Raumakustik,
von der Messung
zum Plan.

Eingabe: Der Nutzer gibt Raummaße / Form / Materialien, Lautsprecher- und Hörposition ein — oder die Geometrie wird mit dem AR-Maßband (ohne LiDAR) oder per LiDAR-Scan (RoomPlan) erfasst.

Rechteckige, L-, U-förmige und beliebige einfache Polygon-Räume werden unterstützt; Reflexionen 1. Ordnung sowie Flächen-/Enthaltensein-Berechnung nutzen das echte Polygon; Ordnung 2/3 und Raummoden nähern über die Bounding Box (siehe §9).

2.1 Sabine RT60

Die klassische Sabine-Formel:

$V$

Raumvolumen (m³); bei Polygonen Shoelace-Fläche × Höhe, abzüglich Hindernissen (Stützen / Träger).

$\sum_i S_i \alpha_i$

Fläche × Absorptionsgrad je Fläche. Koeffizienten über 6 Oktavbänder (125 / 250 / 500 / 1k / 2k / 4k Hz).

$0.161$

= 24·ln(10)/c, mit c = 343 m/s (20 °C).

Die App liefert 4 Ausstattungs-Presets (leerer harter Raum / typisch harte Oberflächen / Möbel / bereits behandelt), je mit Absorptionskurve pro Band; die Einzelwert-RT60-Schätzung und das Panel-Budget nutzen einen Mittel-Hochton-Durchschnittskoeffizienten, die 6-Band-Sabine-Kurve speist die Bandanzeige. Auch das Ziel-RT60 ist eine 6-Band-Kurve, passend zu Normen wie EBU Tech 3276 / THX, die einen längeren Tiefbass-Nachhall zulassen.

2.2 Image-Source-Methode (ISM)

Erste Reflexionen per Spiegelung: Quelle an der Wand spiegeln; der Schnittpunkt der Strecke „Spiegelquelle → Hörer“ mit der Wand ist der Reflexionspunkt.

• Rechteckiger Raum: Spiegelung an allen 6 Ebenen — geschlossene Lösung.
• Nicht rechteckig (PolygonReflectionCalculator): jedes Wandsegment aus RoomPolygon.walls() spiegeln und Parameter s ∈ [0, 1] prüfen (Boden-/Decken-Reflexionen erfordern zusätzlich Reflexions-XY im Polygon); Pfade 1. Ordnung durchlaufen zudem einen 2D-Verdeckungstest — kreuzt ein Abschnitt Quelle→Punkt→Hörer ein anderes Wandsegment, wird der Pfad verworfen.

Mehrfachreflexionen (Ordnung 1–3) implementiert MultiOrderReflectionCalculator nach dem rekursiven Ansatz von pyroomacoustics:

1. Alle Wandsequenzen [s₁, …, sₙ] aufzählen, benachbarte Wände verschieden
2. Spiegelquellen-Iteration: S₀ = Quelle, Sₖ = mirror(Sₖ₋₁, sₖ)
3. Rückverfolgung vom Hörer: Sₙ → Hörer trifft sₙ in Pₙ; Sₙ₋₁ → Pₙ trifft sₙ₋₁ in Pₙ₋₁; rekursiv zurück
4. Jeder Schnittpunkt muss im gültigen Wandbereich liegen und t ∈ (0, 1)

2.3 Pfadenergie

Breitband-Energie als Funktion von Reflexionsanzahl und Distanzdämpfung:

• α wird auf [0, 0.99] begrenzt, damit α = 1 kein log(0) oder pow(negativ, N) = NaN erzeugt
• Distanzdämpfung folgt der sphärischen Ausbreitung 1/r²
• Umrechnung in dB über 10·log₁₀ (Energiedomäne)

Die Energie pro Band wird für die 6 Oktavbänder separat berechnet (Koeffizient aus finishProfile.absorptionByBand).

2.4 RT60-Schätzung (gemessen)

ImpulseResponseEstimator:

• Matched Filtering: der aufgenommene Sweep wird per Inversfilter (ESS / Farina) zu einem Impuls komprimiert; Prozessgewinn ≈ 10·log₁₀(T·B) — etwa +41 dB effektiver SNR bei der 3-s-Telefonvoreinstellung 180 Hz–4 kHz
• rmsEnvelope: gleitende RMS-Hüllkurve
• Schroeder-Rückwärtsintegration: E_back(t) = ∫ₜ^∞ s²(τ) dτ, mit 10·log₁₀ normiert ergibt die EDC-Kurve
• Lineare Steigungsregression: bevorzugt T30 [−5, −35 dB] je SNR, sonst T20 [−5, −25] oder T10 [−5, −15]
• RT₆₀ = −60 / Steigung

RT60 pro Band: auf den gefilterten Samples Bandpass an den nach dem tatsächlichen Sweep-Bereich gewählten ISO-Oktavmitten (Q = √2), dann Schroeder je Band.

2.5 RIR-Simulation

SimulatedRIRGenerator wandelt Mehrfachreflexionspfade in diskrete Impulse in einem 8 kHz × 0,5 s PCM-Puffer:

for path in reflectionPaths:
    t   = path.totalDistance / speedOfSound
    amp = 10^(path.relativeEnergyDB / 20)
    impulse[round(t * sampleRate)] += amp

Den Direktschall-Impuls hinzufügen, dann Schroeder-Integration für EDT / RT60 / C50 / C80 / D50.

2.6 Raummoden

Modale Frequenzen eines rechteckigen Raums:

Klassifiziert nach Anzahl der von null verschiedenen nₓ, n_y, n_z: 1 = axial, 2 = tangential, 3 = schräg.

Die Enumeration deckt n ≤ 4 pro Achse bis 300 Hz ab. Nicht rechteckige Räume schätzen Moden über die Bounding Box (exakte Moden brauchen FEM); in der UI ausgewiesen.

3.1 Unterstützte Formen

• Rechteck — Breite × Länge × Höhe
• L-Form — eine nw × nl-Kerbe an einer Ecke entfernen
• U-Form — eine nw × nl-Kerbe mittig an einer Wand entfernen
• Benutzerdefiniert — beliebiges einfaches Polygon (≥ 3, ≤ 24 Ecken)

Alle nicht rechteckigen Formen werden über RoomPolygon.from(shape:, bboxWidth:, bboxLength:) zur CCW-Eckenliste. Reflexionen 1. Ordnung, Fläche / Umfang und Enthaltensein nutzen diese Ecken direkt; ein ungültiges eigenes Polygon (< 3 / > 24 Ecken, selbstschneidend, Fläche nahe null) fällt still auf das umschließende Rechteck zurück.

3.2 Polygon-Geometrie-Werkzeuge

• Fläche — Shoelace-Formel
• Umfang — Summe der Kantenlängen
• contains(x, y) — Ray-Casting mit Rand-Epsilon (verhindert Fehler an Ecken)
• clamped(point) — Rechtecke nutzen den schnellen Pfad [0, w] × [0, l]; andere das echte [minₓ, maxₓ] × [min_y, max_y] aus polygon.boundingBox, prüfen polygon.contains und Binärsuche zum Bbox-Zentrum, falls außerhalb
• walls() — zerlegt das Polygon in nach Innennormalen klassifizierte Segmente (leftWall / rightWall / frontWall / backWall), sodass der rechteckige Panel-Empfehler wiederverwendet wird
• PolygonValidator.isSimple — prüft ein nicht selbstschneidendes einfaches Polygon

3.3 RoomPlan-Scan

RoomCaptureSession (iOS-16+-API; die App schaltet das Scannen erst ab iOS 17 frei) wird genutzt; CapturedRoomMapper bildet den Scan auf ScannedRoom ab (wallSegments + openings + furniture). Koordinaten-Mapping:

Scans werden nach Wandanzahl klassifiziert: genau 4 Segmente gelten direkt als Rechteck; alles andere durchläuft RectangularRoomSimplifier.polygonShapeFromScan, das wallSegments zu Polygon-Ecken verkettet. RoomPlan-Endpunkte haben typ. 3–8 cm Fehler; eine 12-Segment-Schleife kann 5 cm akkumulieren, daher 12 cm Schließ-Epsilon. Schließt die Kette nicht, Rückfall auf die Bounding Box und Aufforderung zum erneuten Scan.

3.4 AR-Maßband

Ohne LiDAR übernimmt ARTapeMeasureView (RealityKit-ARView mit World-Tracking): Fadenkreuz auf die Wand richten und per Doppeltipp Start / Ende setzen, nacheinander Breite → Länge → Höhe, dann bestätigen — mit Kamera-Berechtigungsführung und Tracking-Fehler-Hinweisen.

3.5 Freier Vertex-Editor

FreeVertexEditorView erlaubt das Ziehen von Ecken auf einem SwiftUI-Canvas:

• Langes Drücken zum Löschen (bei > 3 Ecken, damit ≥ 3 bleiben)
• Jeder Zieh-Frame wird mit isSimple validiert; eine selbstschneidende Position wird schlicht nicht übernommen (die Ecke bleibt stehen). Tippen auf leere Fläche fügt eine Ecke auf der nächsten Kante ein; dazu kommen ein numerischer Editor je Ecke und ein Reset auf das umschließende Rechteck
• 0,05-m-Raster-Einrastung
• Ein Rand von max(0,5, bbox × 0,2) m außerhalb der Bbox erlaubt das Ziehen über die Bbox hinaus (die Elternansicht vergrößert room.width / length automatisch)

AcousticConfiguration.listeners unterstützt 1..N Hörpositionen (bei 0 Hörern wird eine Standard-Primärposition samt Warnung synthetisiert; bei 0 Lautsprechern übernehmen die Vorlagen aus §5.2). Die Analyse führt die Image-Source-Methode je Hörer aus und fügt Reflexionspunkte in ein Array zusammen (primärer Hörer zuerst). Der Empfehler gewichtet jede Wand nach Punktanzahl (cap = max(6, speakerCount × listenerCount)); mehrere Sitze an einer Wand treiben sie ans Budgetlimit.

Mehrfachreflexionen / RIR / Heatmap werden weiterhin einmal für den primären Hörer berechnet (O(speakers × surfaces³) je Hörer ist zu schwer, RIR ist eine Einzelpunkt-Metrik).

PanelPlacementRecommender liefert [PanelRecommendation], je mit: Position (links / rechts / Decke / vorn / hinten / Ecke), Anzahl, Priorität (essenziell / stark / empfohlen / optional), effectivenessMultiplier, targetReflectionPointId.

5.1 Proportionale Zuteilung (größter Rest)

Das alte gierige add() ließ Wände verhungern: linke Wand verbrauchte das Budget → rechte 0; bei knappem Budget auch Decke / vorn / hinten. Neu: Methode des größten Rests:

• Raw-Desired je Wand berechnen (Punktanzahl + Raumtiefe + Anwendungsfall)
• floor(raw × budget / total) als Anfangszuteilung
• Wände mit raw &gt; 0 erhalten ≥ 1 Panel; nur wenn das Budget kleiner ist als die Zahl nachgefragter Wände, werden Flächen genullt, niedrigste Priorität zuerst
• falls Summe &gt; Budget, vom kleinsten Bruchrest aufwärts kürzen
• Links/Rechts-Symmetrie: bei raw[0] == raw[1] alloc[0] == alloc[1] erzwingen
• Restbestand nach größtem Bruchteil umverteilen

5.2 Anwendungsfall-Vorlagen

Ohne platzierte Lautsprecher gelten anwendungsspezifische Vorlagen:

• Besprechungsraum: Decke 35 % + Rückwand 20 % + je Seitenwand 12 %
• Podcast: direkt vor dem Mikrofon 25 % + je Seite 18 % + Decke 20 %
• Studio: symmetrische Vier-Wand-Dämpfung + bis zu 4 Eck-Bassfallen im Budget (der echte Budget-Bypass greift nur auf dem Pfad dichter Tieftonmoden aus §5.3)
• Allgemeines Hören: symmetrische Basis + Hinweis, Lautsprecher hinzuzufügen

5.3 Physikalische Muss-Maßnahmen umgehen das Budget

Eck-Bassfallen werden bei dichten 80–150-Hz-Moden auf 4 erzwungen und umgehen das totalPanel-Limit. Grund: In Ecken ist der Schalldruck am höchsten, Bassfallen dort ~1,5× effizienter — physikalische Notwendigkeit.

5.4 Hörnahe Gewichtung

Ein Nachlauf markiert Empfehlungen innerhalb 1,5 m eines Hörers als .nearListener, setzt effectivenessMultiplier ×1,15 und vermerkt dies in Titel / Begründung.

6.1 ESS-Sweep

ESS-Logarithmus-Sweep (Farina-Methode): vier Voreinstellungen + benutzerdefiniert, Dauer 3 / 6 / 12 s:

• Schnelltest per Telefon: 180 Hz–4 kHz über die interne Ausgabe, 75 Hz–4 kHz über externe Ausgabe (einzige Voreinstellung mit internem Lautsprecher)
• Tieffrequenz / Subwoofer: 15–300 Hz (externe Ausgabe erforderlich)
• Vollbereich: 20 Hz–20 kHz (externe Ausgabe erforderlich)
• Benutzerdefiniert: beliebige Grenzen innerhalb 10 Hz–20 kHz, mindestens eine Oktave (externe Ausgabe erforderlich)
• Inversfilter (makeInverseSweep) = Zeitumkehr + Amplitudenhüllkurve mit +6 dB/Oktave (mit der Frequenz steigend, gegen das rosa ESS-Spektrum)
• Aufnahme via AVAudioRecorder als verlustfreies Linear PCM (16-bit Mono .caf, ~96 dB Dynamik — perceptual Codecs gehören nicht in die Impulsmessung; die Abtastrate folgt der Audio-Session — 44,1 kHz am internen Mikrofon, native 48 kHz bei USB-Messmikrofonen)
• Zurücklesen → Matched Filter → analyzeImpulse

Wiedergabesignal, inverser Sweep und Analyse teilen eine Konfiguration, die oberste Frequenz wird durch die reale Abtastrate begrenzt; die Voreinstellungen Tieffrequenz / Vollbereich / Benutzerdefiniert verweigern ohne externe Ausgabe den Start. Die RT60-Oktavbänder werden nach dem tatsächlichen Sweep-Bereich gewählt; der Frequenzbereich einer Voreinstellung ist die Stimulus-Konfiguration — der vertrauenswürdige Bereich hängt weiterhin von Lautsprecher, Mikrofon und Messqualität ab.

6.2 Klatsch-Impuls

Ohne Wiedergabe — der Nutzer klatscht einmal kräftig in einem 1-s-Fenster; insgesamt 4,5 s aufgenommen (~3,5 s Ausklang). Direkt zu analyzeImpulse (kein Matched Filter nötig; ein Klatschen ist bereits ein schmaler Impuls). Deckt das 125-Hz-Band ab, das die Telefonvoreinstellung (ab 180 Hz) verfehlt.

6.3 Gemessen vs. simuliert

MeasuredVsSimulatedCard nimmt das letzte gemessene RT60 und zeigt die Abweichung zum simulierten RT60:

6.4 Umgebungsrauschen & Kalibrierung

AmbientNoiseEstimator nimmt 3 s Stille auf (je 100 ms an den Enden beschnitten) für das Grundrauschen: Breitband-Mittel / -Spitze in dBFS + 5-stufige Ruhebewertung (dBFS nur relativ, bis eine SPL-Kalibrierung dB SPL liefert). Die Nahfeld-Latenzkalibrierung nutzt denselben ESS-Sweep: Telefon ≤ 30 cm vor den Lautsprecher, Verzögerung Aufnahmestart → Impulsspitze (inkl. bewusstem 250-ms-Vorlauf), idealerweise 2–3 Läufe — Streuung der letzten 3 Messungen < 5 ms = hohe, < 20 ms = mittlere Konfidenz. Die Latenz ist an das aktuelle Paar „Eingang + Ausgaberoute“ gebunden, verfällt bei jeder Änderung und wird bei Fernmessungen automatisch abgezogen.

6.5 Zeitreferenz & Messqualität

• Akustische Zeitreferenz: ein Chirp vor dem Sweep dient als Zeitanker und wird bei jeder Messung neu erkannt; bei Erkennungsfehler Rückfall mit expliziter Phasen-Verlässlichkeit — kein Anspruch auf absolute messübergreifende Ausrichtung.
• Taktdrift: schätzt die Taktdifferenz zwischen Wiedergabe- und Aufnahmepfad und korrigiert sie, wenn die Bedingungen es erlauben.
• Elektrische Loopback-Referenz: USB-Interfaces mit mehreren Eingängen können einen zweiten Kanal als Loopback-Referenz nutzen; bei unerfüllten Bedingungen Rückfall auf die akustische Referenz. Der Mac-Wiedergabehelfer-Pfad nutzt kein lokales elektrisches Loopback.
• Qualitätsfelder: jede Aufzeichnung speichert die verfügbaren Werte für SNR, Rauschgrund, Clipping-Status, IR-Zeitoffset, tatsächlichen Eingang und Abtastrate; was nicht bestimmbar ist, bleibt leer — nichts wird erfunden.
• Clipping-Behandlung: ein Sweep mit erkanntem Clipping wird verworfen und eine Wiederholung empfohlen; Klatsch-Aufzeichnungen werden markiert und angezeigt.
• Abgleich Simulation / Messung: die letzte Messung des Raums wird neben dem RT60 der geometrischen Simulation verglichen, um die Modellgüte einzuschätzen (Schwellen in 6.3).

6.6 USB-Messmikrofone & Ausgaberouting

Die Eingangsauswahl der Messseite listet internes Mikrofon und class-compliant USB-Eingänge (z. B. miniDSP UMIK-1 / UMIK-2); ein routeChangeNotification-Listener fällt aufs interne Mikrofon zurück, wenn das externe verschwindet. Aufnahme- und Sweep-Raten folgen der Session (UMIK-1 = 48 kHz). Frequenzkalibrierdateien im REW- / UMIK-Stil (.txt) lassen sich direkt importieren (Auswertung von Sens Factor und Seriennummer, Interpolation in Log-Frequenz; 90°-Datei für Raummessungen empfohlen). Die Kalibrierung ist an die UID des Eingangsports gebunden — bei nicht passendem Eingang wird die bisherige Kalibrierung nicht angewendet.

Einmalige SPL-Referenzkalibrierung: Schallpegelkalibrator (Standard 94 dB @ 1 kHz) aufs Mikrofon, die App tastet 3 s Pegel ab und leitet den dBFS → SPL-Offset ab; dB SPL wird nur gezeigt, wenn der Eingang passt und eine SPL-Kalibrierung existiert — sonst bleibt es bei dBFS. Kalibrier-Snapshot zum Messzeitpunkt: neue Sweep- / Klatsch-Messungen speichern die damals gültige Kalibrierkurve, Name, Seriennummer, Sens Factor, SPL-Offset und Eingangs-UID — späteres Ersetzen, Löschen oder Neubinden der Kalibrierung ändert die Messwerte dieser Aufzeichnungen nicht mehr; Messdetail, Fenster-Frequenzgang-Vorschau, Frequenzgang-Textexport und PDF nutzen denselben Snapshot. Die Kalibrierung selbst wird pro Eingangsport-UID in ~/Library/Application Support/mic_calibration.json persistiert.

Die Wiedergabe läuft über den System-Routenwähler (AVRoutePickerView-Wrapper, auf den Karten für Sweep / Nahfeld-Kalibrierung); die Session erlaubt AirPlay / Bluetooth A2DP / HFP für Testsignale über externe Lautsprecher, ohne externe Ausgabe wird der Lautsprecher erzwungen. Der Aufnahmeeingang ist immer explizit auf die Nutzerwahl gepinnt (USB-Mikrofon oder intern), damit das Mikrofon eines Bluetooth-Geräts während der Wiedergabe nicht den Eingang kapert und die Messung verunreinigt. Mac-Wiedergabehelfer: findet AcouveroMacSpeaker im LAN per Bonjour, überträgt zuerst das Sweep-WAV auf den Mac und sendet dann den Wiedergabebefehl, während das iPhone aufnimmt — für Mac-Ausgabepfade, die das Audio der Messsession nicht direkt übernehmen können (dieser Pfad nutzt kein lokales elektrisches Loopback).

6.7 REW- & Datei-Interoperabilität

• Frequenzgang-Text-Import / -Export: tolerant gegenüber gängigen Trennzeichen, Kommentarzeilen, wissenschaftlicher Notation und Dezimalformaten, mit Validierung der Frequenzachse beim Import; Dateien ohne Phasenspalte liefern keine Phasendaten.
• Kalibrierungsbewusster Export: Export in dB SPL bei gültigem SPL-Kalibrier-Snapshot, sonst in dBFS — der Header kennzeichnet die Einheit ehrlich.
• IR-Audio-Import: WAV- / AIFF-Impulsantworten werden unterstützt; bei Mehrkanaldateien muss der Kanal explizit gewählt werden.
• Offline-Sweep-Analyse: Export der Stimulusdatei für externe Wiedergabe; nach Import der Aufnahme müssen Anfangs- / Endfrequenz und Dauer vor der Entfaltung angegeben werden — Sweep-Parameter werden nie geraten.
• Audio-Teilexport: verfügbare IRs oder Rohaufnahmen lassen sich als WAV teilen.
• Importierte Ergebnisse lassen sich archivieren und fließen in die passenden Diagramme, Overlays und Analysen; ob sie einer Messgruppe beitreten dürfen, hängt von Datentyp und Vertrauensumfang ab. REW-.mdat-Projektdateien werden derzeit nicht gelesen.

Die Messdetailseite zeigt Diagramme entsprechend den tatsächlich vorhandenen Daten jeder Aufzeichnung — fehlende Kurven werden nicht erfunden; Dark / Light Mode, Dynamic Type und Bedienungshilfen-Zusammenfassungen werden unterstützt.

• RT60: Oktavband-Balkendiagramm mit Ziellinie und Statusfarben.
• Schroeder-Abklingen: EDC-Kurve mit T20-Fit-Intervall.
• Frequenzgang: logarithmische Frequenzachse, Oktavglättung und Cursorablesung; Anzeige in dB SPL, solange der Kalibrier-Snapshot gültig ist.
• Impulsantwort: Wellenform mit Zeitnull- und Peak-Markern; Amplitude relativ zum Spitzenwert.
• Phase: Wrapped- / Unwrapped-Ansichten, Polaritätsumkehr, Zeitnull-Feinjustage und Hinweis zur Referenz-Verlässlichkeit.
• Gruppenlaufzeit: Gruppenlaufzeit im gültigen Band, optional mit Minimalphasen- / Exzessphasen-Analyse.
• IR-Fensterung: Peak- oder t=0-Referenz, getrennte linke / rechte Fensterbreiten, Rechteck / Hann / Tukey / Blackman; Original- und gefensterter Frequenzgang nebeneinander in der Vorschau — Fensterung und Phasenjustage wirken nur auf die Vorschau, nie auf die gespeicherte Messung.
• Spektrogramm: Zeit-Frequenz-Abklingen der IR, einstellbare Zeitspanne und Dynamik.
• Wasserfall & RT60 Decay: Visualisierung des Tiefton-Abklingens, Fensterlänge / Zeit / Dynamik einstellbar; Fits unzureichender Qualität werden nicht gezeigt.
• Echtzeitspektrum (RTA): 1/1–1/24-Oktav-Anzeige, A- / C- / Z-Bewertung, Instant- / Fast- / Slow-Ansprechen, Peak-Hold & Clear, Gesamtpegel, Spitzenpegel und dominante Frequenz.
• RTA nutzt die Kalibrierung des passenden Eingangs und ist bis zur SPL-Kalibrierung als dBFS gekennzeichnet; es schließt formelle Messungen gegenseitig aus (beim Betreten wird der Pegelmonitor der Messseite freigegeben, beim Schließen wiederhergestellt), und veraltete Callbacks überschreiben nach Stopp oder Eingangswechsel nie den frischen Zustand.

• V2-Archiv: Messungen speichern Metadaten, verfügbare Rohaufnahme / IR-Sidecar und Analysedaten; Altaufzeichnungen bleiben schreibgeschützt kompatibel, fehlende Rohdaten werden nicht nachfabriziert.
• Verlaufsverwaltung: Messungen pro Raum ansehen und löschen, Details öffnen oder Aufzeichnungen für weitere Analysen wählen.
• Vorher- / Nachher-Vergleich: zwei beliebige Aufzeichnungen wählen und Gesamt- sowie Band-RT60, überlagerte Frequenzgänge und Unterschiede in den gültigen Bändern vergleichen.
• 2–6 Frequenzgang-Overlays: 1/3–1/48-Oktav-Glättung, Kurven einzeln ein- / ausblendbar, Bereichsvoreinstellungen wie Vollbereich / Tiefton; Pegel unausgerichtet, im Mittelband genullt oder auf die erste Kurve ausgerichtet, Offsets in der Legende; Quelldaten unverändert, und nicht überlagerbare Aufzeichnungen nennen den Grund.
• Messgruppen: Aufzeichnungen tragen Positionslabel, Gewichte und eine Vorher- / Nachher-Phase; Gruppe aus dem Verlauf bilden, einer beitreten oder eine neue Position direkt in eine Gruppe messen.
• Mehrpositions-Mittelung: arithmetischer dB-Mittelwert, RMS-Leistungsmittel und — bei verlässlicher Zeitreferenz und komplexen Spektren — vektorielle komplexe Mittelung; zeigt Mittelkurve, Mitgliedskurven und die frequenzweise min / max räumliche Streuung.
• Gruppenvergleich: vergleicht mittlere Frequenzgänge, räumliche Streuungen und mittlere RT60 zweier Gruppen und schließt auf die räumliche Konsistenz.

9.1 PEQ-Zielabgleich

• Parametrisierte Zielkurve: Zielpegel, Tieftonanhebung, Höhenabfall und Abgleichband.
• Filterbeschränkungen: Filteranzahl, maximale Anhebung / Absenkung und Q-Bereich.
• Vorhersage & Begründung: Messung, Ziel, Filterantworten und vorhergesagtes Ergebnis in einem Diagramm, mit Verbesserungsmetriken und Begründung je Filter.
• Ausschluss tiefer Senken: tiefe Senken durch akustische Auslöschung werden automatisch ausgeschlossen — keine großen Anhebungen auf ein Nullloch.
• Export: Generic-Text, Equalizer APO, miniDSP-Koeffizienten und CamillaDSP-YAML — nur Berechnung und Einstellungsexport; es wird nichts direkt auf Geräte geschrieben.

Es gibt noch keinen manuellen Filtereditor, keine Ziel-Preset-Bibliothek und keine EQ-Ergebnisarchivierung.

9.2 Zweiwege- & Multi-Sub-Abgleich

• Zweiwege-Abgleich: je eine Messung des Referenzlautsprechers und des einstellbaren Subwoofers wählen, die komplexe Summe vorhersagen und Verzögerung, Gain und Polarität lösen; Summenkurve vor und nach dem Abgleich.
• Multi-Sub, Multi-Sitz: 1–4 Subwoofer mit unabhängigen Messungen pro Sitz × Quelle; Optimierung für alle Sitze, Beschränkung durch den schlechtesten Sitz oder explizit nur der Hauptsitz.
• Ergebnisse & Teilen: Einstellungen pro Sub, Verbesserung pro Sitz, mittlere und Worst-Case-Metriken, Einstellungen als Text teilbar.
• Datenvoraussetzungen: Aufzeichnungen ohne Sweep-Konfiguration, verlässliche Zeitreferenz oder IR nennen den Grund ihrer Nichtverfügbarkeit, statt still ausgeschlossen zu werden.

Mehrsitzer-Ergebnisse sind derzeit eine Zahlentabelle ohne Überlagerung der Summenkurven pro Sitz; der Abgleich ist eine Vorhersage, die durch Nachmessen nach Anwendung der Einstellungen verifiziert werden muss; das Mischen von Quellen über Abtastraten hinweg ist noch zu validieren.

Die Werkzeugleiste des Messverlaufs bietet einen Chat-Einstieg, der den eigenen Anthropic-API-Key des Nutzers verwendet (im Keychain des Geräts gespeichert); der Assistent sendet die für jede Anfrage nötigen Konversations- und Werkzeugdaten an Anthropic, und die API-Kosten trägt das Konto des Nutzers.

• Chat-Oberfläche: Streaming-Antworten, Werkzeugausführungsstatus, Stopp & Löschen sowie Nutzungs- / Kostenschätzung.
• Messdatenzugriff: Aufzeichnungen, Zusammenfassungen und partielle Frequenzgänge auflisten und Messungen vergleichen.
• Rechenwerkzeuge: ruft exakt dieselben PEQ-Empfehlungs- und Subwoofer-Abgleich-Algorithmen auf wie die manuelle Oberfläche.
• Raum- & Layout-Bewertung: listet Räume, liest Lautsprecher- / Hörerpositionen und Modendaten und sagt — auf einer Projektkopie — die Wirkung von Geräteverschiebungen oder geändertem Absorptionsprofil voraus; gespeicherte Projekte werden nie überschrieben.
• Messung nur nach Bestätigung: die KI schlägt Zweck und Kandidatenräume vor und startet den Sweep erst nach Bestätigung des Nutzers; Ablehnen oder Stoppen bricht die Anfrage ab.
• Geteilte Messeinstellungen: KI und manuelle Messung nutzen denselben Arbeitsbereich und erben Eingang, Mac-Wiedergabehelfer, Sweep-Bereich / -Dauer, Verzögerung und Loopback-Einstellungen; die Chat-Seite zeigt Live-Pegel / Fortschritt mit Abbruch und stellt danach den ursprünglichen Raum- und Messgruppenkontext wieder her.
• Sitzungswiederherstellung: eine aktuelle Sitzung wird gespeichert und kann wiederhergestellt werden, die zuletzt unterbrochene Werkzeugausführung wird markiert; das Löschen der Sitzung entfernt Verlauf und Nutzung zugleich.

11.1 3D-Ansicht

Room3DController rendert mit SceneKit: Wände / Boden / Decke / Lautsprecher (dünnes Gehäuse + Akzent + Kanal-Pille) / Hörer (FE-Glyph + Stiel) / Hindernisse (transluzente SCNBox) / empfohlene Panels / Mehrfachreflexions-Pfadsegmente / Reflexionsenergie-Overlay.

11.2 Reflexionsenergie-Heatmap

ReflectionEnergyMapGenerator akkumuliert die Energie jedes Pfads auf das uCells × vCells-Raster der Wand (Standard 12×6). Eine Karte je Wand, in 3D als Energie-Farbschicht (Blau → Cyan → Grün → Gelb → Rot).

EnergyHeatmapRenderer wandelt das Raster in ein UIImage: Block-Zellen à 16 px (keine Interpolation zwischen Zellen, damit Rasterkanten lesbar bleiben; die Glättung an der Wand übernimmt SceneKits bilineare Texturfilterung) + eigener 5-Stufen-Farbverlauf (Blau → Cyan → Grün → Gelb → Rot) + Alpha linear von 0,20 bis 0,85 nach Energieposition auf fester −30…0-dB-Skala (−∞ voll transparent).

11.3 RIR-Faltungs-Vorschau

RIRPreviewPlayer (AVAudioEngine + AVAudioPlayerNode) faltet ein prozedural synthetisiertes Trockensignal (gezupfte Saite / Klatsch-Burst / vokalartige Sprache — keine mitgelieferten Samples) mit dem simulierten RIR — hörbar „unbehandelt vs. behandelt“.

Zeitbereichs-Faltung RIRConvolver.convolve(dry:rir:) direkt O(N × M) (N = trockene Samples, M = RIR), Peak-normiert auf 0,9 gegen Clipping.

11.4 PDF-Montagehandbuch

ReportExporter rendert ein A4-PDF (595 × 842 pt) via UIGraphicsPDFRenderer:

• Raumübersicht + 3D-Schnappschuss
• 6-Band-RT60-Balkendiagramm: Sabine-Schätzung vs. Ziel, bei vorhandenen Messdaten mit Messwerten überlagert
• Reflexionspunkt-Tabelle + Moden-Tabelle + Risikoübersicht
• Empfohlene-Panel-Tabelle (die BOM-Einkaufsliste erscheint in der App, nicht im PDF)
• Bei vorhandenen Messdaten kommen RT60- / EDC- / Frequenzgang- / Spektrogramm- / Wasserfall- / Phasendiagramme sowie eine Mehrpositions-Mittelungsübersicht hinzu; die Frequenzgang-Einheit nutzt den zum Messzeitpunkt gespeicherten Kalibrier-Snapshot (ehrlich als dB SPL oder dBFS gekennzeichnet)
• Geist-Schrift + PingFangSC-Fallback (CoreText cascadeList, damit CJK nicht als □□□ erscheint)

11.5 Projekt-Persistenz

ProjectStore (Actor) schreibt ~/Library/Application Support/Acouvero/projects.json: [RoomProject], je mit Room + Lautsprechern + Hörern + Empfehlungen + panelCountOverrides. Beim ersten Start migrieren Daten automatisch aus dem alten Verzeichnis FindEcho/ (FindEcho ist der interne Codename vor der Umbenennung, in Codesymbolen bewusst beibehalten).

MeasurementStore (Actor) schreibt measurements.json: [MeasurementResult], per roomId mit dem Projekt verknüpft.

Beide nutzen elementweise Decode-Wiederherstellung (Throwable<T>-Wrapper) — ein defekter Datensatz lässt nicht die ganze Liste scheitern.

MicCalibrationStore schreibt ~/Library/Application Support/mic_calibration.json (Wurzelverzeichnis, kein Unterordner): REW-Kalibrierkurve + SPL-Offset, an die Eingangsport-UID gebunden — bei Eingangswechsel ist erneutes Importieren / Kalibrieren nötig.

12.1 SwiftUI + @Observable

Das ViewModel (FindEchoViewModel) nutzt Swift 5.9 @Observable — Statusfelder direkt beobachtet, kein Combine. AcousticAnalysis-Ergebnisse werden per Equatable-Vergleich von AcousticConfiguration gecacht:

var analysis: AcousticAnalysis {
    let cfg = configuration
    if let cached = cachedAnalysis, cachedConfiguration == cfg {
        return cached
    }
    let result = analysisService.analyze(cfg)
    cachedConfiguration = cfg
    cachedAnalysis = result
    return result
}

12.2 Actor-Isolation

ProjectStore und MeasurementStore sind actors, die IO / Async natürlich serialisieren; RoomPlanService ist eine @MainActor-Klasse. Die UI nutzt async / await; der Hauptthread wird nie durch Disk-IO blockiert.

12.3 AVAudio-Lebenszyklus

AudioSessionManager zentralisiert die Session-Kategorie (.playback für RIR-Vorschau, .playAndRecord für Messung). Unterbrechungsschutz gibt es auf beiden Pfaden: messseitig lauscht ein InterruptionMonitor in AudioMeasurementService auf AVAudioSession.interruptionNotification — ein Anruf / Siri während Sweep, Klatschen oder Umgebungsrauschen verwirft das Ergebnis mit Fehler; vorschauseitig hört RIRPreviewPlayer ebenfalls zu und stoppt den Player-Node, isPlaying wird gelöscht. Auch ein Routenwechsel mitten in der Messung verwirft den Lauf.

12.4 Task-Abbruch

Die Faltungs-Wiedergabe ist ein Hintergrund-Task; schnelle Taps lösen pendingPlayTask?.cancel() plus Task.isCancelled-Doppelprüfung aus, um Out-of-order-MainActor-Schreibvorgänge zu verhindern.

12.5 Testabdeckung

AllShapesAndUseCasesTests nutzt das Swift-Testing-Framework für die volle Matrix — jede Form × jeder Anwendungsfall (ein Hörer; Lautsprecher je nach Fall als Stereopaar oder einzeln mittig) — und prüft:

• analysis.reflectionPaths.count >= 1
• analysis.warnings enthält den Näherungshinweis für nicht rechteckige Räume
• die empfohlene Panel-Summe ist nicht negativ (totalPanelCount ≥ 0; keine Budget-Assertion)
• selbstschneidende eigene Polygone fallen sicher zurück (kein Crash, Degradierung zum Rechteck)
• Ecken &lt; 3 und weitere Randfall-Rückfälle

12.6 Plattform & Lokalisierung

Deployment-Target iOS 17.0, iPhone + iPad; null Drittanbieter-Abhängigkeiten (keine SPM- / CocoaPods-Pakete) — nur System-Frameworks (SwiftUI / SceneKit / ARKit / RoomPlan / AVFoundation / Accelerate). Lokalisierung per .xcstrings-Katalog: Chinesisch als Quellsprache plus English / Français / Deutsch / Español / Português (Brasil) — 6 Sprachen, in der App oder systemfolgend umschaltbar.

1. Multi-Order in nicht rechteckigen Räumen via Bounding Box — Flutter-/Slapback-Risiko 2./3. Ordnung nahe konkaven Ecken kann abweichen. Erste Ordnung nutzt das echte Polygon.
2. Raummoden in nicht rechteckigen Räumen via Bounding Box geschätzt — exakte Moden brauchen FEM.
3. Messung mit iPhone-Mikrofon — unkalibriert; nicht-flacher Frequenzgang / Empfindlichkeit. Zuverlässigkeit immer .low, als Quervergleich zur geometrischen Schätzung. Mit einem USB-Messmikrofon (miniDSP UMIK-1 / UMIK-2) und geladener REW-Kalibrierdatei werden die Bandpegel gemäß Kalibrierkurve korrigiert; eine einmalige 94-dB-SPL-Referenz zeigt danach Umgebungs- und Messpegel als absolute dB SPL (vorher nur dBFS).
4. Einzelquellen-ISM-Annahme — ignoriert Gehäusebeugung, Horn-Richtwirkung u. a.
5. Keine Bassfallen-Modellierung — Probleme unter 80 Hz liegen außerhalb des Sabine-Modells und brauchen dedizierte Tieftonbehandlung.
6. AR-Scan-Genauigkeit — RoomPlan-Endpunkte typ. 3-8 cm Fehler; 12-Segment-Schleife kann 5+ cm akkumulieren. Wanddicke nicht modelliert.
7. Grenzen des Analyseumfangs — vektorielle komplexe Mittelung über Abtastraten hinweg wird noch nicht unterstützt; Mehrsitzer-Abgleichsergebnisse sind derzeit eine Zahlentabelle ohne Überlagerung der Summenkurven pro Sitz; Frequenzgang-Overlays fließen noch nicht ins PDF.
8. Noch nicht implementierte Profi-Werkzeuge — kein Langzeit-SPL-Logger, keine STI-Sprachverständlichkeit, keine Verzerrungsmessung (THD); Impedanz / Thiele-Small und REST-API fehlen ebenfalls.
9. Ausstehende Abnahme auf Gerät — der echte API-Pfad des KI-Assistenten (Streaming mit echtem Key / bestätigte Messung / Aufnahmearchivierung) und die komplette UMIK-Messmikrofon-Kette auf echter Hardware (inkl. UMIK-2 mit 96 kHz) stehen noch aus; Simulator-Erfolge beweisen keinen geschlossenen Audio-Pfad auf dem Gerät.

1. Sabine, W. C. (1922). Collected Papers on Acoustics. Harvard University Press.
2. Allen, J. B., & Berkley, D. A. (1979). Image method for efficiently simulating small-room acoustics. JASA, 65(4), 943–950.
3. Schroeder, M. R. (1965). New method of measuring reverberation time. JASA, 37(3), 409–412.
4. Farina, A. (2000). Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a swept-sine technique. Audio Engineering Society Convention 108.
5. Scheibler, R., Bezzam, E., & Dokmanić, I. (2018). Pyroomacoustics: A Python package for audio room simulation and array processing algorithms. ICASSP 2018.
6. EBU Tech 3276. Listening conditions for the assessment of sound programme material.
7. ITU-R BS.1116. Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems.
8. BB93 — Acoustic design of schools (UK).
9. THX Pro Cinema Certification requirements.