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虚拟现实的算法合成消防火灾现场声音
2011年9月4日    评论:    分享:

    来源:第三维度
    编译:王逍

    每当你想要购买一台电视机的时候,一定想要一套最流行的、可以有最真实的声音效果音响系统,让您可以享受卓越的图像质量也同时感受环境的音效。在21世纪,影视的声音产生通常依赖于视频拍摄过程中录制的声音。不过,如果您使用个人电脑玩一些利用虚拟现实技术的电脑3D游戏时会发现,它会很难产生真实环境中的声音效果,因为我们的身体并没有身处其中,而不知道下一步行动会有什么样确切的声音。

    快速移动的加热气体产生高频率的声音,是火的声音的重要组成部分,但计算机生成的图像不模拟这些细节。康奈尔(Cornell)大学的研究人员通过计算机技术合成的低频率的声音,来与图像匹配,然后生成具有真实火焰环境音效的高质量虚拟现实环境。

虚拟现实的算法合成消防火灾现场声音

    为了解决这一困难,美国康奈尔(Cornell)大学副教授道格·詹姆斯(Doug James)声称已开发出一种算法,在模拟物理模型的基础上,它可以分析“高速流动的声音”。由詹姆斯(Doug James)率领的研究小组把他们的研究成果提交给在在加拿大温哥华举行的ACM SIGGRAPH计算机图形会议(8月7-11)。在此之前,该小组分析一些基本的声音,如泼溅的液体、硬/刚体碰撞,玻璃破碎等。

    本项目的研究等到了国家科学基金会,自然科学和加拿大和英特尔工程研究理事会的大力支持。

    詹姆斯(Doug James)解释说,当两个物体接触时,由于表面的不规则,两者之间会有很多接触点,我们不能采用一个单一方法或者计算接口来分析两者之间的碰撞,他们之间有无数的接触点。而我们的研究主题就是如何选择最重要的点,这将有助于我们分析在发生碰撞时发出的声音。

    在这个过程中很难分析碰撞中所有的点,很难计算。在谈到刚体碰撞时,詹姆斯(Doug James)说,实际上没有那个物体是我们想象中的刚体。在绝大部分情况下,他们之前的碰撞至少会产生震动。格詹姆斯和他的的团队一直在努力研究在这些振动的基础上发出来的声音。

    在一台计算机的声音进行分析的传统方法是考虑到碰撞对象所受到的所有的力,然后重新创建一个假想的模型,就像它是真实的。詹姆斯还开发了一个计算机算法来分析燃烧的物体所产生的声音。与碰撞过程不同,火灾的声音是由于快速燃烧过程产生的。康奈尔大学的科学家已经成功地模拟了燃烧,但是到现在为止,把微小的细节结合起来,产生的火灾现场的低频声音仍然是一个艰巨的任务。目前的研究依赖于虚拟的模型和真火的声音数据为基础,以 找到模拟的算法。

   詹姆斯和他的团队已经分析的一些火场声音效果,喷火龙雕像(上图)一个燃烧棒,火炬在空气中摆动,研究根据实际的声音分析,结合计算机算法,模拟出一个火的声音,不久的将来一段时间得到实际应用。

标签:火灾消防
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