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pte20190807022 Forschung/Technologie, Computer/Telekommunikation

Algorithmus revolutioniert VR-Sound-Erlebnis

Neuer Ansatz der Stanford University ist schneller, günstiger und liefert realistischeres Ergebnis


VR-Brille im Einsatz: realistischerer 3D-Raumklang (Foto: pixabay.com, Pexels)
VR-Brille im Einsatz: realistischerer 3D-Raumklang (Foto: pixabay.com, Pexels)

Stanford (pte022/07.08.2019/12:30) - Forscher der Stanford University http://stanford.edu haben einen technischen Ansatz vorgestellt, der das Sound-Erlebnis in virtuellen Realitäten (VR) revolutioniert. Möglich wird das durch einen Algorthmus, der die in VR-Umgebungen notwendigen dreidimensionalen Raumklänge in nur wenigen Sekunden berechnet. Das innovative Verfahren ist aber nicht nur um ein Hundert- bis Tausendfaches schneller als bisher verfügbare Methoden, sondern auch weitaus günstiger und liefert überdies qualitativ bessere Ergebnisse, versprechen deren Erfinder.

"VR ist unvorhersehbar"

"Wenn wir uns Filme ansehen oder Videospiele spielen, können die richtigen Sound-Effekte maßgeblich dazu beitragen, ein realistischeres Erlebnis zu erschaffen", erklärt Doug James, Professor für Computerwissenschaften an der Stanford University. Ist auf der Kinoleinwand etwa ein Pokerspieler zu sehen, der einen Silber-Dollar über den Kartentisch rollen lässt, scheint es, als würde sein Klang von einem Ohr zum anderen wandern. Dieser akustische Trick wird von Filmproduzenten erreicht, indem mehrere vorab aufgezeichnete Sounds miteinander verbunden werden.

"Das Kreieren solcher Sound-Erlebnisse in virtuellen Realitäten ist praktisch unmöglich, weil VR unvorhersehbar ist. Es ist schwer zu sagen, welchen Sound ein Objekt erzeugt und wo dieser Sound gehört wird", schildert der Experte. Um eine halbwegs realistische 3D-Sound-Kulisse in VR-Welten zu erschaffen, konnte man bislang nur versuchen, mit einer Vielzahl von Klangmodellen zu arbeiten, die vorab aufgezeichnet werden müssen. "Für die hierfür nötigen Berechnungen braucht ein ganzer Cluster von Computern mehrere Stunden. Unsere Methode schafft das in Sekunden", so James.

Neuer theoretischer Ansatz

Der neue Ansatz aus Stanford hat einen ganz anderen theoretischen Ausgangspunkt als bislang verfügbare Verfahren der 3D-Raumklangerzeugung, die sich auf den deutschen Physiker Hermann von Helmholtz berufen. Dieser hatte schon im 19. Jahrhundert eine wichtige Gleichung aufgestellt, mit der sich die Ausbreitung von Schall im Raum beschreiben lässt.

Statt Helmholtz kommt bei James der österreichische Komponist Heinrich Klein zum Zug, der den sogenannten "Mutterakkord" entdeckte - einen Akkord, der aus zwölf verschiedenen Tönen und Intervallen besteht. Nach demselben Prinzip arbeitet auch der neue Algorithmus: Mehrere Klangmodelle werden zu einem einzigen Sound verschmolzen, der sich zeitbasiert wiederum in individuelle Klänge zerlegen lässt und so eine schnelle Berechnung von akustischen Raum-Sounds ermöglicht.



(Ende)
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