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Algoritmo cria sons mais realistas em realidade virtual

por Kamila Jessie | 09/09/2019

Quando assistimos a filmes ou jogamos videogames, os efeitos sonoros adequados podem ajudar a tornar a experiência muito mais realista. A questão é que explorar esse sentido e criar sensações detalhadas em realidade virtual (VR) não é fácil, pois VR não é roteirizada.

som
Imagem: seekpng.com

A dificuldade:

É difícil prever que barulhos um objeto pode fazer ou onde
eles podem ser ouvidos. Para tornar a experiência sonora mais realista, os
engenheiros teriam que criar um grande número de “modelos sonoros” –
os equivalentes computadorizados de pré-gravações. Cada modelo de som
permitiria que o sistema de VR sintetizasse um determinado som no momento exato
em que fosse necessário. Até agora, um conjunto de computadores teria levado
muitas horas para criar até mesmo um único modelo de som e, como muitos modelos
diferentes seriam necessários para sintetizar diversos sons potenciais
diferentes, a criação de sons realistas em ambientes interativos era uma meta distante
de ser alcançada.

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A novidade:

Mas como a pesquisa não para, cientistas da computação de
Stanford inventaram um algoritmo capaz de criar modelos sonoros em segundos,
tornando rentável simular sons para muitos objetos diferentes em um ambiente
virtual. Quando ocorre uma ação que exige um som, esse novo modelo (KleiPAT –
divulgação no vídeo abaixo) pode sintetizar um som tão realista quanto aqueles
gerados pelos algoritmos lentos e experimentais do passado.

O desenvolvimento do KleinPAT:

Algoritmos anteriores para criar modelos sonoros foram
baseados no trabalho feito pelo cientista do século XIX, Hermann von Helmholtz,
que deu seu nome a uma equação que descreve como os sons se propagam. Com base
nessa referência teórica, os cientistas projetaram algoritmos para criar
modelos de som 3D: rotinas de software capazes de sintetizar áudio que pareçam
realistas porque o volume e a direção do som mudam dependendo de onde a ação
ocorre em relação ao ouvinte. Até agora, os melhores algoritmos para criar
modelos de sons em 3D dependiam do BEM (boundary
element method
), um processo lento que era muito caro para uso comercial.

A equipe de pesquisa em Stanford desenvolveu um algoritmo
que calcula os modelos de som centenas a milhares de vezes mais rápido,
evitando a equação de Helmholtz e o BEM. Sua abordagem é inspirada no
compositor austríaco do século XX, Fritz Heinrich Klein, que encontrou uma
maneira de misturar um grande número de tons de piano e notas em um som único e
agradável, conhecido como o Acorde Mãe. Os cientistas nomearam seu algoritmo
KleinPAT de acordo com sua inspiração.

Fonte: Techxplore. Stanford University.

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Kamila Jessie

Doutoranda e mestre em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo, é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária.