科學研究

Scientific Research
利用VR研究聲學,研究人員探索別無二致的真實模擬
2018

05/15

16:12

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發布者:admin

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借助虛擬現實和其他沉浸式技術,研究人員能夠利用新方法來研究聲學。

從森林中的小鳥到人群中的朋友,我們都是依靠耳朵來判斷聲音的來源。由于大腦需要處理來自眾多線索(有時還相互沖突)的空間信息,定位和辨別聲音來源是一項極其復雜的任務。

美國范德堡大學的聽力學與言語病理學助理教授G. Christopher Stecker表示:“這種技術允許我們把真實世界帶到實驗室,并且最終把實驗室帶到真實世界。借助這種沉浸式工具,Stecker能夠在一個自然風格但又受控的設定下探索聽覺空間意識。他認為這種技術可以幫助提升助聽器,更準確地診斷聽覺失調,以及帶來更豐富聽覺體驗的游戲。

這種360度視覺可以幫助將我們的注意力引導至聲音的來源,這對于導航環境以避開危險的情況而言十分關鍵,比如說檢測一輛迎面而來的汽車。

在一項進行中的研究中,被試需要穿戴頭顯,沉浸在一個公園般的場景中,然后把頭轉向聲音來源的方向。在幕后,博士生Travis Moore則控制兩個關鍵的定位線索。第一個是聲波到達每只耳朵的時間差異,以百萬分之一秒計算。第二個則是每只耳朵所面對的聲音壓力水平差異。

跟早前的研究一致,Moore發現大腦對每個線索的重視程度有相當大的不同。Stekcer指出:“這是重要的一步,因為我們真的不知道這兩種線索的整合過程在現實世界的聽力任務中是扮演著怎樣的角色。”

另一項旨在模擬雞尾酒派對的研究則探索了聲學差異,以及音質差異,回聲和混響是如何影響空間意識。Stecker解釋說:“聲音在耳朵里的頻率和強度,或者響度都非常清晰,但位置必須由大腦來計算。耳朵不知道聲音的來源,這是由大腦計算得出。”

Stecker認為,研究空間感知這些更為隱式的方面有可能帶來可以遠程渲染逼真虛擬人類版本的增強現實設備。他指出:“想象一下你與祖母聊天,這種技術可以令這一切看起來和聽起來好像是祖母正坐在沙發上。為了在聲音方面做到這一點,我們需要這種與真實世界別無二致的聲學模擬。”

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