[发明专利]向用户提供交互式音乐创作的方法

说明书

本发明提供以下项目：一种向用户提供交互式音乐创作的方法。一种提供需要蒙眼玩的计算机游戏的方法。本发明基于人类双耳听觉的能力以及在虚拟空间中从对象向用户的头戴式耳机提供3D声音的可能性。用户浸入声音对象所表示的虚拟空间。使用所述用户在虚拟空间中的位置和定向以及每个声音对象在虚拟空间中的位置，可以计算并向用户的左耳和右耳提供用户将感知到的3D声音。借助此3D声音，用户可以在所述虚拟空间内定位声音源位置，甚至可以在蒙眼的情况下与所述声音对象进行交互。在虚拟空间中提供多个未预混合的音轨作为声音源为所述音乐创作的用户交互式收听创造了可能性。

技术领域

3D声音是被正确计算的进入立体声头戴式耳机的三维声音，并且允许用户在虚拟空间中定位声音源，从而直观地限定声音源的位置。

双耳听觉具有在现代应用(例如，计算机游戏、录制和收听音乐)中并未完全使用的特殊可能性。

即使一些游戏部分地支持3D声音，但这产生最小的效果，因为通常所有计算机和游戏机都被固定地放置并且固定地放置扬声器或杜比环绕系统，并且任何方面都不取决于用户相对于声音源的转动。立体声头戴式耳机也没有适当的效果，因为声音不会因头部旋转而改变。3D声音的关键在于使用头部定向数据。如果这样做，则知道用户的头部在空间中的定向并正确地使用本信息，就可以在虚拟空间中从定位的声音源为用户的两只耳朵中的每只耳朵再现声音。

距声音源的距离取决于用户头部朝向声音源的位置和定向。例如，声音源离耳朵越近，声音越大。声音源与不同耳朵的距离差越大，声波波前到达较远耳朵的时间延迟就越大。除了由于与声音源的距离不同而导致的声级差异之外，对于应由不同耳朵的必要声级的正确确定所使用的头部“遮蔽”的声音，音量会大大降低。在此情况下，遮蔽取决于声频、头部和耳朵形式以不同方式进行。

例如，时间延迟分量是双耳听觉的重要组成部分。但是一些声音引擎(DirectSound、Open GL库等)不能正确地支持它。即使在一些声音引擎和库中部分地实施了双耳声音的一些功能，单如果没有用户头部的定向数据，也无法使用，因为立体声扬声器或甚至环绕系统都无法在所有方向上精确定位声音源。

两个听觉接收器(外耳)的空间多样性以及使用衍射效应的头部和身体的屏蔽效果会导致传输到右耳和左耳的信号之间存在显著差异；它可以将声音源定位在受三个物理因素限制的空间中：

a)时间(耳间时间差-ITD)-由相同声音相位到达左耳和右耳的时间差引起；

b)强度(耳间强度差-IID)-由于声波在头部周围的衍射以及从与声音源相对的一侧形成“声影”，由声波的不同强度值引起-头部相关传输函数(HRTF)。

c)频谱-由于头部和外耳对复杂声音的低频和高频分量的不同屏蔽效果，由左耳和右耳接收的声音频谱的差异引起。

背景技术

声音可以由多种源表示：语音、音乐、言语、歌曲、动物、昆虫、自然现象等。声音具有多种属性：音高(频率)、音量、方向性、传播速度、衰减。真实的声波并非平面，而是球形。球面波的强度与平方距离成反比减小。通过计算用户耳朵的音量值，有必要说明，通过无限接近，声音将达到最大。本最大值应被限制为安全阈值以防止伤害用户的听觉。如果例如游戏中的声音源是爆炸，它不会随远处的音量增加而因二次衰减增大阈值。但是，如果虚拟空间中的爆炸位于用户的耳朵附近，则当它超过阈值时，有必要发送的不是标称计算值，而是阈值一。本逻辑可以并且应当设置在应用的声音引擎中，以确保用户听觉和健康的安全。