新模型算法可在数秒内为VR环境创建模拟声音

在看电影或玩游戏时，正确的音效有助于提高体验的沉浸感。例如，当一位头发花白的赌徒在纸牌桌从左到右地滚动一个筹码时，声音似乎将从一个耳朵转到另一个耳朵。对于这一点，电影制作者可以通过拼接预先录制的声音来完成。

但对于虚拟现实，要做到这一点十分困难，因为VR不是脚本化体验，用户可以自由探索一个广阔的世界。要提高VR音效的真实感，工程师必须创建大量的“声音模型”。每个声音模型都可以支持VR系统在需要的时刻合成特定的声音。在之前，我们需要一组计算机投入数小时来创建一个单独的声音模型，而且由于不同的模型都需要合成众多不同的潜在声音，所以在交互式环境中创建逼真的声音一直是难以实现的目标。

现在斯坦福大学的计算机科学家发明了一种能够在数秒内创建声音模型的算法，只需更低的计算本即可在虚拟环境中为不同对象模拟声音。当需要声音的情景发生时，这个新模型可以迅速合成逼真的音效。计算机科学教授道格·詹姆斯（Doug James）解释说：“通过简化模型创建，这使得构建具有逼真音效的交互式环境变得切实可行。”

用于创建声音模型的现有算法是基于19世纪科学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹对声音传播的研究。基于这一理论基础，科学家们设计了算法来创建三维声音模型：软件程序能够合成近乎真实的音频，因为声音的音量和方向能够取决于情景相对于听众的位置而变化。到目前为止，用于创建三维声音模型的最佳算法依赖于边界元法（Boundary Element Method；BEM），但这对普通用例来说是一种成本和时间成本都十分高昂的过程。

詹姆斯和他的研究生合作者Jui-Hsien Wang开发了一种通过避开亥姆霍兹方程和BEM来将计算声音模型的速度提升数百倍，甚至数千倍的算法。他们的方法灵感来自20世纪奥地利作曲家弗里茨·克莱因（Fritz Heinrich Klei），所以这群科学家们将其算法命名为KleinPA。詹姆斯说道：“我们认为这将能改变交互式游戏领域。