什么是3D环绕声?
大约几年前,迪阿蒙多媒体公司在张全新大胆地推出了一款符合PCI规范的Monster Sound声卡。当时他们用微软的DirectSound API解决游戏声音兼容问题,推出ISA卡兼容老DOS游戏,是少数敢于兼容声霸卡规格的产品。这张卡之所以幸存下来,主要是因为这张声卡有自己的API函数库,也叫A3D系统。而它最大的强项就是3D立体音效。
三维声音定位A3D
A3D技术与传统做法的最大区别在于,它只需使用一套扬声器或耳机,就能发出逼真的立体声效果,并定位用户周围不同位置的声源。这种声源追踪的能力叫做定位音效,就是利用当时HRTF的功能来达到这种神奇的效果。
所谓HRTF的全称是头部相关传递函数,是人耳在三维空间中对声源的监测和分辨。简单来说,声波传播到你的耳朵会有百万分之一秒的差异,而我们的大脑可以分辨出那些细微的差异,利用这些差异分辨出声波的形状,然后转换成声音在空间中的位置来源。
目前大部分带3D音效的声卡上,都是用HRTF转换算法来转换游戏中的音效,误导你的大脑听到声音来自不同的地方。支持声源定位的游戏将声音与游戏中的物体、人物或其他声源结合在一起。当这些声音随着你在游戏中的位置变化时,声卡会根据相对位置调整声音信号的传输。
回声效应
除了再现游戏音效的方位,3D音效的开发者还试图通过使用回声和其他环境声音的效果来使游戏的音效更加立体。其实所谓的回声效应,基本上就是声波的反射。3D更有说服力
说到音效,可能很多人会觉得这是音乐爱好者提出的无聊要求。事实上,目前电脑设备中的音效不仅给音乐爱好者带来享受,也给游戏爱好者带来一定的震撼。
如果你玩的是CS或者雷神之锤3射击游戏,再加上一套相当不错的3D音效,感觉就像置身其中一样。射击时的枪声、尖叫声和轻微的脚步声可以提高整场比赛的质量。
如果只是在看DVD的时候用PC音箱制造噪音,可想而知效果很快会让人抓狂。看DVD的时候如果有一套强大的3D音响设备,整个效果会有一个全新的变化。尤其是看气势磅礴的电影时,高质量的音效能把你带入其中。
以上对3D音效的简单介绍,我想大家可以想象一下,如果身处一个音效很高的地方,能带来怎样的美好感觉。
目前DirectSound3D是一个相当扎实的API,按照它设计的开放架构会让游戏的3D音效更有说服力和震撼力。估计在未来的发展中,3D音效的发展速度会和显卡一样快。
3D的范围其实很广,不仅包括图形,还包括音效。喜欢3D游戏的朋友可能只关心流畅逼真的图形视觉效果。事实上,3D音效对于真正带来临场感也是必不可少的。随着Aureal和Creative相继推出自己的全新音效技术A3D和EAX,“3D音效”越来越受欢迎。现在让我们来看看一些最流行的3D音效技术。
热火朝天的A3D
A3D是一种全新的交互式3D定位声音技术,由奥瑞半导体公司开发。使用该技术的软件(尤其是游戏)可以根据软件中的交互场景和音源变化输出相应的变化音效,在听者周围产生极其逼真的3D定位音效,带来真实的听觉体验,而这一切只需通过一副普通的音箱或耳机就能实现。
A3D科技包括两部分:A3D环绕和A3D互动。我来分别解释一下。
1.A3D环绕:这项技术在于“环绕”,只需要两个普通的扬声器或者一副耳机,就可以让声源精确定位在听者周围的三维空间中。A3D Surroun结合了杜比的ProLogic和AC-3等环绕声解码技术。环绕声解码器通过两个扬声器营造五个音频流环绕的声场,也就是用两个扬声器就能体验到杜比的五扬声器环绕效果。这项技术被杜比实验室授予“虚拟杜比”认证。
2.A3D互动:这项技术在于“互动”,可以为互动游戏和一些互动软件应用制作互动3D音效,营造非常真实的互动3D听觉环境。我们知道,我们在现实中听到的声音不是静态的,而是随着我们的动作、我们所处的环境以及声源与人耳的相对位置而变化的,这就是我们所说的“相互作用”。杜比环绕等环绕声技术可以借助多扬声器系统达到极佳的环绕效果,但这些技术是非交互的,是目前的交互游戏和交互软件无法企及的。为了在软件应用中获得这些真实的交互听觉体验,需要在回放声音时模拟这些交互音效,这就需要音频处理系统实时计算音频变化并回放。而A3D互动可以说是这项技术在PC上的先行者。一套支持A3D的应用程序和A3D声音处理系统可以产生非常真实的3D交互式声音效果。
A3D的关键技术是基于一种叫做HRTF(头部相关传递函数)的理论,稍后我会给你解释。涡旋芯片中强大的HRTF滤波器产生的声音可以让大脑精确定位声源的3D位置。在A3D,也首次采用了美国国家航空航天局开发的波追踪算法技术。该技术利用障碍物的反射、混响和遮挡,准确再现真实的环境音效。比如不同材质的墙壁反射的声波会产生不同的音效,不同角度传来的声音会得到不同的感受...
随着A3D 2.0的推出,以及支持A3D的各种互动游戏和互动软件的不断涌现,A3D的应用将更加广泛。Aureal的实力毋庸置疑,A3D在互动音效领域的霸主地位不可撼动。
它叫EAX。
面对A3D的挑战,创意实验室。曾经建立了“兼容Soundblaster”音频标准的行业领导者,拿出了自己的专属技术“环境音频”,这是一种基于创新子公司E-Mu为好莱坞开发的音频和效果技术的专业声音技术。它依赖于Soundblaster Live!/value的主芯片EMU10K1拥有强大的声音处理能力,可以实时实现混响、变调、回声、延时等3D音效。甚至麦克风输入的声音也可以实时回放环境音效处理过的声音。
EAX是环境音效的扩展集,是一组开放的应用程序接口(API)。其目的是使游戏和软件开发者能够在不同场景下预设不同的音效参数,如大堂、水下、室内等。,在游戏中通过EAX开发软件时使用了E-Mu的环境建模技术,可以在游戏过程中方便的调用。比如玩家在房间时,会调用预设的相应环境音效参数,使声音被屏蔽,当玩家来到大厅时,声音又会变空,从而实现逼真的环境音效。此外,对于支持A3D的游戏或软件,EAX还可以通过DirectX间接调用A3D,同样可以实现逼真的交互音效。
环境音效的核心是通过调整混响、合唱、原声的音频参数,利用多扬声器辅助定位,构建一个3D空间。因此,对于一些不支持EAX的游戏或者普通软件、电影,玩家可以通过Live/Value自带的混音器调节各种音频参数,使音效与软件的场景相匹配,达到极佳的效果。但无论如何,像PcWorks 4.1这样的多扬声器环绕系统必不可少。
目前虽然支持EAX的软件并不多,但凭借业界对创意的一贯诉求,以及EAX在众多多媒体软件中出色的音效表现,相信它会有一个美好的未来。
大众情人SRS
SRS(Sound Retrieval System)是SRS Labs Inc .推出的一项三维真实感技术,SRS认为普通立体声的听音范围很小,听者必须与两个扬声器坐成等腰三角形。而且,即使在多扬声器环绕立体声中,每个扬声器发出的声音也只是平面的,垂直面上的声音非常空洞。但经过SRS处理后,声音的每个音素都是立体的,听者无论从哪个角度都能听到立体感很强的声音。
SRS的核心也是HRTF的使用。让我们来看看什么是HRTF。“HRTF”是头部相关传递函数的缩写。HRTF认为,不同位置的声源产生的声波会以不同的角度进入人耳。由于耳廓的特殊结构,声波被耳廓反射后会变成包括频率、延迟、响度在内的声音信息传递到大脑,大脑通过分析不同的声音信息来判断声源的空间位置。这些由耳廓提供给大脑的空间信息被称为“HRTF”。因为录音设备没有人耳的结构,只能简单地记录平面声音,将原声的三维空间信息埋没在垂直面上。SRS的原理是根据HRTF,利用频响校正曲线,将这些被埋没的三维空间信息恢复并加强,使回放的声音变得立体而真实,人们只需一对扬声器就能完全沉浸在宏大、宽广、逼真的原始声场中。
与A3D和EAX相比,SRS问世较早,广泛应用于计算机多媒体声卡、扬声器和家庭影院。而且对软件没有要求,只要SRS声卡或者SRS音箱回放出来的声音非常立体就行,尤其是SRS配合A3D、EAX或者杜比(比如Live/MX300+SRS音箱),效果只能用“震撼”来形容。