音空間レンダリング技術の開発: シリコンコンサートホールの実現に向けて

摘要

本報告では，リアルタイム音空間レンダラーである"シリコンコンサートホール(SiCH)"の要素技術開発に関するプロジェクトの概要を解説している。まず，音空間レンダリングの概要とGPUクラスタによる実装例を紹介し，CE-FDTD法の1つであるIWB法を用いると高精度で大規模レンダリングが可能であることを示す。また，レンダリング結果を157ch包囲型スピー力アレイへの出力することで高精細可聴化を試みる。つぎに，リアルタイムレンダリングのための専用ハードウェアとしてFPGAへの実装例を紹介する。ハードウェア実装向きのアルゴリズムを用いると高密度実装が可能であり，結果として高速計算が可能であることを示す。最後に，差分法以外でハードウェア化向きのアルゴリズムとして音響LGA法を提案し，CPUへの実装を通してその可能性を論じる。%This report describes the overview of the development project of the "Silicon concert hall (SiCH)", which is a real time sound field renderer. The outline of the sound field rendering and the implementation on the GPU cluster system are first described. Using the IWB scheme which is one of the compact explicit finite difference time domain (CE-FDTD) method, the high accuracy and large-scale rendering can be achieved. The rendering results are then reproduced by the 157ch loudspeaker array system. It is confirmed that high quality and high definition auralization can be realized. A hardware renderer is next developed on the FPGA system. It is confirmed that the high speed rendering can be realized based on the hardware oriented algorithm which achieves the high density implementation. The sound field lattice gas cellular automaton method is lastly proposed for another hardware oriented algorithm.