Sonification

редактировать
Файл : Air Play - Sonification of Beijing Air Quality Data.webm Воспроизвести мультимедиа Видео о загрязнении воздуха из Пекина, передаваемое в виде музыкального произведения

Сонификация - это использование не -Речь аудио для передачи информации или восприятия данных. Слуховое восприятие имеет преимущества во временном, пространственном, амплитудном и частотном разрешении, которые открывают возможности в качестве альтернативы или дополнения к техникам визуализации.

Например, частота щелчков счетчика Гейгера передает уровень излучения в непосредственной близости от устройства.

Хотя многие эксперименты с ультразвуковой обработкой данных были исследованы на таких форумах, как Международное сообщество по слуховым дисплеям (ICAD), ультразвуковая обработка сталкивается с множеством проблем при широком использовании для представления и анализа данных. Например, исследования показывают, что сложно, но необходимо обеспечить адекватный контекст для интерпретации данных с помощью ультразвукового анализа. Многие попытки ультразвуковой обработки кодируются с нуля из-за отсутствия гибкого инструмента для исследования ультразвуковой обработки и изучения данных

Содержание
  • 1 История
  • 2 Некоторые существующие приложения и проекты
  • 3 Методы ультразвуковой обработки
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
История

Счетчик Гейгера, изобретенный в 1908 году, является одним из самых ранних и наиболее успешных применений ультразвуковой обработки. Счетчик Гейгера имеет трубку с газом низкого давления; каждая обнаруженная частица генерирует импульс тока, когда ионизирует газ, производя звуковой щелчок. Первоначальная версия могла обнаруживать только альфа-частицы. В 1928 году Гейгер и Вальтер Мюллер (аспирант Гейгера) усовершенствовали счетчик, чтобы он мог обнаруживать больше типов ионизирующего излучения.

В 1913 году доктор Эдмунд Фурнье д'Альбе из Университета Бирмингема изобрел оптофон, в котором использовался селен Фотодатчики для обнаружения черного отпечатка и преобразования его в звуковой сигнал. Слепой читатель мог поднести книгу к устройству и поднести устройство к той области, которую он хотел прочитать. Оптофон воспроизводил набор нот: g c 'd' e 'g' b 'c' 'e' '. Каждая нота соответствовала положению в области чтения оптофона, и эта нота заглушалась, если ощущались черные чернила. Таким образом, отсутствующие примечания указывали места, где черные чернила находились на странице, и их можно было использовать для чтения.

Поллак и Фикс опубликовали первые перцептивные эксперименты по передаче информации через слуховой дисплей в 1954 году. Они экспериментировали с объединением звуковых параметров, таких как время, частота, громкость, продолжительность и пространственность, и обнаружили, что они могут получить субъектов для одновременной регистрации изменений в нескольких измерениях. Эти эксперименты не вдавались в подробности, поскольку каждое измерение имело только два возможных значения.

Джон М. Чемберс, Макс Мэтьюз и Ф.Р. Мур из Bell Laboratories выполнил самую раннюю работу по построению слуховых диаграмм в своем техническом меморандуме «Проверка слуховых данных» в 1974 году. Они дополнили диаграмму рассеяния, используя звуки, изменяющиеся по частоте, спектральному содержанию и размеры амплитудной модуляции, используемые при классификации. Они не проводили никакой формальной оценки эффективности этих экспериментов.

В 1976 году философ технологий Дон Айде писал: «Так же, как кажется, что наука производит бесконечный набор визуальных образов практически для всех своих явления - атомы и галактики знакомы нам по журнальным столикам и научным журналам; так что и «музыку» можно создавать из тех же данных, которые производят визуализации ». Это, по-видимому, одно из самых ранних упоминаний ультразвуковой обработки как творческой практики.

В 1980-х годах пульсоксиметры получили широкое распространение. Пульсоксиметры могут определять концентрацию кислорода в крови ультразвуком, излучая более высокие частоты для более высоких концентраций. Однако на практике эта особенность пульсоксиметров не может широко использоваться медицинскими работниками из-за риска появления слишком большого количества звуковых стимулов в медицинских учреждениях.

В 1992 году Международное сообщество слуховых дисплеев (ICAD) был основан как форум для исследования слухового дисплея, который включает ультразвуковую обработку данных. С тех пор ICAD стал домом для исследователей из многих различных дисциплин, заинтересованных в использовании звука для передачи информации посредством конференций и рецензируемых материалов.

Некоторые существующие приложения и проекты
  • Аудитория высотомер, также используется в прыжках с парашютом.
  • Слуховой термометр
  • Часы, например, со звуковым тиканием каждую секунду и со специальными перезвонами каждые 15 минут
  • Кабина экипажа слуховой отображает
  • счетчик Гейгера
  • Гравитационные волны на LIGO [1]
  • Интерактивная ультразвуковая обработка
  • Медицинские и хирургические слуховые дисплеи
  • Мультимодальные (комбинированные) дисплеи для минимизации зрительной перегрузки и утомления
  • Навигация
  • Космическая физика [2]
  • Пульсоксиметрия в операционных и интенсивной терапии
  • Сигнализация скорости в автотранспортных средствах
  • Сонар
  • Ультрафиолетовое излучение штормов и погоды [3]
  • Обнаружение вулканической активности
  • Кластерный анализ многомерных данных с использованием ультразвукового исследования траектории частиц [ 4]
  • Объем и значение промышленного индекса Доу-Джонса
  • Ультразвуковая обработка изображений для слабовидящих
  • Ультразвуковая игра CURAT на основе психоакустической ультразвуковой обработки
Методы ультразвуковой обработки

Можно изменить множество различных компонентов, чтобы изменить восприятие звука пользователем и, в свою очередь, восприятие им отображаемой информации. Часто увеличение или уменьшение некоторого уровня в этой информации обозначается увеличением или уменьшением высоты тона, амплитуды или темпа, но также может обозначаться изменение других, менее часто используемых компонентов. Например, цена на фондовом рынке может быть изображена как растущая цена при повышении цены акций и понижающаяся при ее падении. Чтобы пользователь мог определить, что изображается более одного инвентаря, разные тембры или яркость могут быть использованы для разных материалов, или они могут воспроизводиться пользователю из разных точек пространства, например, через разные стороны наушников..

Было проведено множество исследований, чтобы попытаться найти лучшие методы для представления различных типов информации, но пока не сформулирован окончательный набор методов, которые можно было бы использовать. Поскольку область обработки ультразвуком все еще находится в зачаточном состоянии, текущие исследования направлены на определение наилучшего набора звуковых компонентов, которые будут варьироваться в различных ситуациях.

Несколько различных методов звуковой визуализации данных можно разделить на следующие категории:

  • Акустическая сонификация
  • Аудификация
  • Модельно-ориентированная сонификация
  • Отображение параметров
  • Поток- Ультразвуковая обработка данных

В настоящее время предлагается относительно немного программного обеспечения для ультразвуковой обработки, многие из которых имеют форму специальных программ для ультразвуковой обработки данных или функций, встроенных в существующие структуры. Вот несколько примеров:

  • SoniPy, Python framework
  • Sonification Sandbox с открытым исходным кодом, программа Java для преобразования наборов данных в звуки
  • xSonify, приложение Java для отображения числовых данных в виде звука
  • Звуковые и ультразвуковые функции в Wolfram Language
  • audiolyzR, пакете R для ультразвуковой обработки данных
  • Data-to-Music API, браузерный JavaScript API для ультразвуковой обработки данных в реальном времени
  • Mozzi, синтезатор звука для платформы Arduino с открытым исходным кодом

В дополнение к перечисленному выше программному обеспечению, другие инструменты, обычно используемые для создания ультразвуковой обработки, включают:

Альтернативный подход к традиционной обработке ультразвуком - это "ультразвуковая обработка замена », например, импульсная мелодическая аффективная обработка (PMAP). В PMAP вычислительным протоколом вместо обработки потока данных являются сами музыкальные данные, например MIDI. Поток данных представляет немузыкальное состояние: в PMAP - эмоциональное состояние. После этого вычисления могут быть выполнены непосредственно на музыкальных данных, и результаты можно будет прослушать с минимальным переводом.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с Ультрафиолетовое излучение.
Последняя правка сделана 2021-06-08 10:02:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте