簡要了解VR音頻相關技術

　　VR或3D音頻通常被稱作是空間化，空間音頻就好像聲音來源于3D空間中的特定位置。該技術對提供深度沉浸感十分關鍵，因為聲音會給我們提供重要的線索，讓我們知道自己在真實三維環(huán)境中的位置。如同定位技術一樣，空間化取決于兩個關鍵因素：方向和位置。

　　HRTF（頭相關變換函數(shù)）與定向空間化

　　根據(jù)來源方向的不同，我們耳朵的幾何形狀和結構會相應地改變聲音。頭相關變換函數(shù)（HRTF）會以這些不同的效果為基礎，然后用于定位聲音。

　　如何記錄HRTF

　　要采集HRTF，人們需要進入到消聲室中，戴上耳機，然后在每個可能的方向播放聲音，并通過耳機記錄那些聲音。把記錄到的聲音與原始聲音進行比較，從而計算出具體的HRTF數(shù)據(jù)。這是因為兩只耳朵和可用樣本集需要在相當多的離散方向記錄聲音。當然，并不是每個人都具有相同的身體特征，也不可能記錄每個人的HRTF，因此像微軟研究院和Oculus這樣的實驗室會使用適合大多數(shù)情況的通用參考集，特別是當與頭部追蹤相結合時的參考。

　　HRTF應用

　　在準備好HRTF集之后，如果開發(fā)者知道自己想要聲音出現(xiàn)的位置或來源方向，他們就可以選擇適當?shù)腍RTF數(shù)據(jù)并將其應用于聲音之中。這是以所謂的“時域卷積”或“FFT/IFFT”形式進行實現(xiàn)。所以這些公司基本上會過濾音頻信號，讓聲音聽起來像是來自一個特定的方向。這聽起來好像很容易，但實際上成本十分昂貴，很難開發(fā)。

　　此外，必須要用到耳機，因為揚聲器陣列會讓事情變得更復雜。

　　頭部追蹤

　　人們會通過頭部運動來識別和定位空間中的聲音。沒有這一點，我們在三維空間中定位聲音的能力將大大降低。當人們把頭轉(zhuǎn)向一邊時，開發(fā)者必須確保他們能夠在聽覺上反映出這種運動，否則，聲音會讓人感覺虛假，缺乏沉浸感。

　　高端耳機已經(jīng)可以追蹤人們的頭部方向，甚至在某些情況下能夠?qū)ζ溥M行定位。因此，如果開發(fā)者在聲音包中加入頭部方向信息，那么他們將能夠在三維空間中投射沉浸式聲音效果。

　　距離建模

　　HRTF可以幫助公司識別聲音的方向，但卻不能幫助識別聲音的距離。人們會使用多種條件來確定或假定聲源的距離，而這些可以通過軟件進行模擬：

　　響度

　　這可能是最簡單的一個，同時也是我們最可靠的提示。開發(fā)者可以根據(jù)用戶和聲源之間的距離來調(diào)低聲音的響度。

　　初始時間延遲

　　這很難復制，它需要根據(jù)給定的一組幾何形狀及其特性來計算早期反射。這也非常昂貴，操作起來很復雜。

　　直接/混響聲

　　任何打算以準確的方式為后期混響和反射進行建模的系統(tǒng)都會出現(xiàn)這樣的結果。而這些系統(tǒng)通常非常昂貴。

　　高頻衰減

　　這是因為空氣吸收并不明顯，但這很容易通過簡單的低通濾波器以及通過調(diào)整斜率和截斷頻率來進行建模。高頻衰減不如其他距離線索那么重要，但我們也不能忽視它的作用。