Sons Artificiais para Realidade Virtual

Os sons em jogos (e até mesmo filmes de animação) são normalmente pré-gravados ou envolvem cálculos simples para sintetização. Atualmente há um grande desafio de ser capaz de gerar sons a partir da interação dos objetos, mas sem precisar usar sons pré-gravados.

Som provém de vibração e o material, formato e constituição dos objetos influenciam em como ouvimos. Você vibra o tambor; o tambor vibra o ar; e o ar vibra o complexo sistema de ossos e tecidos dentro do seu canal auditivo. Essas vibrações então são interpretadas pelo nosso cérebro como sons. Um ser humano saudável consegue captar frequências entre 20 e 20.000 Hertz. Diferentes animais são capazes de emitir e ouvir sons fora desse espectro.

Em um ambiente virtual (simulado), gostaríamos de idealmente criar os sons provenientes das interações entre os objetos. Assim, poderíamos adicionar novos objetos ao ambiente ou fazê-los interagir de diversas maneiras e o computador seria capaz de sintetizar os sons resultantes. Para isso é necessária uma série de cálculos complexos para considerar as diferentes vibrações envolvidas e maneira como evoluem com o tempo.

Cientistas de Stanford desenvolveram um novo sistema para sintetizar sons realísticos automaticamente para animações

“Atualmente não há uma maneira de sintetizar sons sincronizados e realístico para animações computadorizadas complexas, como água derramando ou objetos colidindo. Nosso trabalho busca preencher esse espaço.” – Doug James, professor de Ciência da Computação em Stanford.

O estudante de doutorado que lidera o trabalho, Jui-Hsien Wang, disse que passou anos estudando matemáticas e equações diferenciais e é incrível que ele possa finalmente ouvi-las ao invés de somente vê-las no papel.

O trabalho por enquanto se limita ao cálculo das interações entre objetos, mas não considera o ambiente como um todo (por exemplo, o eco que ocorreria em uma caverna). O programa também exige uma parte de pré-computação onde o computador tem de calcular como as ondas se propagam e interagem, considerando todos os elementos envolvidos em uma cena. Entretanto, o projeto é ainda um protótipo e há muito espaço para otimização do código, como por exemplo rodar o programa em placas gráficas para executar o algoritmo em paralelo.

Referências

1 – https://news.stanford.edu/2018/08/06/realistic-sounds-computer-animation/

2 – https://graphics.stanford.edu/projects/wavesolver/

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