游戲中音效設(shè)計(jì)課件

1、游戲中音效設(shè)計(jì)游戲中音效設(shè)計(jì)主要內(nèi)容聲音播放調(diào)節(jié)聲音三維立體聲音效主要內(nèi)容聲音播放什么是聲音聲音：50Hz-22,000Hz之間的壓力波本質(zhì)上而言是正弦波，具有波幅和頻率等屬性聲音的低頻部分不僅僅被耳朵，也可被身體所感知人感知到聲音從某一地方發(fā)出不能精確地定位出音源捕捉聲音通過(guò)聲卡上的ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）來(lái)完成 什么是聲音聲音：50Hz-22,000Hz之間的壓力波游戲中音效設(shè)計(jì)什么是聲音？聲音表現(xiàn)為波形, 可以記錄、保存以及精確播放聲音(Sound)不等同于音樂(lè)(Music)PCM(脈沖編碼調(diào)制)播放所有交互、電影、游戲中所需要的.聲音可以被合成出任意效果什么是聲音？聲音表現(xiàn)為波形, 可

2、以記錄、保存以及精確播放什么是聲音？每次采集的數(shù)據(jù)稱(chēng)為采樣（Sample)每秒鐘采樣次數(shù)稱(chēng)為采樣頻率（Sample Frequency）通常的采樣率：11025Hz, 22050Hz和44100Hz (44.1k HZ， CD音質(zhì))采樣品質(zhì)：類(lèi)似于圖像像素的位深.通常為8bit和16bit。什么是聲音？每次采集的數(shù)據(jù)稱(chēng)為采樣（Sample)游戲中音效設(shè)計(jì)聲音的編碼存儲(chǔ)每秒鐘CD品質(zhì)的聲音信號(hào)占據(jù)的空間是176KB，3分鐘長(zhǎng)度的歌曲容量是31MB 音頻的壓縮和解壓縮：利用時(shí)空連貫性、查找表等技術(shù)。有損壓縮：MPEG Layer 3 （MP3)：把部分并不需要的信息過(guò)濾掉，例如一些人耳聽(tīng)不到的高頻

3、率信號(hào)，或者一些無(wú)用的環(huán)境噪音。無(wú)損壓縮：RLE，運(yùn)長(zhǎng)編碼聲音的編碼存儲(chǔ)每秒鐘CD品質(zhì)的聲音信號(hào)占據(jù)的空間是176KB什么是聲音？聲音是一個(gè)時(shí)間域上的函數(shù)： x( t ) (從物理屬性上看, 是一個(gè)時(shí)間箭頭)頻率域：X( f ) (從數(shù)學(xué)和人的感知上看)聲音的產(chǎn)生：是什么造成了聲音？感知：我們自己的感受！什么是聲音？聲音是一個(gè)時(shí)間域上的函數(shù)： x( t ) 什么是聲音？時(shí)間域：與聲音的生成最相關(guān)頻率域：與人的感知最相關(guān)什么是聲音？時(shí)間域：與聲音的生成最相關(guān)考慮聲音的傳播（Propagation）？對(duì)聲音移動(dòng)的建模方法例如:存在很多遮擋物的室內(nèi)場(chǎng)景室外場(chǎng)景多材質(zhì)界面一般的第一人稱(chēng)視角游戲聲音其實(shí)

4、能給人某種暗示考慮聲音的傳播（Propagation）？對(duì)聲音移動(dòng)的建模方三維聲音考慮下列影響人感知聲源位置的因素，把聲音作三維定位，創(chuàng)造出三維的環(huán)境聲響聲源越遠(yuǎn)，音量越小從左邊發(fā)出的聲音將在左耳中產(chǎn)生較大的音量從左邊發(fā)出的聲音將首先到達(dá)左耳，左右耳朵相差1微秒左右從腦后傳來(lái)的聲音，與從前方傳來(lái)的聲音相比，有一定程度的減弱體檢三維聲音考慮下列影響人感知聲源位置的因素，把聲音作三維定位，聲音在游戲中的重要性可以根據(jù)聲音收集我們周?chē)矬w的信息在游戲中，除了視覺(jué)以外，最重要的信息獲取手段就是聲音甚至比視覺(jué)更為集中、有效通?？梢灾笇?dǎo)視覺(jué)聲音在游戲中的重要性可以根據(jù)聲音收集我們周?chē)矬w的信息目標(biāo)1：營(yíng)造

5、沉浸感空間的暗示使得玩家能判斷自己的方位距離方向感當(dāng)音源和聽(tīng)者移動(dòng)時(shí)的更新連續(xù)性是關(guān)鍵!在實(shí)體的世界中玩家不能聽(tīng)到大墻背后的聲音目標(biāo)1：營(yíng)造沉浸感空間的暗示使得玩家能判斷自己的方位目標(biāo)2: 營(yíng)造一種美學(xué)意境能傳遞不同的心情和意境沉重的、壓迫感的和狹窄的能造成熱的空間感回音能造成開(kāi)闊、冷的空間感其他的環(huán)境相關(guān)的聲音操作Demo:仙劍奇?zhèn)b音樂(lè)目標(biāo)2: 營(yíng)造一種美學(xué)意境能傳遞不同的心情和意境Demo:仙游戲中的音頻編程更好地貼切游戲中聲音的意義聲音做為載體在空間傳播玩家和游戲智能利用聲音做出gameplay決定如果聲音處理不好玩家將忽視聲音的存在對(duì)于有遮擋物的室內(nèi)場(chǎng)景，將給玩家錯(cuò)誤的暗示游戲中的音頻

6、編程更好地貼切游戲中聲音的意義玩家的空間定位空間的合成感玩家的空間定位玩家自身的位置玩家自身的位置玩家所在空間的材質(zhì)大的石頭房子小的金屬房子小的木質(zhì)房子玩家所在空間的材質(zhì)大的石頭房子小的金屬房子小的木質(zhì)房子對(duì)聲音的操作采樣（Sampling）通過(guò)任意方式錄制聲音合成 (Synthesis)模擬合成調(diào)頻合成波表合成對(duì)聲音的操作采樣（Sampling）對(duì)聲音的操作 模擬合成不同頻率波形的簡(jiǎn)單疊加從已有波形中選擇疊加后進(jìn)行濾波調(diào)頻合成通過(guò)改變頻率調(diào)整輸出波形波表錄制下來(lái)的每種樂(lè)器的聲音，以數(shù)字化形式存放，通過(guò)選擇哪件樂(lè)器演奏、音量和音速、混合和平移參數(shù)等來(lái)“奏響”記錄下來(lái)的聲波來(lái)合成出新的聲音。 對(duì)

7、聲音的操作 模擬合成對(duì)聲音的操作 混音：同時(shí)播放多個(gè)聲音（背景音樂(lè)，語(yǔ)音，事件反應(yīng)音等）最簡(jiǎn)單的方法就是將兩個(gè)聲音樣本的數(shù)值依次相加起來(lái)，如圖所示：對(duì)聲音的操作 混音：同時(shí)播放多個(gè)聲音（背景音樂(lè)，語(yǔ)音，事件反對(duì)聲音的操作MIDI - Musical Instrument Digital Interface（樂(lè)器數(shù)字界面）用于控制音樂(lè)合成器合成細(xì)節(jié)由合成器決定MIDI數(shù)據(jù)僅僅是一個(gè)事件的列表，描述了一個(gè)聲音卡或其他播放設(shè)備要產(chǎn)生某種聲音的特定的步驟每一個(gè)描述樂(lè)器演播的動(dòng)作的字都賦給一個(gè)特定的二進(jìn)制代碼 。要奏響一個(gè)音符，你要發(fā)出一個(gè)“音符開(kāi)”（Note On）消息，然后對(duì)該音符賦以一個(gè)“速度”，

8、用以判斷該音符能奏多響。 其他控制包括選擇哪件樂(lè)器演奏、混合和平移聲音以及控制電子樂(lè)器等。對(duì)聲音的操作MIDI - Musical Instrumen常見(jiàn)的聲音引擎BASS是Windows平臺(tái)下的常用聲音引擎。它支持常用的聲音格式（WAV、MP3和WMA等）。BASS支持多種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。它的開(kāi)發(fā)接口是DirectX，支持EAX和3D音效。它提供了C/C+的函數(shù)庫(kù)，而且為Visual Basic、Delphi、MASM和TMT Pascal等語(yǔ)言預(yù)留了接口。由于功能強(qiáng)大，因此被個(gè)人開(kāi)發(fā)者廣泛使用。BASS對(duì)免費(fèi)軟件開(kāi)發(fā)者免費(fèi)，對(duì)于共享和商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)收費(fèi)。BASS的下載網(wǎng)址是：un4seen/mus

9、ic。常見(jiàn)的聲音引擎BASS是Windows平臺(tái)下的常用聲音引擎。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）MikMod是一個(gè)跨平臺(tái)的免費(fèi)軟件。它最早由Jean-Paul Mikkers（MikMak）開(kāi)發(fā)，目前主要由Miod Vallat來(lái)維護(hù)，此外很多熱心的開(kāi)發(fā)者也在為MikMod的發(fā)展做貢獻(xiàn)。MikMod引擎支持幾乎所有的流行音頻格式，而且可以在大多數(shù)常用操作系統(tǒng)上運(yùn)行，包括Windows、MacOS、BeOS、UNIX和Linux。MikMod是一個(gè)免費(fèi)軟件，它的下載網(wǎng)址是：。 常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）MikMod是一個(gè)跨平臺(tái)的免費(fèi)軟件。它最常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）FMOD是一個(gè)“資深”的聲音引

10、擎，支持幾乎所有的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，甚至可以運(yùn)行在PS2、Xbox或GameCube上。它基于標(biāo)準(zhǔn)C+下開(kāi)發(fā)，因此可以在任意C+編譯器下使用，而且還提供了對(duì)EAX等高級(jí)混音效果的支持。FMOD引擎對(duì)免費(fèi)軟件開(kāi)發(fā)者免費(fèi)，對(duì)于共享和商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)收費(fèi)。FMOD的下載網(wǎng)址是：。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）FMOD是一個(gè)“資深”的聲音引擎，支持幾常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）ModPlug是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的引擎，提供普通的聲音的特效處理。ModPlug的編程接口相當(dāng)簡(jiǎn)單，支持幾乎所有流行的聲音格式，而且播放效果較為出色。ModPlug提供了C+, Visual Basic和Delphi的接口，也可以作為Active

11、X控件嵌入程序中。ModPlug是一個(gè)免費(fèi)軟件，它的下載網(wǎng)址是：modplug。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）ModPlug是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的引擎，提供常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）Miles Sound System是一個(gè)快速開(kāi)發(fā)工具，也是目前最好的音頻開(kāi)發(fā)庫(kù)。它最初是由John Miles在1991年夏季發(fā)布的，到目前為止已經(jīng)有超過(guò)3,000個(gè)游戲使用它作為開(kāi)發(fā)引擎。它能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎所有的音效處理要求。Miles Sound System價(jià)格不菲，它的網(wǎng)站地址是：radgametools。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）Miles Sound System是一常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）EAX全名為“環(huán)境音效果擴(kuò)展”（Environ

12、mental Audio Extension），它是創(chuàng)新公司在推出SB Live聲卡時(shí)所推出的API插槽標(biāo)準(zhǔn)，主要是針對(duì)一些特定環(huán)境，如音樂(lè)廳、走廊、房間、洞窟等，生成聲音效果器。如果需要特殊音效，可以通過(guò)DirectX和驅(qū)動(dòng)程序交給聲卡處理，并展現(xiàn)出不同聲音在不同環(huán)境下的反應(yīng)。還可以通過(guò)多件式音箱的方式，達(dá)到立體的聲音效果。當(dāng)前很多游戲都支持EAX規(guī)范。EAX可以集成在DirectSound和OpenAL（一種由創(chuàng)新公司主推的類(lèi)似于OpenGL的跨平臺(tái)開(kāi)放式音頻開(kāi)發(fā)庫(kù)）中使用。EAX的開(kāi)發(fā)資料詳見(jiàn)developer.creative。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）EAX全名為“環(huán)境音效果擴(kuò)展”（Env

13、i常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）杜比編碼（Dolby Encoding）是專(zhuān)業(yè)的音頻開(kāi)發(fā)工具。這種編碼方式可以將5.1聲道的全部采樣壓縮到一個(gè)統(tǒng)一的比特流中。與立體聲的兩個(gè)聲道的信息壓縮到一個(gè)WAV文件中一樣，杜比編碼可以將左、右、中心、左環(huán)繞和右環(huán)繞聲道編碼到一起。杜比數(shù)字技術(shù)的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)是控制聲音播放的動(dòng)態(tài)范圍、保持不同聲音播放時(shí)的聲響度一致性。這兩種功能在系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)是獨(dú)立的。dolby。常見(jiàn)的聲音引擎（續(xù)）杜比編碼（Dolby Encoding）三維聲音基礎(chǔ)知識(shí)人對(duì)聲音所在位置分辨的主要依據(jù)取決于：響度（Loudness）：對(duì)于同樣一個(gè)物體，它離聽(tīng)眾越近，發(fā)出的聲音就越響，反之就越遠(yuǎn)；強(qiáng)度差（In

14、teraural intensity difference）：左方的聲源雖然也會(huì)到達(dá)右耳，但是聲音就會(huì)比左耳聽(tīng)到的略輕一些，由此就可以推斷出聲音來(lái)自左方；時(shí)間差（Interaural time difference）：概念與上面基本相同。左方的聲源會(huì)使聲音到達(dá)左耳的時(shí)間比到達(dá)右耳的時(shí)間早一些（當(dāng)然，這也要取決于兩耳間的距離）；模糊（Muffling）：人耳的結(jié)構(gòu)更加適合辨別來(lái)自前方的聲音。如果音源來(lái)自后方，聽(tīng)起來(lái)就有些模糊的感覺(jué)。三維聲音基礎(chǔ)知識(shí)人對(duì)聲音所在位置分辨的主要依據(jù)取決于：三維聲音的傳播方式計(jì)算環(huán)境和音源的交互作用 聲源發(fā)射出的聲波，有以下幾種不同的途徑被人耳所感知：直接通道（dir

15、ect path）：聲波直接從聲源傳入人耳；一次反射（1st order reflection）：聲波經(jīng)過(guò)某個(gè)界面的反射后被人耳感知；二次或多次反射(2nd order or late reflection)：聲波在進(jìn)入人耳之前，經(jīng)過(guò)多次的界面之間的反射；遮擋（occlusion）：在聲源與人耳之間存在隔音設(shè)備或遮擋物體，其結(jié)果是人耳無(wú)法感知聲源播放的聲音；三維聲音的傳播方式計(jì)算環(huán)境和音源的交互作用 計(jì)算三維聲音的聲波跟蹤法根據(jù)聲波在空間中的傳輸方式，從聲源出發(fā)，發(fā)射聲波并依據(jù)場(chǎng)景的三維幾何屬性進(jìn)行描述，計(jì)算聲波在空間中反射、折射等不同的傳播途徑與衰減程度，最終獲得人耳所感知的各個(gè)方向的聲音。

16、 需要建立一個(gè)類(lèi)似于圖形繪制的幾何引擎。真正的三維幾何聲波傳播計(jì)算耗費(fèi)資源，因此游戲場(chǎng)景中用于聲音計(jì)算的幾何通常非常簡(jiǎn)單。在音效重要性高的游戲中（例如第一人稱(chēng)射擊游戲），三維音效場(chǎng)景幾何則要復(fù)雜一些。 計(jì)算三維聲音的聲波跟蹤法根據(jù)聲波在空間中的傳輸方式，從聲源出計(jì)算三維聲音的聲波跟蹤法（續(xù)）根據(jù)場(chǎng)景幾何（線、三角形和四邊形）的尺寸、類(lèi)型和分布來(lái)計(jì)算它們對(duì)聲音的影響。構(gòu)成聲頻幾何的基本元素是聲頻多邊形，它們的屬性包括位置、大小、形狀和材質(zhì)屬性。它的形狀、位置與音源緊密相關(guān)，聽(tīng)眾能夠感覺(jué)到每個(gè)獨(dú)立的聲音是否被反射、穿越或環(huán)繞多邊形發(fā)射，而材質(zhì)屬性則決定傳輸?shù)穆曇舯晃栈蚍瓷涞谋壤Ｔ谟螒蛞嬷?，?/p>

17、頻幾何的位置和形狀可以在游戲裝載時(shí)從三維場(chǎng)景的幾何表示轉(zhuǎn)換而得。全局反射或者封閉的值可以通過(guò)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 計(jì)算三維聲音的聲波跟蹤法（續(xù)）根據(jù)場(chǎng)景幾何（線、三角形和四邊遮擋特效 遮擋：聲源和人耳不處在同一區(qū)間，因此聲音的直接和間接傳播都不存在。遮擋效果原理上可以通過(guò)調(diào)低音量來(lái)實(shí)現(xiàn)，更加實(shí)際的方法是采用低通濾波（low-pass filter）算法。在大部分情況下，可以采用將音源定位在不可見(jiàn)的障礙物后面，聲波的傳播通路被遮擋住，低通濾波的尺度則依據(jù)物體幾何的參數(shù)（厚度）和材質(zhì)決定。由于音源和和人耳之間沒(méi)有直接的通道，也不存在音源的回波效果。 遮擋特效 遮擋：聲源和人耳不處在同一區(qū)間，因此聲音的直

18、接和間遮擋（Occlusion)特效（續(xù)） 聲波的遮擋效果，直接和間接的傳播通道都不存在遮擋（Occlusion)特效（續(xù)） 聲波的遮擋效果，直接和障礙特效 聲源和人耳之間存在遮擋物，但聲源和人耳在同一區(qū)間中，因此反射將被人耳感知。障礙特效 聲源和人耳之間存在遮擋物，但聲源和人耳在同一區(qū)間中排斥（Obstruction）特效 聲源和聽(tīng)眾在不同的房間，但它們有直接的接觸，直接的聲音可以傳到聽(tīng)眾，但反射的聲音會(huì)發(fā)生失真（依據(jù)材料的厚度，形狀和屬性） 排斥（Obstruction）特效 聲源和聽(tīng)眾在不同的房間，三維聲音中的幾個(gè)影響因素Doppler 效應(yīng)快速移動(dòng)的物體朝向聽(tīng)者，聲音將被壓縮，因此，具有更高的頻率快速移遠(yuǎn)的物體，聲音將被擴(kuò)充，因此，具有更低的頻率三維聲音中的幾個(gè)影響