大洋論文模版-電新

1、淺析淺析3D3D虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)電新101班XXX摘要：摘要：先簡(jiǎn)要介紹虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征，然后從聲音的角度闡述聲音生成的相關(guān)理論，以及具有真實(shí)感的聲音對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸感的營(yíng)造作用，最后簡(jiǎn)單介紹使用DirectSound模擬真實(shí)感聲音的方法。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)3D虛擬聲音DirectSound一、一、虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)概念和特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)概念和特點(diǎn)1、虛擬現(xiàn)實(shí)的概念、虛擬現(xiàn)實(shí)的概念虛擬現(xiàn)實(shí)(又譯作靈境、幻真)是近年來(lái)出現(xiàn)

2、的高新技術(shù)，也稱(chēng)靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以實(shí)時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。它是一項(xiàng)綜合集成技術(shù)，涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，它用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視、聽(tīng)、嗅覺(jué)等感覺(jué)，使人作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置，自然地對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精

3、確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。該技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形(CG)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。概括地說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。2、虛擬現(xiàn)實(shí)的特征、虛擬現(xiàn)實(shí)的特征2.1多感知性所謂多感知是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除了具備一般計(jì)算機(jī)技

4、術(shù)所具有的視覺(jué)感知之外，還有聽(tīng)覺(jué)感知、力覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知，甚至包括味覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。由于相關(guān)技術(shù)，特別是傳感技術(shù)的限制，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所具有的感知功能僅限于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等幾種。2.2沉浸感沉浸感又稱(chēng)臨場(chǎng)感，指用戶(hù)感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶(hù)難以分辨真假，使用戶(hù)全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去

5、是真的，聽(tīng)上去是真的，動(dòng)起來(lái)是真的，甚至聞起來(lái)、嘗起來(lái)等一切感覺(jué)都是真的，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺(jué)一樣。感應(yīng)與信號(hào)的頻譜狀況有關(guān)。②人對(duì)聲音頻率的感覺(jué)表現(xiàn)為音調(diào)的高低，在音樂(lè)中稱(chēng)為高音。③人對(duì)同樣強(qiáng)度但不同頻率的聲音主觀感覺(jué)的強(qiáng)弱不同。④人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)存在非線性，即聲音信號(hào)在人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)中會(huì)被非線性調(diào)制。⑤人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)的方向感應(yīng)，使人耳能分辨聲波到達(dá)兩耳的相對(duì)時(shí)間差、壓力差，判別聲源空間方位。2、3D虛擬聲音的基本理論虛擬聲音的基本理論2.13D虛

6、擬聲音的概念虛擬聲音的概念相對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形的生成與顯示，聲學(xué)家提出了聽(tīng)覺(jué)顯示(AudityDisplay)技術(shù)的概念，也稱(chēng)為聲音的生成和顯示技術(shù)。它的目標(biāo)是為虛擬環(huán)境中的人提供等同在真實(shí)環(huán)境中的聽(tīng)覺(jué)感知效果。它以非語(yǔ)音聲學(xué)(Nonspeech)、室內(nèi)聲學(xué)(RoomAcoustics)、心理聲學(xué)(Psychoacoustics)和人的生理感知(PsychophysicalPerception)的研究成果為理論依據(jù)，借助于數(shù)字信號(hào)處理、多媒

7、體、數(shù)字音響等技術(shù)，生成可反饋虛擬環(huán)境信息的聽(tīng)覺(jué)暗示((Auditycue)，使人聽(tīng)起來(lái)能夠等同在實(shí)際環(huán)境中感知的聽(tīng)覺(jué)信息。相比于視覺(jué)而言，對(duì)聽(tīng)覺(jué)感知的研究相對(duì)較少。而真實(shí)的合成空間聲音將大大的增強(qiáng)環(huán)境的沉浸感聽(tīng)覺(jué)信息一方面為實(shí)時(shí)生成的視景伴音，產(chǎn)生視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的疊加效應(yīng)，達(dá)到聲象融合。另一方面獨(dú)立提供重要信息，由于人對(duì)環(huán)境中聲音信息的接受不像接收視覺(jué)信息那樣容易受到角度和方位的限制，從而使人可監(jiān)控識(shí)別來(lái)自任何方位的信息，從而引導(dǎo)視力進(jìn)行

8、更細(xì)微的分析判斷，這在虛擬環(huán)境中更有其特殊意義。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的3D虛擬聲音與人們熟悉的立體聲音完全不同。我們?nèi)粘Ｂ?tīng)到的立體聲錄音雖然有左右聲道之分，但就整體效果而言，我們能感覺(jué)到立體聲音來(lái)自聽(tīng)者面前的某個(gè)平面而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的3D虛擬聲音。卻使聽(tīng)者能感覺(jué)到聲音是來(lái)自圍繞聽(tīng)者雙耳的一個(gè)球形中的任何地方，即聲音可能出現(xiàn)在頭的上方、后方或者前方。因而把在虛擬場(chǎng)景中能使用戶(hù)準(zhǔn)確地判斷出聲源的精確位里、符合人們?cè)谡鎸?shí)境界中聽(tīng)覺(jué)方式的聲音系統(tǒng)稱(chēng)為

9、3D虛擬聲音。2.23D虛擬聲音的特征虛擬聲音的特征在3D虛擬聲音系統(tǒng)中，最核心的技術(shù)是3D虛擬聲音定位技術(shù)，它的特征主要有：2.2.1全向全向3D定位特性定位特性全向3D定位特性是指在3D虛擬空間中把實(shí)際聲音信號(hào)定位到特定虛擬專(zhuān)用源的能力。它能使用戶(hù)準(zhǔn)確地判斷出聲源的精確位置，從而符合人們?cè)谡鎸?shí)境界中的聽(tīng)覺(jué)方式。2.2.23D實(shí)時(shí)跟蹤特性實(shí)時(shí)跟蹤特性3D實(shí)時(shí)跟蹤特性是指在3D虛擬空間中實(shí)時(shí)跟蹤虛擬聲源位置變化或景象變化的能力。當(dāng)用戶(hù)頭