RAYNOISE是比利時聲學設計公司LMS開發(fā)的一種大型聲場模擬軟件系統(tǒng)。其主要功能是對封閉空間或者敞開空間以及半閉空間的各種聲學行為加以模擬。它能夠較準確地模擬聲傳播的物理過程，這包括：鏡面反射、擴散反射、墻面和空氣吸收、衍射和透射等現(xiàn)象并能最終重造接收位置的聽音效果。該系統(tǒng)可以廣泛應用于廳堂音質(zhì)設計、工業(yè)噪聲預測和控制、錄音設備設計、機場、地鐵和車站等公共場所的語音系統(tǒng)設計以及公路、鐵路和體育場的噪聲估計等。
RAYNOISE系統(tǒng)的基本原理
RAYNOISE系統(tǒng)實質(zhì)上也可以認為是一種音質(zhì)可聽化系統(tǒng)（關于“可聽化”，詳見參考文獻［1］）。它主要以幾何聲學為理論基礎。幾何聲學假定聲學環(huán)境中聲波以聲線的方式向四周傳播，聲線在與介質(zhì)或界面（如墻壁）碰撞后能量會損失一部分，這樣，在聲場中不同位置聲波的能量累積方式也有所不同。如果把一個聲學環(huán)境當作線性系統(tǒng)，則只需知道該系統(tǒng)的脈沖響應就可由聲源特性獲得聲學環(huán)境中任意位置的聲學效果。因此，脈沖響應的獲得是整個系統(tǒng)的關鍵。以往多采用模擬方法，即利用縮尺模型來獲得脈沖響應。80年代后期以來，隨著計算機技術的高速發(fā)展，數(shù)字技術正逐漸占據(jù)主導地位。數(shù)字技術的核心就是利用多媒體計算機進行建模，并編程計算脈沖響應。該技術具有簡便、快速以及精度可以不斷改善的特點，這些是模擬技術所無法比擬的。計算脈沖響應有兩種著名的方法：虛源法（Mirror Image Source Method，簡稱MISM）和聲線跟蹤法（Ray Tracing Method，簡稱RTM）。兩種方法各有利弊［1］。后來，又產(chǎn)生了一些將它們相結合的方法，如圓錐束法（Conical Beam Mehtod，簡稱CBM）和三棱錐束法（Triangular Beam Method，簡稱TBM）［1］。RAYNOISE將這兩種方法混合使用作為其計算聲場脈沖響應的核心技術［2］。
RAYNOISE系統(tǒng)的應用
RAYNOISE可以廣泛用于工業(yè)噪聲預測和控制、環(huán)境聲學、建筑聲學以及模擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設計等領域，但設計者的初衷還是在房間聲學，即主要用于廳堂音質(zhì)的計算機模擬。進行廳堂音質(zhì)設計，首先要求準確快速地建立廳堂的三維模型，因為它直接關系到計算機模擬的精度。RAYNOISE系統(tǒng)為計算機建模提供了友好的交互界面。用戶既可以直接輸入由AutoCAD或HYPERMESH等產(chǎn)生的三維模型，也可以由用戶選擇系統(tǒng)模型庫中的模型并完成模型的定義。 建模的主要步驟包括：
�。�1）啟動RAYNOISE；（2）選擇模型；（3）輸入幾何尺寸；（4）定義各面的材料及性質(zhì)（包括吸聲系數(shù)等）；（5）定義聲源特性；（6）定義接收場；（7）其它說明或定義，如所考慮的聲線根數(shù)、反射級數(shù)等。
用戶可以利用鼠標在屏幕上從各個不同角度來觀看所定義的模型及其內(nèi)部不同結構的特性（用顏色來區(qū)分）。然后就可以啟動計算了。通過對計算結果進行處理，可以獲得所關心的接收場中某點的聲壓級、A聲級、回聲圖、和頻率脈沖響應函數(shù)等聲學參量。如果還想知道該點的聽音效果，可以先將脈沖響應轉化為雙耳傳輸函數(shù)，并將其與事先在消聲室錄制好的干信號相卷積，便可以通過耳聽到該點的聽音效果。
RAYNOISE的特點和不足
與近10年來所出現(xiàn)的其它幾種聲場模擬軟件，如Signalgic公司的Hypersignal-Acoustic 3．4和EASE 2．0等相比，RAYNOISE無論是在使用方面還是功能方面都顯得更加成熟，它形成了一個比較完整的、獨立的可聽化系統(tǒng)。而Hypersignal-Acoustic 3．4只能作為其它可聽化軟件的軟硬件接口［3］，即它只能完成將干信號與從其它軟件的脈沖響應作卷積運算并模擬聽音效果這部分工作；EASE 2．0也需要同EARS（Electronically Auralization Room Simulation）配套使用才能實現(xiàn)可聽化。但是盡管RAYNOISE Revision 3．0系統(tǒng)在以前版本基礎上作了較大改進，無論是在使用上還是在計算精度上都有所突破，但由于它始終都是以幾何聲學為理論基礎，因而必然就會受到幾何聲學的限制。例如它在低頻或小尺度空間的模擬效果比較差，這必然會大大縮小其應用范圍。再如，它只能給出簡單聲源（如點源）在給定點的模擬結果，而對于運動聲源、分布式聲源、指向性聲源以及更為復雜的情形則顯得力不從心
