大洋论文模版-电新

《大洋论文模版-电新》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅析3D虚拟声音的实现电新101班XXX摘要：先简要介绍虚拟现实的基本特征，然后从声音的角度阐述声音生成的相关理论，以及具有真实感的声音对虚拟现实沉浸感的营造作用，最后简单介绍使用DirectSound模拟真实感声音的方法。关键词：虚拟现实3D虚拟声音DirectSound一、虚拟现实的相关概念和特点1、虚拟现实的概念虚拟现实(又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以实时、没有限制地观察三度空间内的事物。它是一项综合集成技术，涉及计算机

2、图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。2、虚拟现实的特征2.1多感知性所

3、谓多感知是指虚拟现实系统除了具备一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。2.2沉浸感沉浸感又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。2.

4、3交互性交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，被抓的物体要随着手的移动而实时的改变位置，当把虚拟物体握在手中的时候手有握着东西的感觉，而且可以感受到物体的重量。2.4想象性强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境，以满足人们的好奇心理和想象空间。由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能

5、计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。一、声音对虚拟现实沉浸感的作用在现实世界中，人类的信息来源有70%是通过视觉感知获取的，有接近30%的信息是通过听觉感知获取的，视听是人们了解世界认识世界的主要渠道，他们相互补充，构成了人类认知的主要方式。虚拟现实系统作为对现实世界的仿制和延伸，要达到3I特性的要求，就必须要重视声音在虚拟现实中的应用。在虚拟现实系统中，听觉信息作为仅次于视觉信息的第二传感通道，给人的听

6、觉系统提供声音显示，是创建虚拟世界的一个重要的不可或缺的组成部分。在虚拟现实系统中加入与视觉并行的3D虚拟声音，一方面可以在很大程度上增强用户在虚拟世界中的沉浸感和交互性，另一方面也可以减弱大脑对于视觉的依赖性，降低沉浸感对视觉信息的要求，使用户能从既有视觉感受又有听觉感受的环境中获得更多的信息。1、人类听觉系统结构和听觉特征1.1人类听觉系统结构人耳的构造是非常复杂的，它是由外耳、中耳和内耳3部分组成。一般认为外耳在对声音感知中的作用：一是对声源的定位，二是对声音的放大。声源的定位是虚拟声音系统设计的主要研究内容。中耳的作用是进行声阻抗的变换和保护内耳。内耳是听觉的收纳器，把声音信

7、号通过机械变换产生神经发放信号。1.2人类听觉特性3D虚拟声音系统中3D声音质量优劣的最终决断应该是人的听觉，因此，应当了解人的听觉系统对于声音刺激的响应以及主观感觉及其评价方法。下面简单介绍主要的听觉特性：①声音信号的强弱感应与信号的频谱状况有关。②人对声音频率的感觉表现为音调的高低，在音乐中称为高音。③人对同样强度但不同频率的声音主观感觉的强弱不同。④人类听觉存在非线性，即声音信号在人的听觉系统中会被非线性调制。⑤人类听觉的方向感应，使人耳能分辨声波到