探秘VR體驗背後的功臣——3D音頻技術

VR作為一種新興科技，能夠為用戶帶來逼真的沉浸式場景體驗。為了讓用戶在虛擬場景中更「入戲」，各大廠商都致力於開發更身臨其境的視聽解決方案。但我們往往只顧強調優質的視覺體驗，而忽略了同樣重要的聽覺體驗。

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但作為VR系統的一部分，聽覺體驗對VR體驗帶給用戶的整體感受同樣具有很大的影響。3D音頻作為目前普遍用於VR系統的聽覺解決方案，旨在滿足用戶對聽覺體驗的高品質追求，在虛擬場景中提供360°聽覺體驗。

為此，小編對目前主流的幾款3D音頻編輯工具、音頻解決方案及3D音頻技術進行了整理，以下為具體內容：

3D音頻編輯器/平台

作為VR體驗音效的編輯工具，3D音頻編輯器/平台旨在幫助開發人員，將聲源放置在正確的時間線與空間位置上，為用戶帶來更加身臨其境的聽覺體驗。

THX空間音頻平台，端到端通用解決方案

在MWC 2018上，娛樂體驗公司THX推出了一款End-to-End（端到端）通用定位音頻解決方案，其可根據MPEG-H音頻標準對內容進行編碼、解碼、傳輸和渲染。該方案支持傳統內容、沉浸式內容格式和開放標準，適用於移動、PC和電子消費設備。

THX空間音頻平台由內容創建組件和功能組件組成，可優化各種消費設備上的音頻播放體驗，並將所有功能無縫集成到現有內容創建和分發工作流程中。同時，為確保最大的靈活性和可訪問性，THX空間音頻平台的組件可獨立使用，甚至可作獨立的End-to-End音頻解決方案。

谷歌沉浸式音頻SDK，廣泛的跨平台支持

2017年11月，谷歌發布了一套名為「Resonance Audio」的沉浸式VR音頻SDK（軟體開發工具）。該工具支持Android、iOS、macOS、Linux及Windows等多個平台，兼容Unity等多款3D遊戲引擎，能夠為360°全景視頻、AR/VR內容提供內嵌的高保真立體音效。此外，該工具還可作為軟體介面的音頻插件，嵌入多種多媒體音樂製作程序中使用。

「Resonance Audio」可以模擬複雜的聲音環境，允許開發者控制來自單個聲源的聲波傳播方向，對每個聲源的寬度及長度進行編輯。同時，其能自動渲染用戶手臂範圍內聲源的近場效果。當用戶與聲源的位置變化時，聽到的聲音大小也產生相應變化（越遠聲音越小，反之亦然）。

鑒於該工具擁有廣泛的跨平台支持，開發者只需設計一種音頻方案，即可在多個平台上正常運行。這一功能的實現，得益於高階Ambisonics（高保真立體聲）的數字信號處理演算法，在不影響音頻質量的情況下，同步數百個3D聲源。

Adobe VR音頻編輯器，可視化調整聲源

2017年10月舉行的Adobe Max大會上，Adobe展示了一款名為「SonicScape」的可視化VR音頻編輯器。該VR音頻編輯器可對來自場景中各個方向和角度的聲音，進行可視化編輯，將聲源與正確的時間線及空間位置進行匹配。

「SonicScape」的工作原理為：通過在已拍攝好的視頻上疊加彩色斑點，來可視化展示音頻。而彩色斑點的大小和位置，分別對應其代表的音頻的頻率、強度及音頻在視頻中所處的位置。視頻編輯人員只需拖拽彩色斑點，將其放置在正確的位置及時間線即可。此外，編輯還可利用「SonicScape」為視頻添加新的3D音頻。

目前，「SonicScape」只是Adobe設計實驗室開發的原型產品，並未以正式產品的形式推出。

3D音頻技術

目前幾款主流3D音頻技術，都已可實現基本的「聽音辨位」。用戶能夠在其營造的三維音場中，獲得立體環繞的音效體驗。

SRS（WOW）音頻技術，基於心理聲學原理

SRS（Sound Retrieval System）音頻技術由SRS公司開發，是最具代表性的3D立體聲技術。這種技術基於人耳的生理聲學和心理聲學原理，利用立體聲音響中的三維環繞信息，可顯著擴展聲場的寬度、高度和深度，使聲音變得更加自然、悅耳。

SRS WOW是SRS公司針對MP3等新一代的音頻格式，而開發的一種音質增強技術。可使用戶感覺置身於一個三維聲場中，在心理及主觀感覺上建立聲波的立體感知，再現原聲源的方位和空間分布，打造身臨其境的聽覺體驗。

飛利浦LifeVibes音頻技術，超低內存佔用率

LifeVibes是飛利浦結合多年音頻和聲學經驗，所開發的專業級音效技術。其能以變數解碼技術為基礎，通過優化演算法來還原和改善各種壓縮音樂的音質損失，並能在提高音質的同時緩解使用耳機所帶來的聽覺疲勞。

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飛利浦LifeVibes音頻技術專為各種音樂數碼產品設計，內存佔用率極低。其並不依賴於音量和心理聲學原理，而是利用超低音增強推進，帶來真實出眾的聽覺體驗。其包含C.Sound（Concert Sound）、P.Studio（Pure Studio）、P.Bass（Pure Bass）三種音效，並支持音效/均衡器疊加。

三星DNSe音頻技術，完美音效體驗

DNSe（Digital Natural Sound Engine）是三星經過6年的時間，採用三星家庭影院系統的5.1音頻DSP音響技術，研製出的一款3D環繞立體聲音頻技術。

DNSe音頻技術擁有Dynamic Range Control（動態範圍規劃）功能，並加強了重音，消除了爆音現象，能夠帶來更加逼真的臨場感。

酷狗3D旋轉音頻技術，實時變化虛擬聲源

3D旋轉音頻技術由酷狗音樂開發，採用「頭相關傳輸函數」（Head Related Transfer FuncTIon，以下簡稱HRTF）來對音頻技術進行處理，實現實時旋轉變換的虛擬聲源。以此打造出真實的三維音場，讓用戶獲得360°立體環繞的音效體驗，以實現最大化娛樂效果。

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但為了確保能夠查找到匹配的HRTF數據，從而達到更加真實的播放效果，需要在以人頭為球心的球體表面，密集地採集大量HRTF數據。所以，只有配置了大容量存儲空間的設備才能適配該音頻技術。

小編希望，在VR視覺體驗效果被不斷提升的同時，3D音頻技術的發展也能跟上步伐，為我們帶來更優質的視聽體驗。

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