算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する第３の過程と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置の制御方法。
【請求項８】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第１の過程と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第２の過程と、
この第２の過程における算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する第３の過程と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置の制御方法。
【請求項９】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、
この算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１０】
音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、
この算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の制御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源からの音波の伝搬の状態をシミュレートする音場シミュレーション装置、音場シミュレーション装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、音源からの音波の伝搬状態を計算によりシミュレートする音場シミュレーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この音波の伝搬の状態をシミュレートする方法としては、例えば、音線法や虚像法のような幾何学的音響解析と、有限要素法や境界要素法のような数値音響解析が知られている。
【０００３】
具体的に説明すると、音源から定常的な正弦波の音波を放射した場合の計算結果が、受音面における当該正弦波の周波数に対応するパワー分布図として表され、音源からインパルスの音波を放射した場合の計算結果が、所定の受音点におけるインパルス応答の波形として表される。
【特許文献１】特開平５−７３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、受音面における正弦波のパワー分布図を求める場合、音源から定常的な正弦波の音波を放射した場合の計算であるため、この計算結果に基いて画像表示した場合に、単一の周波数のパワー分布図は分かるものの、周波数帯域を有する実際の音波のパワー分布を見ることができなかった。また、所定の受音点におけるインパルス応答の波形を求める場合、周波数帯域は広いが、他の受音点については分からず、空間的な音波の分布を画像として見ることができなかった。更に、いずれの計算結果も、過渡的な音場を映像として見ることはできず、ユーザは実際に再生される音に近い音のパワーの空間分布の時間変化を視覚的に知ることはできなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、実際に再生される音に近い音波について、空間的なパワー分布とその時間変化を知ることができる音場シミュレーション装置、音場シミュレーション装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、この算出手段による算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する動画生成手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、この算出手段による算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記音場シミュレーション装置において、前記画像データは、受音面上のパワーを２次元的な画像として表したデータであってもよい。
【０００９】
また、上記音場シミュレーション装置において、前記画像データは、所定のパワーの等高面を３次元的な画像として表したデータであってもよい。
【００１０】
更に、上記音場シミュレーション装置において、前記波形データは、インパルスの周波数帯域を所定周波数帯域に帯域制限して生成されてもよい。
【００１１】
更にまた、上記音場シミュレーション装置において、前記波形データは、連続波形に窓関数を乗じて生成されてもよい。
【００１２】
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第１の過程と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第２の過程と、この第２の過程における算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する第３の過程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第１の過程と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第２の過程と、この第２の過程における算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する第３の過程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、この算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成させることを特徴とするものである。
【００１５】
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、この算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成させることを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記制御プログラムを、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空間的なパワー分布とその時間変化を視覚的に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［１］第１実施形態
図１は、本第１実施形態に係る音場シミュレーション装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
【００２０】
この音場シミュレーション装置１０は、コンピュータで構成され、このコンピュータの記憶部１７に予め記憶されている制御プログラムに基いてコンピュータのＣＰＵ（不図示）が動作することで、音場シミュレーション装置として機能する。
【００２１】
この音場シミュレーション装置１０は、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートするものであり、設定入力部１１と、入力波形生成部１３と、音場計算部１５と、記憶部１７と、計算結果出力部１９と、ＬＣＤ等からなる表示部２１とを備えて構成される。
【００２２】
設定入力部１１は、音場を予測するための音場計算に必要な入力データ、具体的には、音響空間に関するデータや音源に関するデータを入力し、音場計算部１５に出力する。例えば、設定入力部１１は、音場をシミュレーションする上で必要なシミュレーション設定データ、音響空間の室内形状に関する室形座標データ、音響空間内に配置される吸音材の位置とその吸音率を示す吸音材データ、音源の配置位置を示す音源座標データ、音源特性データ等の各種データをユーザから入力するかあるいは不図示のファイルからの読み込む。
【００２３】
入力波形生成部１３は、音源において放射させる音波に対応する波形データを生成し、この波形データを音場計算部１５に出力する。具体的に説明すると、入力波形生成部１３は、音源において放射させる音波の所定周期分（例えば、１周期分）として波形データを生成する。さらに詳述すると、入力波形生成部１３は、複数の音波のうち、いずれか１つの音波を選択し、その選択した音波における所定周期分（例えば、１周期分）の波形データを生成する。
【００２４】
ここで、入力波形生成部１３は、選択した音波の波形が連続波形である場合は、当該連続波形に窓関数を乗じて波形データを生成する。具体的には、連続波形が周期波形と非周期波形（例えば、オーディオデータに対応する波形）のいずれの波形であってもよい。これによって、特に、連続波形がオーディオデータ等の非周期波形である場合、当該連続波形に窓関数を乗じることによって生成される波形が周期的に繰り返される擬似周期波形と見做している。ここで、窓関数は、生成される波形データにおける波形の両端が０となるように設定されている。
【００２５】
例えば、音源において放射させようとしている音波の波形が正弦波である場合について説明すると、入力波形生成部１３は、当該正弦波に窓関数を乗じて図２に示すような波形データを生成し、音場計算部１５に出力する。
【００２６】
このようにして生成される波形データは、所定周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域）の幅を有しているのが好ましい。つまり、音源において波形データを入力して放射される音波が、音楽の音波に近い音波となるように設定されている。
【００２７】
更に、音源において放射させようとしている音波の波形が連続波形ではない場合、具体的には、インパルスの場合、このインパルスの周波数帯域が所定周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域）に制限されて、図３に示すような波形データが生成される。このように帯域制限することで、音源において波形データを入力して放射される音波が、音楽の音波に近い音波となるように設定されることとなる。
【００２８】
このように、波形データを所定周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域）の幅に設定したことにより、音楽環境において不要な周波数成分がなくなるので、後述する音場計算部１５における計算量が少なくなり、計算を高速化することができる。
【００２９】
ここで、複数の音源を設定した場合は、音源毎に入力する波形データを変えたり、異なるフィルタリングを行ってもよい。
【００３０】
音場計算部１５は、設定入力部１１より入力した波形データと入力波形生成部１３より入力した入力データとに基いて、音場の計算を行い、記憶部１７に格納する。
【００３１】
計算結果出力部１９は、記憶部１７から音場計算部１５の音場計算の結果を読み出し、パワー分布を示す映像データを生成する。
【００３２】
以下、音場計算部１５及び計算結果出力部１９の処理動作について詳細に説明する。図４は、音場計算部１５における計算の流れを示す概要図である。また、図５は、音場計算部１５における計算の詳細を示すフローチャートである。なお、これら図４及び図５の説明において、音源が複数ある場合について説明するが、音源が１つの場合についても適用できることはいうまでもない。
【００３３】
図４に示すように、音場計算部１５は、設定入力部１１より入力データとしてシミュレーション設定データ、室形座標データ、吸音材データ、音源座標データ、音源特性データ等の各種データを入力する（ＳＴ１）。
【００３４】
次に、音場計算部１５は、設定入力部１１より入力した入力データに基いて、各音源に対する反射経路（受音点座標（ｘ、ｙ、ｚ）、反射係数α等）を算出する（ＳＴ２）。
【００３５】
次に、音場計算部１５は、各音源別に、所定周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域）内の各周波数及び音響空間の各受音点座標における複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出する（ＳＴ３）。
【００３６】
一方、音場計算部１５は、周期波形として生成された時間ｔに対応する波形データｗ（ｔ）を入力波形生成部１３より入力する（ＳＴ４）。
【００３７】
次いで、音場計算部１５は、入力した波形データｗ（ｔ）をフーリエ変換してｗ（ｆ）を算出する（ＳＴ５）。
【００３８】
次いで、音場計算部１５は、設定入力部１１より入力した入力データと入力波形生成部１３より入力した波形データｗ（ｔ）とに基いて、周波数軸ｆと、空間軸ｘ，ｙ，ｚにおける複素音圧Ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。つまり、音場計算部１５は、ｗ（ｆ）とｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）とを乗算し、複素音圧Ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出する（ＳＴ６）。即ち、音場計算部１５は、ｗ（ｆ）とｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）との時間軸におけるコンボリューションを計算することで、複素音圧Ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出している。
【００３９】
次いで、音場計算部１５は、複素音圧Ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）を逆フーリエ変換して、時間軸ｔと空間軸ｘ，ｙ，ｚにおける複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出する（ＳＴ７）。つまり、音場計算部１５は、所定の算出タイミング毎の各受音点の複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。このように、音場計算部１５は、音場の計算に逆フーリエ変換を用いることができるので、計算を高速化できる。
【００４０】
次いで、音場計算部１５は、全音源の複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を加算し（ＳＴ８）、この複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を記憶部１７（図１）に格納する（ＳＴ９）。
【００４１】
次に、音場計算部１５における計算の詳細を、図５を参照しながら、複数の音源Ａ１，Ａ２，…，Ａｍが音響空間に配置される場合について説明する。
【００４２】
まず、音場計算部１５は、全音源Ａ１，Ａ２，…，及びＡｍについて複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了したか否かを判断する（ステップＳ１）。つまり、本第１実施形態では、音場計算部１５は、音源Ａ１から音源Ａｍについて順次、複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を計算していくこととなる。
【００４３】
全音源Ａ１，Ａ２，…，及びＡｍについて複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了していない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、音場計算部１５は、各音源（例えば、音源Ａ２）からの伝搬経路（受音点座標、反射係数α）を算出する（ステップＳ２）。
【００４４】
次いで、音場計算部１５は、各音源（例えば、音源Ａ２）に対する全受音点座標（ｘ，ｙ，ｚ）について複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了したか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００４５】
具体的に説明すると、受音点（ｘ，ｙ，ｚ）（例えば、ｘ＝ｘ１，ｘ２，…，ｘｉ、ｙ＝ｙ１，ｙ２，…，ｙｊ、ｚ＝ｚ１，ｚ２，…，ｚｋ）における複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了したか否かを判断する。
【００４６】
全受音点座標（ｘ，ｙ，ｚ）について複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了していない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、例えば、ｐ（ｆ，ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）の計算が終了していない場合、音場計算部１５は、全周波数について複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）の計算が終了したか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで、全周波数とは、所定周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域）内において算出点として複数の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを定義した場合の全ての周波数ｆ１〜ｆｎをいう。このように、所定周波数帯域に帯域制限したので、計算量が減少し、計算が高速化する。
【００４７】
全周波数について複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）の計算が終了していない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、音場計算部１５は、各音源Ａ１，Ａ２，…，Ａｍ別に、各周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ及び受音点（ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）における複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）を算出する（ステップＳ５）。つまり、各周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎに亘って、全周波数について計算が終了するまで（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、受音点（ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）における複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘｉ，ｙｊ，ｚｋ）を算出する。
【００４８】
また、ステップＳ３において、全受音点（ｘ，ｙ，ｚ）における複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）の計算が終了した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、音場計算部１５は、波形データｗ（ｔ）をフーリエ変換したｗ（ｆ）と、各複素音圧の周波数特性ｐ（ｆ，ｘ，ｙ，ｚ）とを乗算し（ステップＳ６）、逆フーリエ変換することで、各時刻（各算出タイミング）ｔにおける各受音点（ｘ，ｙ，ｚ）の複素音圧ｐ（ｔ，ｚ，ｙ，ｚ）を算出する（ステップＳ７）。
【００４９】
次に、音場計算部１５は、全音源の複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を加算し（ステップＳ８）、ステップＳ１の判断に移行する。このようにして、全音源について計算が終了した場合（ステップＳ１）に、音場計算部１５の計算処理が終了する。
【００５０】
図６は、計算結果出力部１９における計算の流れを示す概要図である。
【００５１】
計算結果出力部１９は、記憶部１７から複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を読み込み（ＳＴ１１）、この読み込んだ複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）及びその座標（ｘ，ｙ，ｚ）における粒子速度に基いて各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
【００５２】
次いで、計算結果出力部１９は、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布に基いて、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する（ＳＴ１２）。
【００５３】
ここで、本第１実施形態において、計算結果出力部１９は、受音点の配置を２次元とし、受音面上のパワー分布を２次元的な画像として表した画像データを生成している。
【００５４】
図７は、表示部２１に表示される２次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。この図７における画像Ｍ１は、ある時刻において、ｚ＝０とした場合のパワー分布を示している。なお、図７中、点Ａは、音源の位置を示しており、この音源の座標は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）である。
【００５５】
画像Ｍ１における受音面は、ユーザにより選択可能に構成されている。つまり、設定入力部１１において、受音面を示すデータがシミュレーション設定データとして入力される。ここで、画像Ｍ１において、音波のパワーは、特定の色の濃淡に対応して表されている。つまり、音波のパワーの値と特定の色の濃度とが対応している。なお、音波のパワーが、特定の色の濃淡の代わりに、色に対応して表されてもよい。つまり、音波のパワーの値と色とが対応している。これらによって、ユーザは、音楽に近い音波の空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。
【００５６】
さて、この計算結果出力部１９は、各算出タイミング毎の画像データに基いて、動画データを生成する。つまり、画像データを時系列的に並べることで、動画データが生成される。この動画データは、入力波形生成部１３により生成された波形データに基く音波が音源から放射されて音響空間における各位置（受音点）に到達までの各画像データを時系列に並べて生成される。つまり、所定周期分（例えば、１周期分）の音波の伝搬状態を示す動画データが生成される。そして計算結果出力部１９は、生成された動画データに基いて動画ファイルを生成する（図６中、ＳＴ１３）。
【００５７】
このようにして生成された動画ファイルは、計算結果出力部１９により記憶部１７に保存される。このように動画ファイルを生成することにより、計算結果の閲覧、配布が容易になるとともに、ユーザは、この動画ファイルを再生することで、音響空間における音波のパワー分布の過渡的な時間変化を見ることができる。また、波形データとして、実際に再生される音楽の波形データを用いることができるので、ユーザは、より実際に再生される音に近い音波の空間的なパワー分布とその時間変化を見ることができる。
【００５８】
また、１周期分として生成した動画データを、繰り返し再生が可能な動画再生ソフトを用いて再生することにより、ユーザは、周期的な音場の変化として見ることができる。
【００５９】
［２］第２実施形態
上記第１実施形態では、図１における計算結果出力部１９が、受音面上のパワーを２次元的な画像として表した画像データを生成する場合について説明したが、本第２実施形態では、計算結果出力部１１９が、各時刻における所定のパワーの等高面を３次元的な画像として表した画像データを生成する場合について説明する。以下、この第２実施形態において、上記第１実施形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６０】
図８は、本第２実施形態に係る音場シミュレーション装置１００の機能的構成を示すブロック図である。
【００６１】
計算結果出力部１１９は、記憶部１７から各算出タイミング毎の複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を読み出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
【００６２】
次いで、計算結果出力部１１９は、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布に基いて、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する。
【００６３】
図９は、表示部２１に表示される３次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。
【００６４】
この図９における画像Ｍ２は、ある時刻における所定のパワーのパワー分布を示している。この所定のパワーは、画像Ｍ２において、等高面Ｒとして表される。なお、図９中、点Ａは、音源の位置を示しており、この音源の座標は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）である。
【００６５】
画像Ｍ２において等高面Ｒで表される所定のパワーは、ユーザにより選択可能に構成されている。つまり、設定入力部１１（図１）において、所定のパワーを示すデータがシミュレーション設定データとして入力される。ここで、画像Ｍ２において、音波の所定のパワーを示す等高面Ｒは、特定の色として表されている。これによって、ユーザは、音楽に近い音波の空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。
【００６６】
［３］第３実施形態
上記第１、第２実施形態では、計算結果出力部１９，１１９が、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する場合について説明したが、本第３実施形態では、計算結果出力部２１９が、所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する場合について説明する。以下、この第３実施形態において、上記第１実施形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６７】
図１０は、本第３実施形態に係る音場シミュレーション装置２００の機能的構成を示すブロック図である。
【００６８】
計算結果出力部２１９は、記憶部１７から複素音圧ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を読み出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
【００６９】
次いで、計算結果出力部１９は、各算出タイミング毎の音響空間におけるパワー分布に基いて、各受音点（ｘ，ｙ，ｚ）毎に全時刻のパワーの平均値を算出し、平均パワー分布を画像データとして生成し、静止画ファイルとして記憶部１７に保存している。この静止画ファイルに基いて表示部２１に表示することにより、ユーザは、空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。
【００７０】
以上、一実施形態に基いて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、入力波形生成部１３において音波の所定周期分として１周期分の波形データが生成される場合について説明したが、これに限るものではなく、音場計算部における計算量が膨大とならない範囲内で、入力波形生成部において音波の数周期分の波形データが生成されるようにすることも可能である。
【００７２】
また、上記実施形態では、制御プログラムを記憶部１７に記憶している場合について説明したが、各種磁気ディスク、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御プログラムを予め記録し、これらの記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、通信インターフェイスを設け、インターネット、ＬＡＮなどのネットワークを介して制御プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本第１実施形態に係る音場シミュレーション装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】連続波形に窓関数を乗じて生成される波形を示す波形図である。
【図３】インパルスを帯域制限して生成される波形を示す波形図である。
【図４】音場計算部における計算の流れを示す概要図である。
【図５】音場計算部における計算の詳細を示すフローチャートである。
【図６】計算結果出力部における計算の流れを示す概要図である。
【図７】表示部に表示される２次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。
【図８】本第２実施形態に係る音場シミュレーション装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】表示部に表示される３次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。
【図１０】本第３実施形態に係る音場シミュレーション装置の機能的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１００，２００  音場シミュレーション装置
１１  設定入力部
１３  入力波形生成部（波形生成手段）
１５  音場計算部（算出手段）
１７  記憶部
１９，１１９，２１９  計算結果出力部（算出手段、動画生成手段、画像生成手段）
２１  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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