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解密“VR音频”黑科技 酷狗3D旋转音效

2017-11-14 14:10 来源: 站长资源平台 编辑: 青毛 浏览(141)人   

  为了满足用户对音乐听感的苛责追求,本来仅拥有播放功能的音乐播放器开始从普通音效转战专业音效战场,这种用户诉求推动音效技术升级的倒逼机制也成为音频处理领域“黑科技”频频出现的主要原因。


解密“VR音频”黑科技 酷狗3D旋转音效


  一般来说,音效的主要功能就是增进场面的真实感、气氛或戏剧讯息,具体到音频播放,则是为了给予听众更加身临其境的体验。我们熟知的三星DNSe声效技术 SRS(WOW) 3D环绕音响技术,PHILIPS推出的LifeVibes音效以及iriver Xtreme3D音效技术等都是如此。


  以最具代表性的非硬件三维声场SRS 为例,其核心是利用 2 个扬声器获得环绕立体声的效果。它从听觉心理学出发,模拟出一个三维声场,使听者感觉置身于一个三维声场中,在心理上和主观感觉上恢复了原声源在两耳处造成的声波状态,再现了原声源中的方位和空间分布,使人有身临其境的感觉。不过,如果SRS WOW调节过大则会导致声音发散,声音失真的弊端就会显现。


  PHILIPS推出的LifeVibes音效是专为数码音乐产品开发的内存占用率极低的一种专业级音效技术,其特点是不但可以提升音效,更重要的是解决了压缩音乐高频损失导致音质下降的问题。不过,开启3D音效之后,声音也同样会有相应失真,从感觉上比较浑浊,实际听感并不特别理想。


  同样可以带来3D环绕立体声音效的还有Xtreme 3D,这种音效的实质是虚拟环绕立体声技术在MP3上的应用。需要指出的是,这种模拟的声场会使人感觉中高频发虚,中频部分失真,从听感而言,颇有电子音乐的感觉。所以,Xtreme 3D更加倾向于对演唱会、现场录制的JAZZ音乐的渲染,而对于大编制的交响乐、NEW AGE并不适用。


  和以上三种具有代表性的专业音效相比,3D旋转音效颇受用户的青睐。这种技术是由酷狗音乐开发的、具有代表性的娱乐VR音频技术,根据“头相关传输函数”(HRTF)来实现实时旋转变换的虚拟音源,打造出真实的三维音场,以实现最大化音乐娱乐效果。为了使用户使用耳机收听时也能体验到逼真的立体环绕音效,音频播放设备采用HRTF(Head Related Transfer Function,头相关传输函数)处理技术对待播放的音频数据进行处理。


  据悉,为了实现对音频数据的HRTF处理,开发人员需要预先通过人头录音(Binaural recording)技术,在声学房间中采集一系列以人头为球心的HRTF数据,并记录各条HRTF数据对应HRTF数据采集点与人头的相对位置,从而将HRTF数据与相对位置关联写入音频播放设备中。后续音频播放设备对音频数据进行HRTF处理时,即根据当前设定的虚拟音源与头部的相对位置,查找匹配的HRTF数据,从而使用该HRTF数据对耳机左右声道的音频数据进行处理。


  然而,为了确保能够查找到匹配的HRTF数据,从而达到更加真实的播放效果,开发人员需要在以人头为球心的球体表面密集采集大量HRTF数据,相应的,音频播放设备需要配置大容量的存储设备对该HRTF数据进行存储,导致HRTF处理技术无法适用于低端音频播放设备。


  根据蝰蛇声学实验室的分析,为了达到较为逼真的VR音频体验,则至少应采集上述球面上710个点的HRTF特征数据。这就意味着在音乐回放时,仅是音频VR的处理部分就需要100M字节以上的RAM占用,这对于移动设备是不可接受的。因此,蝰蛇声学引入了一项可以用于该应用的“声波追踪”(Sound Ray Tracing)技术。通过该技术,3D旋转音效成功将710个HRTF特征点简化为31个,且效果与原先精简之前几乎无区别,而此时的RAM占用也下降到了4M字节。


解密“VR音频”黑科技 酷狗3D旋转音效


  3D旋转音效在用户体验上和其他技术相比有什么优势呢?其运算原理又是怎样的呢?原来,3D旋转音效体验能让用户在听歌时明显感觉到声音从左耳-后脑-右耳-前方-左耳的360°立体动感环绕旋转的音效。在听电音歌曲时使用该音效,会更动感立体,能体验到“歌手一直围绕自己跑着唱歌”的动感效果。


  从音效技术发展的总趋势而言,专业音效技术的迭代周期之所以越来越短,正是用户对听感诉求的上升客观上倒逼技术进步,以及各大音频品牌不断借鉴、整合前人成果不断创新的主观推动。作为一项或将能与三星DNSe声效技术 SRS 3D环绕音响技术、PHILIPS的LifeVibes音效匹敌的专业音效技术,被冠以“VR音频”的酷狗3D旋转音效能否保持并续写为用户带来的传奇听感,这依然需要时间的考验。


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