Geometrical acoustics has been widely used to simulate sound propagation in various environments because it has a lower computational cost than wave-based numerical simulations. An acoustic radiosity model (Sparrowpy) with a tabulated BRDF extension, which discretises reflections into finite cones based on random incidence or bidirectional scattering coefficients, is compared to an alternative ARE-based implementation with a continuous BRDF. For this, the Phong BRDF, a simplified form of the Lafortune BRDF, is adopted to describe specular reflections in acoustics. Reflected sound propagation via a square surface from a point source to a point receiver is simulated while varying angular resolution and patch size (for Sparrowpy) and the number of sampling points and Phong exponent n (for ARE), assuming the surface is either a perfectly specular or diffuse reflector. The simulation results are compared to analytical solutions as the ground truth. Whilst a clear threshold for accurate modelling of specular reflection using tabulated BRDF could not be identified, a threshold for both specular and diffuse reflection modelling was successfully established for the acoustic Phong BRDF via ARE implementation. The presentation will be given in English.

DE: Winkelauflösung akustischer Reflexionen in der Schallausbreitungsmodellierung

Geometrische Akustik wird häufig zur Simulation der Schallausbreitung in verschiedenen Umgebungen eingesetzt, da sie im Vergleich zu wellenbasierten numerischen Simulationen geringere Rechenkosten verursacht. Ein auf akustischer Radiosity basierendes Modell (Sparrowpy) mit einer tabellarischen BRDF-Erweiterung, das Reflexionen in endliche Kegel aufteilt, basierend auf zufälligem Einfallswinkel oder bidirektionalen Streukoeffizienten, wird mit einer alternativen ARE-basierten Implementierung mit kontinuierlicher BRDF verglichen. Dabei wird die Phong-BRDF, eine vereinfachte Form der Lafortune-BRDF, verwendet, um spiegelnde Reflexionen zu beschreiben. Die Schallausbreitung einer Reflexion über eine quadratische Fläche von einer Punktquelle zu einem Punktempfänger wird simuliert, wobei die Winkelauflösung und Patchgröße (für Sparrowpy) sowie die Anzahl der Abtastpunkte und der Phong-Exponent n (für ARE) variiert werden, unter der Annahme, dass die Oberfläche entweder perfekt spiegelnd oder diffus reflektierend ist. Die Simulationsergebnisse werden mit analytischen Lösungen als Ground Truth verglichen. Während kein eindeutiger Schwellenwert für eine genaue Modellierung spiegelnder Reflexionen mit einer tabellierten BRDF identifiziert werden konnte, wurde für die akustische Phong-BRDF in der ARE-Implementierung erfolgreich ein Schwellenwert sowohl für die Modellierung spiegelnder als auch diffuser Reflexionen bestimmt. Der Vortrag wird auf Englisch gehalten.

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