Reimplementation of a Real-Time 3D Audio Rendering Software Using an Entity Component System Architecture

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Reimplementierung der WONDER Software Suite, einer Netzwerk-gesteuerten, Echtzeit 3D Audio Rendering Software für Wellenfeldsynthese (WFS). Diese umfangreiche Aufgabe wird in zwei separate Teile aufgeteilt. Zuerst werden die Softwarekomponenten der WONDER Suite analysiert. Die Unterprogramme werden diskutiert und alle notwendigen Elemente für die bevorstehende Reimplementierung ausfindig gemacht. Ein Benchmark wird durchgeführt, um die aktuelle Performance zu beurteilen und mögliche Einschränkungen aufzuzeigen. CoRGII wird im zweiten Abschnitt behandelt und stellt den designierten Ersatz für WONDER dar. Auf Grundlage der vorangegangenen Testergebnisse werden die Designentscheidungen und Kernelemente der neuen Softwarearchitektur besprochen. Das Paradigma der datenorientierten Programmierung mithilfe des Entity Component System wird vorgestellt und weitere Implementierungsdetails, etwa das Sparse Set, werden aufgezeigt. Zum Schluss werden alle umgesetzten Softwareteile diskutiert und zukünftige Aufgaben skizziert.

The goal of this work is the reimplementation of the WONDER software suite, a network controlled, real-time 3D audio rendering software for Wave Field Synthesis (WFS). This comprehensive task is divided into two separate parts. First, the software components of the WONDER suite are analyzed. The subprograms are discussed and all elements necessary for the upcoming reimplementation are identified. A benchmark is performed to assess their current performance and to reveal possible limitations. The second part covers CoRGII, the designated replacement for WONDER. Based on the previous test results, the design decisions and core elements of the new software architecture are discussed. A data-oriented programming paradigm, using the Entity Component System, is introduced and further implementation details, such as the Sparse Set, are illustrated. Eventually, all implemented software parts are discussed and future tasks outlined.