新模型算法可在數(shù)秒內(nèi)為VR環(huán)境創(chuàng)建模擬聲音

在看電影或玩游戲時(shí)，正確的音效有助于提高體驗(yàn)的沉浸感。例如，當(dāng)一位頭發(fā)花白的賭徒在紙牌桌從左到右地滾動(dòng)一個(gè)籌碼時(shí)，聲音似乎將從一個(gè)耳朵轉(zhuǎn)到另一個(gè)耳朵。對(duì)于這一點(diǎn)，電影制作者可以通過拼接預(yù)先錄制的聲音來完成。

但對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)，要做到這一點(diǎn)十分困難，因?yàn)?u>VR不是腳本化體驗(yàn)，用戶可以自由探索一個(gè)廣闊的世界。要提高VR音效的真實(shí)感，工程師必須創(chuàng)建大量的“聲音模型”。每個(gè)聲音模型都可以支持VR系統(tǒng)在需要的時(shí)刻合成特定的聲音。在之前，我們需要一組計(jì)算機(jī)投入數(shù)小時(shí)來創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)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(huán)境中創(chuàng)建逼真的聲音一直是難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

現(xiàn)在斯坦福大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家發(fā)明了一種能夠在數(shù)秒內(nèi)創(chuàng)建聲音模型的算法，只需更低的計(jì)算本即可在虛擬環(huán)境中為不同對(duì)象模擬聲音。當(dāng)需要聲音的情景發(fā)生時(shí)，這個(gè)新模型可以迅速合成逼真的音效。計(jì)算機(jī)科學(xué)教授道格·詹姆斯（Doug James）解釋說：“通過簡(jiǎn)化模型創(chuàng)建，這使得構(gòu)建具有逼真音效的交互式環(huán)境變得切實(shí)可行?！?/p>

用于創(chuàng)建聲音模型的現(xiàn)有算法是基于19世紀(jì)科學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲對(duì)聲音傳播的研究?；谶@一理論基礎(chǔ)，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了算法來創(chuàng)建三維聲音模型：軟件程序能夠合成近乎真實(shí)的音頻，因?yàn)槁曇舻囊袅亢头较蚰軌蛉Q于情景相對(duì)于聽眾的位置而變化。到目前為止，用于創(chuàng)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(duì)普通用例來說是一種成本和時(shí)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(fā)了一種通過避開亥姆霍茲方程和BEM來將計(jì)算聲音模型的速度提升數(shù)百倍，甚至數(shù)千倍的算法。他們的方法靈感來自20世紀(jì)奧地利作曲家弗里茨·克萊因（Fritz Heinrich Klei），所以這群科學(xué)家們將其算法命名為KleinPA。詹姆斯說道：“我們認(rèn)為這將能改變交互式游戲領(lǐng)域。