A3D EAX HF Rolloff

　　A3D API 通过模块化高频率的衰减开扩展DirectSound3D的距离 - 与真实世界的相同，高频部分会依据相应的法则被大气吸收 - 每米大概0.05dB（选择的频率:默认为5000 Hz)。但在迷雾的天气，空因为气会更加厚，高频的衰减就会更加快。EAX3 允许处理低阶的模块化空气效果：这里分配了两个参考频率 - 低频和高频，它们的效果要依据环境的参数。

　　MacroFX

　　大部分HRTF的测量都是在远声场里执行的，这样能够简化计算，但如果音源是在1米之内（在附近的区域），HRTF将不能够充分地工作。这时候就出现了MacroFX，MacroFX 技术是用于重现接近区域发出的声音。MacroFX 算法适用于在接近区域的声音，而声音被定位为与听众似乎非常近，好象声音是从扬声器向听众传去，甚至穿透 他/她的耳朵。效果基于在听众周围所有空间声波传输的精确模块化，数据的传输使用了高效率的算法。

　　该算法整合到了Sensaura引擎，并且在DirectSound3D 操控之下，i.e. 它对应用程序的开发者是透明的，能够利用它开发出大量新的特效。

　　例如，在飞行模拟程序中，作为飞行员的听众能够听到空中交通控制员的对话，就像他戴了耳机一样。

　　多普勒，大型音源效果（ZOOM FX)，多听众(Doppler, Volumetric Sound Sources (ZOOM FX), Multiple Listeners)

　　多普勒效应（Doppler effect）：传输系统中因源与观察点间的有效传播距离，会随时间的改变，而引起观察到的波频率有所改变的现象。赛车或者飞行游戏将能够从Doppler effect 获益良多，而在射击中，它能够用在喧闹，激光或者等离子射击时候的声音效果，i.e.任何移动非常快的目标。

　　大型音源效果

　　大型音源（volumetric sources）效果让设计师们可以创造出大型的发声源，你可以这么想：一个人在跑步、或是一把小型武器开火的声音都算是非常小的声源；但如果是一群正在欢呼的人，一台巨大的发电机，或是一条往来频繁的高速道路，他们所发出的声音都是属与大范围的区域。更大和合成的音源与最佳音源相比能够获得更加逼真的效果。

　　最佳音源能够很好地应用到宽大但是却在远方的物体，例如，移动的汽车。在现实生活中，当汽车接近的时候，听众的位置将不会再是最佳的音源位置。然而，DS3D模式的算法会认为它是最佳的音源，图画就没有那么逼真（i.e.它看起来像是1辆小的火车在接近而非是巨大的火车）。

　　Aureal 首个在它的A3D API 3.0里应用到了大型音源；接着是Sensaura 在它的ZoomFX加入了对大型音源的支持。ZoomFX技术把几个音源定义为一块很大的对象（假设火车合成的音源能够由车轮，引擎，耦合的车厢等组成）。


图8：多听众

　　多听众(Multiple Listeners)是供游戏控制台(PlayStation 2,Xbox,GameCube)支持两个或更多玩家使用的新技术。例如在TV控制器的PS2游戏"GT赛车3"(Polyphony Digital Inc.)能够支持多个玩家，两个玩家都是在不同的电脑和游戏中的不同区域；因此，他们必须仅听到围绕在附近的声音。无疑，他们能够听到互相发出的声音，但这项技术简化了实现过程。不幸的是，目前还没有任何的硬件API支持多听众。这项技术也仅是使用在商业的声音API - FMOD中。等一下我们会说明它的细节。

　　3D 音响技术:声波追踪 VS 缠绕(wavetracing vs reverb)


图9：多种音效技术

　　在1997-1998年，每个芯片制造商都加大力度开发它们认为有前途的音频技术。Aureal，当时业界的领先者，将赌注放在极限真实的游戏上，它采用的技术为"声波追踪"(Wavetracing)。Creative 则认为使用缠绕的预前运算会更有更好的效果，于是它便开发了EAX。Creative 在1997年收购了Ensoniq / EMU:专门研究开发和制造音效芯片的公司 - 这也是为什么它在当时拥有缠绕技术的原因。Sensaura 出现在市场的时候，它使用了EAX作为基础，命名为EnvironmentFX版本的技术实际上就是:MultiDrive, ZoomFX 和MacroFX。NVIDIA是最迟进入该领域的厂家 - 它为3D 声音的定位实现了唯一的真实的Dolby Digital 5.1解码。

　　声波追踪 (Wavetracing)


图10：声音路径/声波追踪

　　为了把音效完全融合到游戏里面，必须要计算出声环境和它与音源的交互作用。随着声音的传播，声波与环境具有干涉的作用。声波能够以几种不同的途径传输到听众的耳朵:

　　直接通道(direct path)

　　1st 次序反射（1st order reflection）

　　2nd 次序或者晚期反射(2nd order or late reflection)

　　封闭（occlusion)

　　Aureal 的声波追踪算法通过分析3D空间的几何描述，然后决定声波在实时模式传输的方法，接着它们会被反射，抑或通过3D环境的无源物体。

　　几何引擎在A3D的接口程序来说是非常独特的机制，它能够模块化声音的反射和穿越障碍物。它从几何的水平上来处理数据:线，三角形和四边形（声频几何）。

　　声频多边形有它自己的位置，大小，形状和制造材料的属性。它的形状位置与音源紧密相关，听众能够感觉到每个独立的声音是被反射、穿越或者围绕着多边形。材料的属性则能够决定传输的声音声是被整个吸收或者被反射了。

　　图象几何结构的数据库能够通过转换器，在游戏水平被装载的时候把所有的图形多边转换为声频多边形。 全局反射或者封闭的值可以通过设置参数进行修改。另外，它还可以在高级模式处理多边型转换算法，和以独立的卡文件形式把音频几何数据库给储存起来，然后在游戏装载的时候进行文件的交换。 最后，声音就能够获得更加正式的效果：混合的3D声音，经过声学设计的房间和环境，声音信号能够在听众的耳朵里精确再现。Aureal实现的环境模式并不是太理想，即使是Creative 最新版本的EAX也是如此。

　　无论如何“声波追踪”技术所分配的用于计算反射的硬件流是非常有限的。这就是为什么说获得真实的声音效果还有很长的路要走。例如，目前它对迟反射的处理能力不足，就更不要说图形化声音的处理了。另外，声波追踪技术不够敏捷；并且实现的时候需要巨大的资源开支。这也是为什么你不能够对EAX技术的纹理渲染置之不理了。3D图形目前还没有使用到基于光线追踪方法来实现实时的渲染。

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