10.1.3 三维虚拟声音技术
三维虚拟声音来自围绕听者双耳的一个球形中的任何地方,即声音出现在头部的上方、后方或前方。三维虚拟声音具有全向三维定位和三维实时追踪的特征。全向三维定位是指在三维虚拟环境中把实际声音信号定位到特定虚拟声源的能力;三维实时追踪是指在三维虚拟环境中实时追踪虚拟声源位置变化的能力。因此,三维虚拟声音不同于立体声,前者能够让听者感觉到声源位置的实时变化,并带给人声音上的沉浸感,对于VR系统来说非常重要。
在VE中构建较为完整的三维声音系统是一个很复杂的过程。首先通过测量外界声音与鼓膜声音的频率差异,获得声音在耳部附近发生的频谱变形,再利用这些数据对声波与人耳的交互方式进行编码,得出相关的一组传递函数,并确定出双耳的信号传播延迟特点,以此对声源进行定位。在VR系统中,当无回声的信号由这组传递函数处理后,再通过与声源缠绕在一起的滤波器驱动一组耳机,就可以在传统的耳机上形成有真实感的三维声音了。