《云上新势力 CLOUD IMAGINE》——Part 2 演讲/文章合集——文章6:《声声声声临其境,一起坠入超音感空间》(1) https://developer.aliyun.com/article/1228947?groupCode=videocloudtech
2. 一个「球面」的声场?
沉浸式音频主要技术有三大类:基于声道Channel Based Audio(CBA)、基于对象Object Based Audio(OBA)、基于场景Scene Based Audio(SBA)。
• 基于声道技术(CBA):在传统5.1环绕声的基础上,增加了4个顶部声道,通过增加声道的方式来补充空间中的声音信息,但只能呈现部分方向来的声音信息。
• 基于对象的技术(OBA):是目前主流技术,并在电影领域已广泛应用,如Dolby Atmos全景声。该技术会产生大量的数据和运算,除了声道的音频外,还有关于声源的元数据Metadata,即:声源(位置/大小/速度/形状等属性)、声源所在的环境(混响Reverb/回声Reflection/衰减Attenuate/几何形态等),该技术在VR领域只适合主机VR上的大型游戏,对于普通移动端的硬件设备来讲,算力及带宽承载具有较大压力。
• 基于场景的技术(SBA):用来描述场景的声场,其核心的底层算法是Ambisonics技术,可被映射到任意扬声器布局中。Ambisonics技术的特点是:声源贴在提前渲染好的全景球上,即所有声源将被压缩在了这个球上。
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本文的音频体验展示便采用了Ambisonics的录制格式(文末体验DEMO)。
Ambisonics作为全景声的一种录取格式,在上世纪70年代就已经问世,但一直没有获得商业上的成功。
随着近几年VR,AR等相关领域的兴起,Ambisonics开始逐渐被讨论。与其它多声道环绕声格式不同,Ambisonics传输通道不带扬声器信号,允许音频工作者根据声源方向而不是扬声器的位置来思考设计,并且为听众提供了用于播放扬声器的布局和数量,因此,大大增加了灵活性。
Ambisonics音频格式可以解码任何扬声器阵列,并且可以完整地、不间断地还原音源而不受任何特定编解码播放系统的限制。
下图是一个一阶的Ambisonics结构,4个MIC垂直部署在一个四面体上,播放效果与Dolby Atmos类似,但和Dolby Atmos不同的地方是:Dolby Atmos只解决了半球的声场。
而Ambisonics除了水平环绕声音,还可以支持拾音位置或者听众上下的声源,即整个球面的声场。
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3. 实现声声入耳的引擎:AliBiAudio
「全景声不仅仅是增加几个声道那么简单,而是把整个声音系统架构都颠覆了,从之前基于声道来混音的技术上升为基于对象的音频处理技术,使人在环境中的听觉感受与现场实际声音一致。」
将全景声音频重建成用户可测听的形式有两种途径,一种是多扬声器重建,即电影院或家庭影院中的音响系统,其本质是将全景声音频转换到5.1.4或7.1.4格式;另一种是耳机重建,即将全景声音频通过双耳渲染技术转换为双声道音频,并保留其全部空间信息。
相对于多扬声器重建,耳机重建成本低、易部署、效果好。
不言而喻,耳机重建全景声音频,需要一个双耳渲染的过程,以此来通过两个立体声通道创建空间和维度的听觉感知效果。
AliBiAudio就是一个阿里自研的双耳实时渲染引擎,结合头部跟踪坐标,可以达到人转动,声源位置不动的效果。当前双耳渲染引擎,具有支持全平台、多场景、易部署等特性。该引擎既可以部署在移动端,也可以部署在云端,并支持三大场景的渲染。
• 单声道输入:用于虚拟会议场景,可将不同位置的人,渲染在不同的角度发声,通常部署在服务端。
• 5.1/7.1输入:用于影视剧渲染,得到更逼真的环绕声,类似优酷中的“帧享”音效。既可以部署在端上(如:Apple Music空间音频),也可以部署在服务器上(如:作为媒体处理,将多声道数据下混成2路数据)。
• Ambisonics输入:对Ambisonics格式进行渲染,用于VR直播,VR点播,当前部署在Aliplay中。
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