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)沉浸感的營造作用，最后簡單介紹使用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)是近年來出現(xiàn)

2、的高新技術(shù)，也稱靈境技術(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、聽覺、觸覺等感官的模擬，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、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當(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，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(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)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。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、聽覺、力覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)等幾種。2.2沉浸感沉浸感又稱臨場(chǎng)感，指用戶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)該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計(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，聽上去是真的，動(dòng)起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺一樣。感應(yīng)與信號(hào)的頻譜狀況有關(guān)。②人對(duì)聲音頻率的感覺表現(xiàn)為音調(diào)的高低，在音樂中稱為高音。③人對(duì)同樣強(qiáng)度但不同頻率的聲音主觀感覺的強(qiáng)弱不同。④人類聽覺存在非線性，即聲音信號(hào)在人的聽覺系統(tǒng)中會(huì)被非線性調(diào)制。⑤人類聽覺的方向感應(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)家提出了聽覺顯示(AudityDisplay)技術(shù)的概念，也稱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)境中的聽覺感知效果。它以非語音聲學(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)境信息的聽覺暗示((Auditycue)，使人聽起來能夠等同在實(shí)際環(huán)境中感知的聽覺信息。相比于視覺而言，對(duì)聽覺感知的研究相對(duì)較少。而真實(shí)的合成空間聲音將大大的增強(qiáng)環(huán)境的沉浸感聽覺信息一方面為實(shí)時(shí)生成的視景伴音，產(chǎn)生視覺和聽覺的疊加效應(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牭降牧Ⅲw聲錄音雖然有左右聲道之分，但就整體效果而言，我們能感覺到立體聲音來自聽者面前的某個(gè)平面而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的3D虛擬聲音。卻使聽者能感覺到聲音是來自圍繞聽者雙耳的一個(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)境界中聽覺方式的聲音系統(tǒng)稱為

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)定位到特定虛擬專用源的能力。它能使用戶準(zhǔn)確地判斷出聲源的精確位置，從而符合人們?cè)谡鎸?shí)境界中的聽覺方式。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)用戶頭