CjClub - Environmental Audio Extensions(EAX) - що це таке
Environmental Audio (дослівно навколишній звук)- це новий стандарт звуку, розроблений фірмою Creative Labs, що створює ефекти навколишнього середовища реального світу на комп'ютері. Environmental Audio сьогодні вже багато більше простого surround -звуку і 3D моделювання. Це і справжнє моделювання навколишнього середовища за допомогою потужних ефектів з урахуванням розмірів кімнати, її звукових особливостей, реверберації, відлуння та багатьох інших ефектів, що створюють відчуття реального аудіо світу.
Як працює Environmental Audio
Ефекти навколишнього середовища моделюються за допомогою технології E-mu Environmental Modeling, яку підтримує аудіопроцесор EMU10K1, встановлений на серії звукових карт SBLive! Технологія Environmental Audio розроблена з урахуванням роботи на навушниках, двох або чотирьох колонках. Чіп EMU10K1 розкладає будь-який звуковий потік на велику кількість каналів, де накладає ефекти в реальному часі. За рахунок цього створюються нові звуки, такі, як вони повинні бути в природі. На стадії обробки звуку крім його покладання в просторі повинні бути враховані, як мінімум, два фактори: розмір приміщення та реверберація, тому що людське вухо чує не просто оригінальний звук, а звук з урахуванням дистанції, розташування та гучності. Стандарт Environmental Audio обробляє всі ці умови для отримання реального високоякісного звуку.
Environmental Audio використовує координати X, Y, Z, а також реверберацію та відображення звуку. Ці координати використовуються при базовій підготовці каналів аудіо джерела та ефектів "забарвлення" звукової сцени. Основна потужність аудіопроцесора витрачається на обробку кожного звукового джерела по всіх каналах і додавання ефектів у реальному часі. Як мовилося раніше, для створення відчуття реального звуку потрібно враховуватияк мінімум 3 фактори: відстань до джерела звуку, розмір звукового приміщення та реверберацію.
Environmental Audio Extensions (EAX)
Це API розроблений фірмою Creative Labs для досягнення реальних звукових ефектів у комп'ютерних іграх. EAX-це розширення API DirectSound3D від фірми Microsoft На 18 Жовтня 1999 єдиною звуковою картою, що підтримує цей стандарт є Sound Blaster Live! (У різних модифікаціях). На сьогодні Creative випустила три версії цього стандарту.
DirectSound3D керує розташуванням у 3D просторі гри джерел звуку та слухача. Наприклад, гра може використовувати DirectSound3D для створення роздільних джерел звуку для кожної істоти у грі, отримуючи таким чином звуки пострілів та голоси в різних місцях 3D-світу. Ці звуки, як і слухач, можуть переміщатися у просторі. Розробники ігор можуть використовувати такі звукові можливості, як палітра напрямків (звук в одному напрямку може йти голосніше, ніж в іншому), ефект Допплера (звук може наростати, досягнувши слухача, і потім спадати, ніби віддаляючись у простір).
EAX покращує DirectSound3D створенням віртуального навколишнього аудіо світу навколо джерел звуку та слухача. Ця технологія емулює реверберації та відображення, що йдуть з усіх боків від слухача. Ці ефекти створюють враження, що навколо слухача існує реальний світ зі своїми параметрами, як то: розмір приміщення, що відображають та поглинають властивості стін та інші. Програмісти ігор можуть створювати різні акустичні ефекти для різних приміщень. Таким чином, гравець, який грає в EAX гру може чути різницю в звуку під час переходу з коридору в печеру.
На додаток до створення навколишніх ефектів, EAX 1.0 може змінювати параметрирізних джерел звуку. При зміні розташування джерела звуку щодо слухача автоматично змінюються параметри реверберації.
Що стосується програмування, то тут EAX надає такі можливості.
- Вибір серед великої кількості "пресетів" для моделювання ефектів довкілля. - Можливість змінювати параметри пресетів довкілля кожного джерела окремо. - Автоматична зміна критичних параметрів, що застосовуються до позиції. Коли джерело звуку рухається до слухача, EAX автоматично змінює параметри відображення звуку і реверберації для створення більш реальних звукових ефектів при русі джерела звуку через 3D звуковий світ.
Occlusions та Obstructions
Ефект occlusions створює враження, що джерело звуку знаходиться в іншій кімнаті, в іншому місці, за стіною. Ця властивість дозволяє змінювати параметри передачі звукової характеристики для отримання ефекту різних стін і їх товщину. Наприклад, програма може використовувати цю властивість для створення звуку, що йде з-за дверей, або з-за стіни.
Ефект obstructions дозволяє емулювати звукові перешкоди, створюючи відчуття, що джерело звуку знаходиться у тій самій кімнаті, але за перешкодою. Наприклад, можна зробити так, що звук йтиме через великий камінь, що знаходиться в тій же печері, що і слухач.
Геометричне моделювання та EAX
Геометрична модель сцени використовується як у графічних цілях, так і для створення 3D звуку. Для створення геометричної моделі комп'ютер повинен мати дані про фізичні властивості світу: які об'єкти де розташовані, які звуконепроникні, які звукопоглинаючі тощо. Після того, як цю інформацію отримано, проводиться розрахунокдеякої кількості чутних віддзеркалень та поглинань звуку від цих об'єктів для кожного джерела звуку. Це призводить до загасань звуку, через перешкоди, звуконепроникні стіни і так далі. Розрахунки відбиття методом "дзеркала" широко використовуються для створення акустики будівель. Цей метод має на увазі, що звук відбивається прямо (як від дзеркала) без заломлень і поглинань. Насправді, замість того, щоб у реальному часі розраховувати всі відображення та особливості середовища (що насправді процес трудомісткий) використовуються заздалегідь розраховані спрощені моделі геометричних аудіо середовищ, які відрізняються від графічних уявлень про середовище. Тобто в грі використовуються одночасно окреме середовище для візуальних ефектів і простіше для звукових ефектів. Це створює проблеми, як, наприклад, якщо ви захотіли пересунути частину стіни в кімнаті, то вам довелося б створювати нове середовище для звуку. В даний час над геометричним моделюванням звуку ведуться роботи в багатьох звукових лабораторіях.
EAX для розробників
EAX не вимагає, щоб джерела звуку прив'язувалися до графічного уявлення про довкілля. Але при бажанні розробник, який хоче створити звукові ефекти "підвищеної реальності", які максимально близькі до графічного уявлення про сцену, може використовувати додаткове управління ранніми відбиттями, заломленнями та поглинаннями. При створенні своїх ефектів EAX використовує статичні моделі середовища, а чи не її геометричні параметри. Ці моделі автоматично розраховують реверберації та відображення щодо слухача з урахуванням розмірів приміщення, напряму звуку та інших параметрів, які програміст може додавати для кожного джерела звуку. Тому EAX набагато простіше інших стандартів, оскількивін вимагає опису геометричної середовища сцени, а використовує підготовлені заздалегідь моделі. Гра може змінювати звукові моделі під час переходу від одного місця до іншого для створення реальних ефектів. Я хочу розглянути це детальніше. Припустимо, у вас є сцена у грі у вигляді кам'яної печери. Існують два способи отримати високореалістичні ефекти. Перший - розрахувати геометричну модель і використовувати її як аудіо маску для сцени, причому нові технології дозволятимуть робити це в реальному часі. Другий спосіб - взяти готовий пресет і, при необхідності, змінити його для отримання якісніших ефектів. Зрозуміло, перший спосіб дасть більший реалізм, ніж другий, а й витратить ресурсів у кілька разів більше. А якщо враховувати ліньки програмістів, то в цьому випадку EAX найбільш сприятливий варіант.
Відмінності між EAX 1.0, 2.0 та 3.0
- Підтримує зміну місця у грі реверберації та відображення. - має велику кількість пресетів. - Дозволяє (обмежено) змінювати реверберацію оточення. - Дозволяє автоматично змінювати інтенсивність реверберації залежно від положення джерела звуку щодо слухача.
EAX 1.0 будує звукову сцену на основі заздалегідь створених пресетів, враховуючи дистанцію між джерелами звуку та слухачем. Відповідно, EAX 1.0 надає великий набір пресетів "на кожен випадок життя". Також є можливість змінювати параметри пізньої реверберації (демпінг, рівень) та автоматичну зміну рівня залежно від відстані. Завдяки цьому відбувається покращене сприйняття відстані до джерела.
- Оновлено ревербераційну модель. - Додані ефекти звукових перешкод (Obstructions) та поглинань (Occlusions). - Окреме управління початковими відображеннями та пізнімиревербераціями. Тривалий контроль за розмірами приміщень. Покращена дистанційна модель для автоматичного керування ревербераціями та початковими відображеннями, що базуються на місцезнаходження джерела звуку щодо слухача. - Можливість враховувати звукові властивості повітря (поглинання звуку). - Тепер для використання ефектів Environmental Audio не потрібний опис геометрії приміщення.
EAX 2.0 побудований на можливостях першої версії та створює ще більш реалістичні ефекти за рахунок підтримки перегородження та відображення звуку, а також на покращеній технології визначення напрямку звуку.
- Контроль за ранніми ревербераціями та відображеннями для кожного джерела звуку. - Динамічний перехід між навколишніми моделями. - Покращена дистанційна модель для автоматичного керування реверберацією та початковими відображеннями залежно від положення джерел звуку щодо слухача. - Розрахунки Ray-Tracing (віддзеркалення променів) для отримання параметрів відображення для кожного джерела звуку. - Окремі відображення для далеких відлунь. - Поліпшене дистанційне уявлення, покликане замінити статичні ревербераційні моделі.
EAX 3.0 поєднує другу версію з потужнішими можливостями. Новий рівень реалізму досягається за рахунок підтримки місцевих відображень, ізольованих відображень, тривалих переходів між звуковими сценами та іншими особливостями.
По всьому сказаному вище можна судити про те, що на сьогодні EAX є дуже перспективним і конкурентоспроможним стандартом. Будь-який програміст, який не обізнаний в особливостях 3D звуку зможе створювати реальні ефекти для своїх ігор за допомогою пресетів. Що стосується якості 3D звуку, то воно поза конкуренцією.