3D音效

3D音效定位A3D

A3D技術與傳統做法最大的不同之處，在於它可以只利用一組喇叭或者是耳機，就可以發出逼真的立體聲效，定位出環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，它使用當時的HRTF的功能來達到這種神奇的效果。

所謂HRTF的全名是Head—Related Transfer Function（頭相關傳遞函數），就是在三度立體空間中，人耳是如何監測和分辨出聲音來源的方法。簡單的説一下，就是聲波會以幾百萬分之一秒的差距先後傳到你的耳朵裏面，而我們的大腦可以分辨出那些細微的差別，利用這些差別來分辨聲波的形態，然後在換算成聲音在空間裏的位置來源。

在目前多數的3D音效的聲卡上，都是使用HRTF的換算法來轉換遊戲裏的聲音效果，誤導你的大腦聽到聲音是來自不同地方的。支援聲源定位的遊戲將聲音與遊戲的物件、人物或是其他的聲音的來源結合在一起，當這些聲音與你在遊戲中的位置改變時，聲卡就將依據相對位置來調整聲波訊號的發送。

除了重現遊戲的音效的方位之外，3D音效的開發者還試着利用回聲與其他環境聲音的效果來讓遊戲的聲音效果變得更加立體，其實所謂的回聲（reverb effect）基本上就是音波的反射。 3D更具説服力

提到音效有很多人可能都認為這是那些音樂愛好者們提出的無聊的要求，其實目前在電腦設備中音效不僅僅只給那些音樂愛好者們帶來享受，也給遊戲愛好者們帶來了一定的震撼力。

假如你在玩一款CS或者是QUAKE 3的射擊遊戲，加上一套相當不錯的3D音效裝置，那種感覺就像是身在其中，射擊時的槍聲，中彈時的慘叫，以及輕微的腳步聲，都可以提高整個遊戲的質量。

如果在看DVD的時候只用了PC喇叭來出聲，可以想象那種效果會很快讓人們瘋掉，如果您在看DVD的時候擁有一套想當強大的3D配套音效設備，那整個效果都會有一個嶄新的變化。特別是在看氣勢宏大影片時，優質的音效完全可以把您帶入其中。

以上對於3D音效的簡單介紹，想必每一個人都可以幻想出如果在一個音效優質的地方，能夠給自己帶來什麼樣的優美感覺。

目前的DirectSound3D是一套相當紮實的API，依照它所設計出來的開放性架構將會讓遊戲的3D音效更具説服力與震撼力。估計在今後的發展中，3D音效也會像顯卡一樣的飛速發展

3D的範疇其實是很廣泛的，不但包含圖形，也包含音效等方面。愛好3D遊戲的朋友也許只在乎那圓滑逼真的圖形視覺效果，其實要真正帶來臨場感覺的，3D音效也是必不可少的。隨着Aureal和Creative先後推出了自己嶄新的音效技術A3D及EAX，“3D Sound”也變得愈加火爆，現在就讓我們來了解一下時下最熱門的幾種3D音效技術。

A3D是Aureal Semiconductor開發的一種嶄新的互動3D定位音效技術，使用這一技術的軟件（特別是遊戲）可以根據軟件中交互式的場境、聲源變化而輸出相應變化的音效，產生圍繞聽者的極其逼真的3D定位音效，帶來真實的聽覺體驗，而這一切只需通過一對普通的音箱或耳機就能實現。

A3D技術具體包含兩個部分：A3D Surround和A3D Interactive，下面就讓我來分別説明。

1.A3D Surround：這一技術在於“環繞”，它允許只用兩隻普通的音箱或一對耳機就能在環繞着聽者的三維空間中精確地定位聲源。A3D Surroun結合了諸如Dolby的ProLogic和AC－3這樣的環繞聲解碼技術，環繞聲解碼器通過兩個音箱創建一個由5組音頻流環繞而成聲場,即用兩個音箱就能體驗到Dolby的五音箱環繞效果,這一技術被杜比實驗室授予了“Virtual Dolby”的認證。

2.A3D Interactive：這一技術在於“互動”，它能為互動遊戲及一些交互式的軟件應用產生交互式的3D音效，營造出非常真實互動的3D聽覺環境。我們知道，在現實中所聽到的聲音並不是一成不變的，而是隨着我們的行動、所處環境以及聲源與人耳相對位置的不斷變化而做着相應的即時變化，就是我們所説的“互動”。像Dolby Surround這樣的環繞聲技術，在多音箱系統的輔助下確能達到極佳環繞效果，但這些技術都是非互動性的，對於現在的互動遊戲和交互式軟件就顯得力不從心。要在軟件應用中獲得這些真實互動的聽覺體驗，就必須在回放聲音時模擬出這些互動音效，這就要求音頻處理系統能夠實時地計算出音頻的變化並回放出來。而A3D Interactive可以説是PC上這一技術的先驅，一套支持A3D的應用程序加上A3D音效處理系統，就能產生極其真實的3D互動音效。

A3D 的關鍵技術是基於一個叫 HRTF（Head－Related Transfer Function）的理論（關於HRTF我稍後向大家説明），通過Vortex芯片內強大的HRTF過濾器處理後產生的音效，能使大腦精確定位聲源的3D方位。A3D 中還首次採用了美國國家航空及太空總署（NASA）開發的聲波追蹤（Wavetracing algorithms）技術，這種技術利用障礙物對聲波的反射（Reflection）、混響（Reverb）及阻塞（Occlusion）精確再現真實的環境音效,如經過不同材質的牆體反射後的聲波會產生不同的音效，從不同角度傳來的聲音也會得到不同的感覺……

隨着A3D 2.0的推出以及各種支持A3D的互動遊戲和交互式軟件的不斷湧現，A3D的應用必將更加廣泛。Aureal的實力不容懷疑，A3D在互動音效的霸主地位不容動搖。

面對A3D的挑戰，Creative Lab.這個曾建立“兼容Soundblaster”這一音頻規範的業界霸主，拿出了自己的獨家技術“環境音效(Environment Audio)”，環境音效是以創新的子公司E－mu為好萊塢開發的音頻及效果技術為基礎的一種專業音效技術，它憑藉Soundblaster Live!/value的主芯片EMU10K1的強大聲音處理能力，實時地實現聲音的混響、變調、回聲及延時等3D音效。即使是用麥克風輸入的聲音，也能實時地回放出經過環境音效處理後的聲音。

環境音效擴展集EAX，是一套公開的應用程序接口(API)，目的是讓遊戲和軟件開發商在開發軟件時，通過EAX利用E－mu的環境建模技術（Environmental Modeling Technology）在遊戲中預置好不同場境的不同音效參數，如大廳、水下、房內等，在進行遊戲時能方便地調用，闢如玩家在房內時，就會調用預置好的相應的環境音效參數使聲音變得閉塞，而當玩家來到大廳時，聲音又會變得空曠起來，從而實現逼真的環境音效。另外，對於支持A3D的遊戲或軟件，EAX還可以通過DirectX間接調用A3D，同樣能實現逼真的互動音效。

環境音效的核心主要是通過調節混響（Reverb）、合聲（Chorus）、原聲（Original Sound）的音頻參數以及利用多音箱輔助定位來構造3D空間的。所以對於一些不支持EAX的遊戲或普通的軟件、影片，玩家可以通過Live/Value自帶的混音台（Mixer）來調節各項音頻參數，使音效與軟件的場景相匹配，也能達到極佳的效果。不過無論如何，像PcWorks 4.1這樣的多音箱環繞系統都是必不可少的。

就現在來説，雖然支持EAX的軟件還不多，但憑藉着Creative在業界一貫的號召力，以及EAX在眾多多媒體軟件中極佳的音效表現，相信其前途一片大好。

SRS（Sound Retrieval System 聲音補償系統）是SRS Labs Inc.推廣的一種三維實感技術。SRS認為:普通立體聲的聆聽範圍很小，聽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繞立體聲，其每個音箱中放出的聲音的各個音元也只是平面的，垂直面上的聲音十分空洞。而經過SRS處理後的聲音，其每個音元都是立體的，聽者無論在何種角度都能聽到極具三維感的聲音。

SRS的核心同樣是利用了HRTF，這裏我們就來了解一下什麼是HRTF？“HRTF”是頭部關聯傳遞函數（Head－Related Transfer Functions）的縮寫。HRTF認為不同位置的聲源，產生的聲波會以不同角度進入人耳，由於耳廓的特殊構造，經耳廓反射後的聲波會變成包含了頻率、延時、響度的聲音信息傳遞給大腦，大腦通過對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為“HRTF”。由於錄音設備不具備人耳的構造，只能簡單地記錄下平面的聲音，埋沒了原聲音在豎直面上的三維空間信息。SRS的原理就是根據HRTF並利用頻率響應糾正曲線（Frequecy Response Correction Curve），恢復和加強這些被埋沒的三維空間信息，使回放的聲音變得立體真實，只須一對音箱就能使人完全置身於宏大寬廣而且逼真的原聲場中。

比起A3D和EAX，SRS出道較早，它廣泛應用於電腦多媒體聲卡、音箱以及家庭影院中。而且對軟件無任何要求，只要經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（如Live/MX300+SRS音箱），那效果真的只能用“震撼”二字來形容了。

總的來説，這三種音效各有所長:A3D勝在互動，EAX羸在音效，而SRS的聲場寬廣飽滿，且能與其它3D音效相接合。看來，3D音效界的三國演義再加上Q－sound、Spatializer 3D等小國混戰的局面還將持續下去，誰能最後一統天下？讓我們拭目以待。

以下是現在正式得到Aureal授權生產的支持A3D1.0/2.0的部分聲卡:

Diamond Multimedia: Monster Sound M80/MX100/MX200/MX300、S90

Xitel: Storm 3D、StormVX

Orchid: NuSound 3D

Turtle Beach Systems: Montego A3D

Shark Multimedia: Predator 3D、Predator 3D PCI

Multiwave: Audio Wave

I/O Magic: Magic Wave

(ZSB－GiGi)