斯坦福大學新模型算法可在數秒內為VR環境不同對象創建模擬聲音

2019-11-02 23:01:36 映維網 分享
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將計算聲音模型的速度提升數百倍,甚至數千倍

映維網 2019年08月06日)在看電影或玩游戲時,正確的音效有助于提高體驗的沉浸感。例如,當一位頭發花白的賭徒在紙牌桌從左到右地滾動一個籌碼時,聲音似乎將從一個耳朵轉到另一個耳朵。對于這一點,電影制作者可以通過拼接預先錄制的聲音來完成。

但對于虛擬現實,要做到這一點十分困難,因為VR不是腳本化體驗,用戶可以自由探索一個廣闊的世界。要提高VR音效的真實感,工程師必須創建大量的“聲音模型”。每個聲音模型都可以支持VR系統在需要的時刻合成特定的聲音。在之前,我們需要一組計算機投入數小時來創建一個單獨的聲音模型,而且由于不同的模型都需要合成眾多不同的潛在聲音,所以在交互式環境中創建逼真的聲音一直是難以實現的目標。

現在斯坦福大學的計算機科學家發明了一種能夠在數秒內創建聲音模型的算法,只需更低的計算本即可在虛擬環境中為不同對象模擬聲音。當需要聲音的情景發生時,這個新模型可以迅速合成逼真的音效。計算機科學教授道格·詹姆斯(Doug James)解釋說:“通過簡化模型創建,這使得構建具有逼真音效的交互式環境變得切實可行。”

用于創建聲音模型的現有算法是基于19世紀科學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲對聲音傳播的研究。基于這一理論基礎,科學家們設計了算法來創建三維聲音模型:軟件程序能夠合成近乎真實的音頻,因為聲音的音量和方向能夠取決于情景相對于聽眾的位置而變化。到目前為止,用于創建三維聲音模型的最佳算法依賴于邊界元法(Boundary Element Method;BEM),但這對普通用例來說是一種成本和時間成本都十分高昂的過程。

詹姆斯和他的研究生合作者Jui-Hsien Wang開發了一種通過避開亥姆霍茲方程和BEM來將計算聲音模型的速度提升數百倍,甚至數千倍的算法。他們的方法靈感來自20世紀奧地利作曲家弗里茨·克萊因(Fritz Heinrich Klei),所以這群科學家們將其算法命名為KleinPA。詹姆斯說道:“我們認為這將能改變交互式游戲領域。”


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編輯:牛牛
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