3D-алгоритмы: DS3D, EAX, A3D
В программном интерфейсе
DirectSound3D (DS3D) фирмы Microsoft определен стандартный
способ для позиционирования звука из WAV-файлов в
трехмерном пространстве. Набор команд DS3D
позволяет одновременно манипулировать 32
WAV-файлами, но для преобразования этих команд в
пространственное звуковое поле необходим
рендеринг 3D-звука. Одним из первых поставщиков,
предложивших свои средства рендеринга, стала
фирма QSound Labs. Ее технология QMSS предназначена для
многоканальных акустических систем, а Q3D 2.0 - для
стереодинамиков и головных телефонов. Оба
решения масштабируемы и могут быть реализованы с
использованием аппаратной акселерации или без
нее.
Алгоритм A3D 2.0, полученный в
результате сложнейших исследований NASA,
по-видимому, самый совершенный. В его набор
команд входит уникальная функция Wavetracer, работа
которой напоминает трассировку лучей в
программах 3D-графики. С помощью функции Wavetracer
строится физическая модель акустической среды,
учитывающая отражающие свойства каждой
поверхности, местоположение каждого источника
звука и слушателя. Эти данные используются для
расчета траекторий распространения звуковых
волн и их движения к ушам слушателя.
Неудивительно, что для
реализации A3D 2.0 необходим мощный процессор
звукового рендеринга Vortex 2 фирмы Aureal. Однако
программа автоматически переходит в
оптимизированный чисто программный режим A2D (в
нем реализованы функции A3D 1.x) на машинах,
лишенных аппаратного акселератора (при этом
приходится отказаться от учета допплеровского
эффекта, отражения и огибания препятствий).
Технология EAX компании Creative Labs
не так совершенна, как A3D, но ее недостатки
компенсируются огромным набором дополнительных
функций, позволяющих улучшить качество звука.
Кроме возможности размещения 64 звуковых
источников в трехмерном пространстве в ней
реализовано множество настраиваемых эффектов
(отражение, хорус, смещение тональности и т. д.),
выбираемых пользователем на автоматически
скрываемой инструментальной линейке. Также
имеются десятки заранее сформированных моделей
акустических сред, настроенных на прослушивание
через два динамика, многоканальную систему и
головные телефоны. Для использования
дополнительных функций EAX необходим аппаратный
акселератор, такой, как микросхема сигнального
процессора EMU10K1 фирмы E-Mu Systems, но EAX-совместимые
программы могут генерировать стандартный
позиционируемый звук на любых совместимых с DS3D
средствах рендеринга.
Microsoft DirectSound3D
DS3D API - набор функций, с помощью
которых программист сможет дополнить любые
звуковые сигналы 3D-эффектами.
Достоинства: обработка может
вестись чисто программным способом, поэтому не
требуется дополнительное оборудование.
Оценка: прослушанные системы
произвели посредственное впечатление;
наблюдалось некоторое перемещение звуковых
полей вперед-назад, но вертикальное положение
звука не изменялось.
Aureal A3D: лучший алгоритм
С помощью алгоритма EAX компании
Creative удалось получить чуть более реалистичные
эффекты: звуковое поле перемещалось вперед и
назад немного лучше. Смещения вверх-вниз были
неопределенными, хотя в сочетании с 3D-анимацией
иногда удавалось получить ощущение
вертикального движения.
С двумя динамиками лучше
других работала технология A3D 2.0, обеспечившая
приемлемые перемещения звуковых полей
вправо-влево, вперед-назад и даже вверх-вниз. Звук
был насыщенным, трехмерное звуковое поле
обширным, а в сочетании с соответствующими
графическими эффектами создавалась устойчивая
иллюзия присутствия.
Ни одна технология не
позволила убедить слушателя, что звук доносится
сзади. Но, как только подключили вторую пару
динамиков Microworks и перешли на многоканальные
версии алгоритмов, все изменилось. Иллюзия
перемещения источников звука по вертикали и
горизонтали осталась такой же, как на системах с
двумя динамиками. Однако движения вперед-назад
воспринимались совсем иначе; во всех трех
случаях звуковое поле расширялось, заполнив
пространство за нашими спинами. Впервые нам
удалось насладиться настоящим позиционируемым
по всей окружности звуком.
Aureal A3D 2.0
В данном API, пользующемся
сегодня наибольшим успехом среди разработчиков
игр, пространственное позиционируемое звучание
создается с помощью двух динамиков. Для работы
системы необходима микросхема цифрового
сигнального процессора Vortex 2.
Достоинства: A3D хорошо
приспособлена для ПК с двумя динамиками.
Наилучшие результаты получаются с микросхемой
Vortex 2, однако система достаточно интеллектуальна,
чтобы автоматически перейти в оптимизированный
программный режим A2D на машинах без аппаратуры
ускорения.
Оценка: лучший среди
существующих алгоритмов. A3D 2.0 создает ощущение,
что звуковые поля перемещаются влево-вправо,
вперед-назад и даже вверх-вниз. В сочетании с
соответствующими графическими эффектами
создается убедительная иллюзия реальности.
Creative Labs EAX 2.0
Специалисты из Creative надеются,
что данный API продлит славную историю Sound Blaster и
станет новым аудиостандартом для PC. Алгоритм
аппаратно-зависим, для его работы необходима
микросхема EMU10K1 фирмы E-Mu.
Достоинства: технология EAX
совместима с интерфесами DirectSound3D и A3D; кроме того,
разработчики могут создать специальные эффекты,
невозможные в других API.
Оценка: EAX дает несколько более
реалистичные 3D-эффекты с локализацией источника
звука, чем DS3D; чуть более яркое ощущение
получается при перемещении звукового поля
вперед-назад. Сдвиги вверх-вниз были
неопределенными, хотя иногда при использовании
звуковых эффектов в сочетании с 3D-анимацией
удавалось получить яркое ощущение вертикального
движения.
По материалам PC Magazine (Ziff-Davis Network).
