Nel sistema delle sorgenti virtuali posso togliere la parete superiore e sostituirla con una sorgente che si trova nella posizione speculare rispetto alla sorgente reale. Praticamente faccio una simmetria rispetto alla parete superiore.
Calcolo sorgente virtuale di primo ordine
Con il sistema delle sorgenti virtuali posso dunque sostituire le quattro pareti con la sorgente reale più quattro sorgenti virtuali del primo ordine.
Quindi come primo ordine di riflessioni abbiamo quello che viene dalle quattro sorgenti virtuali che sono state collocate sostituendo le pareti con un'operazione di simmetria.
In sostanza è come se quando si accende la sorgente reale contemporaneamente si accendessero tutte le sorgenti virtuali e l'ascoltatore viene investito sia dall'onda diretta sia a quelle relative alle quattro sorgenti virtuali.
Il contributo che arriva dalle sorgenti virtuali andrà attenuato moltiplicandolo con il coefficiente di attenuazione di quella parete e sarà ritardato rispetto a quello della sorgente diretta in quanto farà un percorso più lungo.
Per una semplificazione grafica, nel caso preso in analisi vediamo solo quattro sorgenti virtuali; nel primo ordine esse saranno sempre sei.
Le sorgenti virtuali del primo ordine mi permettono di ricostruire la traiettoria del raggio quando esso incontra una sola parete.
Per poter analizzare un comportamento più complesso dovrò aumentare il numero pareti.
Le sorgenti virtuali del secondo ordine mi permettono di ricostruire il tracciato del raggio quando esso incontra due pareti (c'è un rimbalzo tra due pareti).
Calcolo sorgente virtuale di secondo ordine
Per ottenere una sorgente virtuale di secondo ordine compio la stessa operazione di simmetria fatta in precedenza, ma questa volta tra la sorgente virtuale A e la parete B (linea blu).
Ottengo dunque il punto SAB che congiungo con l'ascoltatore (linea arancione).
Dal punto in cui questo raggio interseca la parete B, tiro una traiettoria verso SA (linea rosa) che a sua volta tocca la parete A.
Con questo procedimento ottengo la traiettoria di secondo ordine della sorgente reale (linee verdi).
Andando avanti ad aggiungere ordini e dunque sorgenti virtuali, otterrò una sorta di costellazione di sorgenti virtuali che mi danno il contributo delle prime riflessioni.
Posso avere infinite sorgenti virtuali, ma non tutte saranno utili all'ascoltatore in quanto la loro efficacia si rapporta in base alla posizione dell'ascoltatore stesso.
Ricapitolando, quando accendiamo la sorgente, l'ascoltatore viene investito dal suono diretto e da una moltitudine di sorgenti virtuali, opportunamente attenuate per assorbimento, attenuazione, ed in base all'assorbimento dell'aria (che si comporta come un passa basso con la frequenza di taglio che varia in funzione della distanza).
Calcolo per determinare la frequenza di taglio in base alla distanza
Il ruolo dell'attenuazione dell'aria non è per niente trascurabile. Basta farsi due conti, già a 6 metri di distanza la frequenza di taglio è in banda audio.
A distanza di un km la frequenza di taglio è intorno ai 600Hz, ció vuol dire che a 5Khz l'attenuazione è di 44dB.
Un buon riverberatore dovrebbe tenere assolutamente in considerazione questo parametro.
Dobbiamo sempre ricordare che tutte le funzioni matematiche che stiamo descrivendo l'essere umano ce le ha già dentro, e dunque se questi pattern non ci sono nella simulatione, il nostro sistema parcettivo se ne accorge e non li riconosce come naturali.