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苹果3D音频引擎专利:可帮助开发者开发音效更逼真的VR/AR游戏

这能使游戏玩家沉浸在模拟环境中的全新音频维度

零酱 2020年09月22日 来源:VR陀螺

近日,美国专利商标局发布了一项与苹果公司空间音频有关的非常详细的专利申请。早在今年的WWDC-20活动中,我们就已经了解到苹果将为其AirPods Pro带来“空间音频”新功能。

在苹果公司的这项Spatial Audio或3D Audio专利中,我们从不同的角度了解了空间音频。专利中的这项功能是针对使用苹果公司新的“音频引擎”的开发人员而设计的,该功能旨在在未来的游戏中提供令人兴奋的逼真音频,尤其是VR游戏,这能使游戏玩家沉浸在模拟环境中的全新音频维度。

在过去的几个月中,苹果公司以“空间音频”为主题发布了多项专利报告,包括为未来HMD申请的新“空间音频”专利、为下一代AirPods Pro和HMD添加Head-Tracking功能,以及新的空间音频文件格式专利。

而这次的空间音频专利与该主题之前大多数专利有些不同,因为它似乎是主要针对开发人员的工具。更具体地说,是为正在设计可能基于AR / MR / VR的模拟现实游戏的游戏开发人员提供的“音频引擎”。

此外,苹果公司在专利点#75中指出:“在一个或多个实施例中,图形渲染模块是一种软件程序(应用程序),它允许高层应用程序(例如游戏)的开发者定义对象的空间表示,在高层应用程序中在图形场景中被调用,并负责渲染或绘制正在显示(投影)的虚拟环境中3D或2D图形对象的视觉效果。”

“在一个或多个实施例中,这样的框架可以包括代表场景中的几何图形的几何对象,代表视点的相机对象以及代表光源的光对象。图形渲染模块可以包括渲染API,例如Direct3D,OpenGL或其他具有针对GPU的软件抽象层的渲染API。”

苹果进一步指出,提供了“音频引擎”以声学方式渲染三维虚拟环境。音频引擎使用几何体来表示声源和任何声音遮挡物。体积响应是根据从体积声源投射到听众的声音生成的,并考虑了两者之间的任何体积阻塞物。音频引擎还提供了基于侦听器和声源之间的距离随时间变化的声音细节级别的功能。

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苹果的专利图2示出了用于解释示例3D虚拟音频环境的代表性视图;图3A示出了用于解释具有几何体积的示例对象的代表性视图;图3B示出了用于解释具有简化的边界体积的示例对象的代表性视图。

苹果的专利图7示出了用于执行3D音频渲染的示例系统。

以苹果专利为例,如图2所示,游戏中的虚拟场景包括两个听众(例如,听众#212A,听众#212B)和两个可以显示的对象,即河流(#210)和房屋(#215)。

河是作为声音源的对象,在3D虚拟环境中以体积表示。因此,河不是从构成对象的一个或多个离散点发出声音(如图1所示),而是从代表它的形状的整个体积的表面产生声音。房屋是一个声音遮挡对象,它遮挡了从河流到听众的声音(#212A)。在3D虚拟环境中,该房屋也按体积表示。

但是,发声物体例如河流也可能具有更复杂的形状。图3B示出了具有蜿蜒路径的河流的示例。一方面,确定了几个简化的边界体积(例如36、37、38、39),它们整体上或一起代表河流的几何体积。尽管在图3中未将体积36-39示出为重叠,如图2所示,这些体积在某些情况下可能重叠。

借助在Spatial Audio中构建的AirPods Pro,未来的游戏听起来将比想象中的更加真实。这是开发人员可能会感兴趣的专利。有关更多详细信息,请查看苹果的专利申请20200296533。

考虑到这是一项专利申请,因此目前尚不知道将这种开发工具何时会推向市场。 话虽如此,苹果也很可能在新的活动上向开发人员透露他们的新“ 3D音频引擎”的详细信息。

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