什么是3D音效
大約是在前幾年，Diˉamond Multimedia公司大膽地推出了一張全新PCI規(guī)格的Monster Sound音效卡。當(dāng)時(shí)它們利用微軟的DirectSound API來(lái)解決游戲聲音相容性的問(wèn)題，并且推出了ISA卡與舊的DOS游戲相容，這是當(dāng)時(shí)有極少數(shù)聲卡膽敢與聲霸卡規(guī)格不相容的產(chǎn)品之一。而這張卡得以生存的原因主要在于這塊聲卡擁有自己的API函數(shù)庫(kù)，也叫A3D系統(tǒng)。而它最大的長(zhǎng)處，就是3D立體音效。
3D音效定位A3D
A3D技術(shù)與傳統(tǒng)做法最大的不同之處，在于它可以只利用一組喇叭或者是耳機(jī)，就可以發(fā)出逼真的立體聲效，定位出環(huán)繞使用者身邊不同位置的音源。這種音源追蹤的能力，就叫做定位音效，它使用當(dāng)時(shí)的HRTF的功能來(lái)達(dá)到這種神奇的效果。
所謂HRTF的全名是Head—Related Transfer Function（頭部相關(guān)位置轉(zhuǎn)換），就是在三度立體空間中，人耳是如何監(jiān)測(cè)和分辨出聲音來(lái)源的方法。簡(jiǎn)單的說(shuō)一下，就是聲波會(huì)以幾百萬(wàn)分之一秒的差距先后傳到你的耳朵里面，而我們的大腦可以分辨出那些細(xì)微的差別，利用這些差別來(lái)分辨聲波的形態(tài)，然后在換算成聲音在空間里的位置來(lái)源。
在目前多數(shù)的3D音效的聲卡上，都是使用HRTF的換算法來(lái)轉(zhuǎn)換游戲里的聲音效果，誤導(dǎo)你的大腦聽(tīng)到聲音是來(lái)自不同地方的。支援聲源定位的游戲?qū)⒙曇襞c游戲的物件、人物或是其他的聲音的來(lái)源結(jié)合在一起，當(dāng)這些聲音與你在游戲中的位置改變時(shí)，聲卡就將依據(jù)相對(duì)位置來(lái)調(diào)整聲波訊號(hào)的發(fā)送。
回聲效果
除了重現(xiàn)游戲的音效的方位之外，3D音效的開(kāi)發(fā)者還試著利用回聲與其他環(huán)境聲音的效果來(lái)讓游戲的聲音效果變得更加立體，其實(shí)所謂的回聲（reverb effect）基本上就是音波的反射。 3D更具說(shuō)服力
提到音效有很多人可能都認(rèn)為這是那些音樂(lè)愛(ài)好者們提出的無(wú)聊的要求，其實(shí)目前在電腦設(shè)備中音效不僅僅只給那些音樂(lè)愛(ài)好者們帶來(lái)享受，也給游戲愛(ài)好者們帶來(lái)了一定的震撼力。
假如你在玩一款CS或者是QUAKE 3的射擊游戲，加上一套相當(dāng)不錯(cuò)的3D音效裝置，那種感覺(jué)就像是身在其中，射擊時(shí)的槍聲，中彈時(shí)的慘叫，以及輕微的腳步聲，都可以提高整個(gè)游戲的質(zhì)量。
如果在看DVD的時(shí)候只用了PC喇叭來(lái)出聲，可以想象那種效果會(huì)很快讓人們瘋掉，如果您在看DVD的時(shí)候擁有一套想當(dāng)強(qiáng)大的3D配套音效設(shè)備，那整個(gè)效果都會(huì)有一個(gè)嶄新的變化。特別是在看氣勢(shì)宏大影片時(shí)，優(yōu)質(zhì)的音效完全可以把您帶入其中。
以上對(duì)于3D音效的簡(jiǎn)單介紹，想必每一個(gè)人都可以幻想出如果在一個(gè)音效優(yōu)質(zhì)的地方，能夠給自己帶來(lái)什么樣的優(yōu)美感覺(jué)。
目前的DirectSound3D是一套相當(dāng)扎實(shí)的API，依照它所設(shè)計(jì)出來(lái)的開(kāi)放性架構(gòu)將會(huì)讓游戲的3D音效更具說(shuō)服力與震撼力。估計(jì)在今后的發(fā)展中，3D音效也會(huì)像顯卡一樣的飛速發(fā)展
3D的范疇其實(shí)是很廣泛的，不但包含圖形，也包含音效等方面。愛(ài)好3D游戲的朋友也許只在乎那圓滑逼真的圖形視覺(jué)效果，其實(shí)要真正帶來(lái)臨場(chǎng)感覺(jué)的，3D音效也是必不可少的。隨著Aureal和Creative先后推出了自己嶄新的音效技術(shù)A3D及EAX，“3D Sound也變得愈加火爆，現(xiàn)在就讓我們來(lái)了解一下時(shí)下最熱門(mén)的幾種3D音效技術(shù)。
如日中天 A3D
A3D是Aureal Semiconductor開(kāi)發(fā)的一種嶄新的互動(dòng)3D定位音效技術(shù)，使用這一技術(shù)的軟件（特別是游戲）可以根據(jù)軟件中交互式的場(chǎng)境、聲源變化而輸出相應(yīng)變化的音效，產(chǎn)生圍繞聽(tīng)者的極其逼真的3D定位音效，帶來(lái)真實(shí)的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)，而這一切只需通過(guò)一對(duì)普通的音箱或耳機(jī)就能實(shí)現(xiàn)。
A3D技術(shù)具體包含兩個(gè)部分：A3D Surround和A3D Interactive，下面就讓我來(lái)分別說(shuō)明。
1.A3D Surround：這一技術(shù)在于“環(huán)繞，它允許只用兩只普通的音箱或一對(duì)耳機(jī)就能在環(huán)繞著聽(tīng)者的三維空間中精確地定位聲源。A3D Surroun結(jié)合了諸如Dolby的ProLogic和AC－3這樣的環(huán)繞聲解碼技術(shù)，環(huán)繞聲解碼器通過(guò)兩個(gè)音箱創(chuàng)建一個(gè)由5組音頻流環(huán)繞而成聲場(chǎng),即用兩個(gè)音箱就能體驗(yàn)到Dolby的五音箱環(huán)繞效果,這一技術(shù)被杜比實(shí)驗(yàn)室授予了“Virtual Dolby”的認(rèn)證。
2.A3D Interactive：這一技術(shù)在于“互動(dòng)”，它能為互動(dòng)游戲及一些交互式的軟件應(yīng)用產(chǎn)生交互式的3D音效，營(yíng)造出非常真實(shí)互動(dòng)的3D聽(tīng)覺(jué)環(huán)境。我們知道，在現(xiàn)實(shí)中所聽(tīng)到的聲音并不是一成不變的，而是隨著我們的行動(dòng)、所處環(huán)境以及聲源與人耳相對(duì)位置的不斷變化而做著相應(yīng)的即時(shí)變化，就是我們所說(shuō)的“互動(dòng)”。像Dolby Surround這樣的環(huán)繞聲技術(shù)，在多音箱系統(tǒng)的輔助下確能達(dá)到極佳環(huán)繞效果，但這些技術(shù)都是非互動(dòng)性的，對(duì)于現(xiàn)在的互動(dòng)游戲和交互式軟件就顯得力不從心。要在軟件應(yīng)用中獲得這些真實(shí)互動(dòng)的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)，就必須在回放聲音時(shí)模擬出這些互動(dòng)音效，這就要求音頻處理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地計(jì)算出音頻的變化并回放出來(lái)。而A3D Interactive可以說(shuō)是PC上這一技術(shù)的先驅(qū)，一套支持A3D的應(yīng)用程序加上A3D音效處理系統(tǒng)，就能產(chǎn)生極其真實(shí)的3D互動(dòng)音效。
A3D 的關(guān)鍵技術(shù)是基于一個(gè)叫 HRTF（Head－Related Transfer Function）的理論（關(guān)于HRTF我稍后向大家說(shuō)明），通過(guò)Vortex芯片內(nèi)強(qiáng)大的HRTF過(guò)濾器處理后產(chǎn)生的音效，能使大腦精確定位聲源的3D方位。A3D 中還首次采用了美國(guó)國(guó)家航空及太空總署（NASA）開(kāi)發(fā)的聲波追蹤（Wavetracing algorithms）技術(shù)，這種技術(shù)利用障礙物對(duì)聲波的反射（Reflection）、混響（Reverb）及阻塞（Occlusion）精確再現(xiàn)真實(shí)的環(huán)境音效,如經(jīng)過(guò)不同材質(zhì)的墻體反射后的聲波會(huì)產(chǎn)生不同的音效，從不同角度傳來(lái)的聲音也會(huì)得到不同的感覺(jué)……
隨著A3D 2.0的推出以及各種支持A3D的互動(dòng)游戲和交互式軟件的不斷涌現(xiàn)，A3D的應(yīng)用必將更加廣泛。Aureal的實(shí)力不容懷疑，A3D在互動(dòng)音效的霸主地位不容動(dòng)搖。
系出名門(mén) EAX
面對(duì)A3D的挑戰(zhàn)，Creative Lab.這個(gè)曾建立“兼容Soundblaster”這一音頻規(guī)范的業(yè)界霸主，拿出了自己的獨(dú)家技術(shù)“環(huán)境音效(Environment Audio)”，環(huán)境音效是以創(chuàng)新的子公司E－mu為好萊塢開(kāi)發(fā)的音頻及效果技術(shù)為基礎(chǔ)的一種專(zhuān)業(yè)音效技術(shù)，它憑借Soundblaster Live!/value的主芯片EMU10K1的強(qiáng)大聲音處理能力，實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)聲音的混響、變調(diào)、回聲及延時(shí)等3D音效。即使是用麥克風(fēng)輸入的聲音，也能實(shí)時(shí)地回放出經(jīng)過(guò)環(huán)境音效處理后的聲音。
環(huán)境音效擴(kuò)展集EAX，是一套公開(kāi)的應(yīng)用程序接口(API)，目的是讓游戲和軟件開(kāi)發(fā)商在開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，通過(guò)EAX利用E－mu的環(huán)境建模技術(shù)（Environmental Modeling Technology）在游戲中預(yù)置好不同場(chǎng)境的不同音效參數(shù)，如大廳、水下、房?jī)?nèi)等，在進(jìn)行游戲時(shí)能方便地調(diào)用，辟如玩家在房?jī)?nèi)時(shí)，就會(huì)調(diào)用預(yù)置好的相應(yīng)的環(huán)境音效參數(shù)使聲音變得閉塞，而當(dāng)玩家來(lái)到大廳時(shí)，聲音又會(huì)變得空曠起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)逼真的環(huán)境音效。另外，對(duì)于支持A3D的游戲或軟件，EAX還可以通過(guò)DirectX間接調(diào)用A3D，同樣能實(shí)現(xiàn)逼真的互動(dòng)音效。
環(huán)境音效的核心主要是通過(guò)調(diào)節(jié)混響（Reverb）、合聲（Chorus）、原聲（Original Sound）的音頻參數(shù)以及利用多音箱輔助定位來(lái)構(gòu)造3D空間的。所以對(duì)于一些不支持EAX的游戲或普通的軟件、影片，玩家可以通過(guò)Live/Value自帶的混音臺(tái)（Mixer）來(lái)調(diào)節(jié)各項(xiàng)音頻參數(shù)，使音效與軟件的場(chǎng)景相匹配，也能達(dá)到極佳的效果。不過(guò)無(wú)論如何，像PcWorks 4.1這樣的多音箱環(huán)繞系統(tǒng)都是必不可少的。
就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，雖然支持EAX的軟件還不多，但憑借著Creative在業(yè)界一貫的號(hào)召力，以及EAX在眾多多媒體軟件中極佳的音效表現(xiàn)，相信其前途一片大好。
大眾情人 SRS
SRS（Sound Retrieval System 聲音補(bǔ)償系統(tǒng)）是SRS Labs Inc.推廣的一種三維實(shí)感技術(shù)。SRS認(rèn)為:普通立體聲的聆聽(tīng)范圍很小，聽(tīng)者須坐在與兩音箱成等腰三角形的地方，而且即使是多音箱的環(huán)繞立體聲，其每個(gè)音箱中放出的聲音的各個(gè)音元也只是平面的，垂直面上的聲音十分空洞。而經(jīng)過(guò)SRS處理后的聲音，其每個(gè)音元都是立體的，聽(tīng)者無(wú)論在何種角度都能聽(tīng)到極具三維感的聲音。
SRS的核心同樣是利用了HRTF，這里我們就來(lái)了解一下什么是HRTF？“HRTF是頭部關(guān)聯(lián)傳遞函數(shù)（Head－Related Transfer Functions）的縮寫(xiě)。HRTF認(rèn)為不同位置的聲源，產(chǎn)生的聲波會(huì)以不同角度進(jìn)入人耳，由于耳廓的特殊構(gòu)造，經(jīng)耳廓反射后的聲波會(huì)變成包含了頻率、延時(shí)、響度的聲音信息傳遞給大腦，大腦通過(guò)對(duì)不同聲音信息的分析判斷出聲源的空間位置，這些由耳廓提供給大腦的空間信息就稱(chēng)為“HRTF”。由于錄音設(shè)備不具備人耳的構(gòu)造，只能簡(jiǎn)單地記錄下平面的聲音，埋沒(méi)了原聲音在豎直面上的三維空間信息。SRS的原理就是根據(jù)HRTF并利用頻率響應(yīng)糾正曲線（Frequecy Response Correction Curve），恢復(fù)和加強(qiáng)這些被埋沒(méi)的三維空間信息，使回放的聲音變得立體真實(shí)，只須一對(duì)音箱就能使人完全置身于宏大寬廣而且逼真的原聲場(chǎng)中。
比起A3D和EAX，SRS出道較早，它廣泛應(yīng)用于電腦多媒體聲卡、音箱以及家庭影院中。而且對(duì)軟件無(wú)任何要求，只要經(jīng)SRS聲卡或SRS音箱回放出的聲音都極具三維空間感，特別是若將SRS與上面的A3D、EAX或Dolby接合起來(lái)（如Live/MX300＋SRS音箱），那效果真的只能用“震憾”二字來(lái)形容了
