RTC 科普视频丨聊聊空间音频的原理与其背后的声学原理

在现在很多的线上实时互动场景中,我们重视的不仅仅是互动体验,还要提升沉浸感。而在很多场景中,仅凭空间音频技术,就可以带来如临其境的体验。空间音频技术的原理是怎样的呢?

看过我们新一期的 RTC 科普视频,你就知道了。

空间音频技术是以算法的方式将现实中的听感,在数字世界中重建了出来。既然是重建,那么要理解这个过程,就需要先了解,现实中,我们是如何通过耳朵、大脑来要感知到一个声音在空间中的位置的。

要解决这个问题,我们可以将判断声音位置的过程拆解一下,即:

● 如何判断声源与你水平方位

● 如何判断声源与你的垂直方位

● 如何判断声源与你的距离

事实上,我们是依靠双耳间的音量差、时间差和音色差来判别声音的方位。由于双耳位于头部两侧,如果声音是来自右侧,那么它到达右耳的时间相对更短,这就行程了双耳时间差;声音在传播过程中,频率会衰减,那么双耳之间听到的音色也会不同。

在室内环境中,耳朵听到的声音包括直达声、早期反射声、后期混响声。直达声就是字面意思,从声源直接传到耳朵的声音;早期反射,则是经过室内墙面反射后传到耳朵的,相比直达声晚 50 - 80ms;在早期反射之后到达的声音则是后期混响。就像刚刚所说,声音传播中会有衰减,所以声源与耳朵的距离是能够被听出来的。通常来讲,声源与耳朵的距离增加一倍,直达声的声压就会减小 50%,而早期反射与后期混响的声压则不会受到这么明显的影响。我们的大脑就会基于直达声与早期反射+后期混响的声压比来判断声源的距离。

在这期的科普视频中,我们对以上原理都做了讲解。为了让更多人能有画面感,便于想象声音传播的过程,我们用“水”作为类比。不过,要再次提醒各位,水波的传播与声波在空气中的传播过程有很大差别,大家不要等同视之。

另外,我们在视频里简要地讲解了如何在虚拟现实(VR)中重建空间音频。其中提到的算法,我们并没有深入讲解,如果你感兴趣,可以查看我们往期的文章

最后,如果大家还希望了解哪些技术原理,欢迎给我们留言。

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