Theorie

Mit der mathematischen Beschreibung des Huygenschen Prinzips ist es möglich, künstliche Wellenfelder durch Boxen-Arrays zu erzeugen. Das Kirchhoff-Helmholz Integral macht es also möglich, die zeitliche Latenz und den Lautstärkepegel jeder einzelnen Box des Arrays in Bezug zu einer virtuellen Schallqelle rechnerisch zu ermitteln. Durch Faltung dieser Koeffizienten mit denen einer Raumimpulsantwort können mittels Wellenfeldsynthese auch Räume akustisch simuliert werden.

Im Bild links ist eine Kugelwelle zu sehen, deren Ursprung (blauer Punkt) sich hinter dem Boxen-Array befindet. Im Bild rechts ist der Punkt der virtuellen Schallquelle vor dem Boxen-Array. Im mittleren Bild werden planare Wellen erzeugt, deren Ursprung in unendlicher Enfernung liegt.

Die technischen Möglichkeiten setzen der Wellenfeldsysteme jedoch Grenzen. So bestimmt der Abstand der Boxen die maximale Wellenfeld-Frequenz (Aliasing) und die Endlichkeit (Truncating) des Boxen-Arrays führt zu unerwünschten Beugungseffekten.