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游戏声音中的引擎到底做了什么呢?
2020-12-21 11:01:47 来源:未知 点击:
当我们将采集到的声音信号制作成声音资源,放到游戏里,它尚不具备在自然界中声音的全部特性,这个时候我们需要声音引擎——通常在游戏追求声音表现的真实性时
当我们将采集到的声音信号制作成声音资源,放到游戏里,它尚不具备在自然界中声音的全部特性,这个时候我们需要声音引擎——通常在游戏追求声音表现的真实性时,它的职责是在人耳可感知的范围内,尽可能对声音在自然界中的听感进行还原。那么游戏中的声音引擎,到底做了些什么?来跟着游戏音效小编一起看看!


       首先是声音的生成与播放,我们游戏的声音资源哪里来——由设计师进行采集加工制作而成。放到游戏中以后,它虽然只是一个的音频文件,但是本质上,它代表着这个声音样本的最高品质,后期的一切处理都是对它的约束与限制。声音引擎在这个阶段要做的就是当在游戏中触发了某些事件以后,生成这些事件对应的声音,过程包括解码、渲染声音,或是通过DSP算法实时合成出声音。

       解决了基本发声问题以后,我们便需要开始关注声音的空间定位——我们不仅要它有声音,还想知道它离我们有多远,在我们左边还是右边,上面还是下面。这个时候声音引擎它就负责制造这种幻觉——令每一个3D虚拟声音对象对聆听者而言都好像是来自游戏世界里对应位置。首先,关于游戏声源远近的实现,声音引擎通过控制每个声源到最终扬声器上的音量大小和频率响应,来描述游戏声源与聆听者的径向距离关系;然后,关于游戏声源水平方位上的实现,拿5.1声道来举例,通过控制游戏声源在不同扬声器中的相对音量与频率响应,再结合声音由扬声器发出后到达人左右耳的时间差(ITD)与响度差(ILD),让我们产生一种声源存在于扬声器之间的错觉;随着现代技术的进步,现在我们可以通过结合Ambisonics及头相关函数(HRTF),来计算人耳对不同高度的游戏声源的频率响应,以此描述游戏声源在垂直维度与聆听者的关系,让空间声源的表现变得更加精准与丰富。

       声音的基本空间感建立完成后,我们还需要考虑,当游戏世界中,“声源与聆听者之间有一面墙”,或者“声源与聆听者都在一个房间里”等复杂的情况,声音该如何表现——我们需要进行声学建模。声音引擎允许通过模仿声音在聆听空间的早期反射和后期混响特性,以及模仿声源和聆听者之间因障碍物造成部分或全部遮挡的情况,来提高声音和场景渲染的真实性。想象一下,一个点声源,向四周发射若干条射线,通过计算射线与其他表面碰撞的反射来确定最终渲染出的混响声。那么如果场景有若干个点声源,还需要考虑它们之间的相互干涉,射线反射到平面的次数,再与反射后的声波进行干涉,这样的“暴力声学模拟计算”量将非常庞大。通常在游戏中进行类似的声学空间塑造时我们都会采取更讨巧的方法,实际上有非常大的可优化空间。但类似纯物理模拟式的工作方式在声音引擎中是可行的,只有当你真正需要的时候,再考虑使用。

       既然自然界的声音存在多普勒偏移,我们的游戏世界自然也少不了这个老朋友。在现实世界中,声音的多普勒偏移受制于真实物理环境,声音在空气介质中拥有自己的速度,然而到了游戏世界里,当声音事件触发以后,引擎需要通过聆听者与发声体的位置变化,计算出聆听者与发声体之间的相对速度,再分别乘以一个多普勒系数(它主要是对聆听者与发声体之间相对速度进行放缩,通常这个系数是1),然后各自加上声音在空气中的传播速度(一般取343.3m/s),最后将它们得到的结果相除,根据得到的比值来决定最终的音高变化,这里我们不展开讨论,感兴趣的小伙伴可以网上查阅相关资料。

       最后一步,混音,也是最重要的一步。

       在我们所有的声音资源都到位并正确配置进游戏以后,我们还需要真正进入游戏去体验,在我们制作单一的声音资源时,我们往往会忽略这个声音的整体性,单听一个怪物的声音,也许不会发现有什么不妥,当这样的怪物成群结队出现以后,声音的感觉也许完全不同,同时,这些声音与其他音效,诸如角色的语音、环境音效、背景音乐该怎么配合,才可以让他们都听起来井然有序,这些都是设计师在混音阶段该考虑的事情——对于声音引擎来说,该如何管理、控制游戏中所有的2D(音乐,语音)与3D声音(环境、特效、动作)的相对音量。当然,混音的程度一部分是由游戏的物理环境所驱动,另一部分是由声音设计师的审美来决定。这种审美是主观的,对于横版格斗游戏来说,当你和对手距离拉开时,我们的摄像机机位(聆听者)也会随之拉远,此时距离加大,游戏的场景会更完整的呈现在玩家眼前,由于聆听者与声源距离更远了,声音应当变得更轻,更浑浊,然而考虑到画面整体表现,也许设计师并不会这么做, 相反的,他们会利用这种距离上的衰减,对音量进行反增益,让背景环境声变得更响,从而更好的表现场面的恢弘,因为他们希望此时的玩家把更多的注意力放在场景上,而非角色本身。

       随着游戏行业的发展,声音越来越受到大家的重视,玩家对于游戏的声音要求,已不仅是有和无,而是如何打到更好的听觉体验。也有越来越多的游戏公司,从原来把声音工作全部外包,到项目组开始拥有自己的声音设计师,再到成立音频小组,甚至音频中台。

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