3D 音效对次世代游戏来说意味着什么?

IGN中国 2020-11-20 11.1k
今年五月份,索尼首席架构师马克·塞尔尼(Mark Cerny)于发布会中演示 PS5 时,他花了相当长的时间演示了一项被他叫做「3D 音频」的技术。塞尔尼表示,新的硬件引擎 Tempest 这是这项技术的基础,他还谈到了人耳形状、声音位置、音源、声音定位算法(HRTF)等各种复杂的概念。显然,索尼正尝试在游戏音频这块做出些大动作。但人们对这些东西到底是什么,以及具体会带来什么样的改动始终没有太明确的认知。

本文编译自 IGN US 相关内容。



随着 PS5 的问世,我决定与设计次世代游戏音效的人们谈谈,看到 3D 音效到底会对游戏体验有什么样的改变。不过我们首先谈到了一些当下已经使用了 3D 音效技术的游戏。

游戏《失忆症:猪猡的机器》的开发商 The Chinese Room 的首席音效设计师丹·亨德里克斯(Daan Hendriks)说道:「我不知道你玩过《生化危机 2:重制版》没有。因为 Capcom 就有他们自己的 3D 音效实现方法。」


哪怕只用一副普通的立体声耳机,在《生化危机 2:重制版》中也能有这样的体验:你能知道暴君的确切位置,当他迈着那双大脚走在楼上时,你能听到头上一层传来了他走路发出的声响。这不是因为游戏增强了他脚步的重音或有意设计了他脚步在远处的声音,你可以切实的「听到」他发出的声音是来源于上方的。这就是 3D 音效的应用案例。

PS5 独占游戏《麻布仔大冒险》的开发商 Sumo Digital 的高级音效设计师杰伊·卡兹表示:「我认为没有 3D 音效的参与,玩家就会完全没有立体的概念。在一些普通的游戏里,你不会听到从上方或者下方传来的声音。但有了 3D 音效,你会有立体的空间感和方向感,这是传统的平面设计模式所不能提供的体验。」

亨德里克斯补充道:「就好像在我们设计出来的音效空间中,作为玩家,你会处于空间的正中心一样。」

目前,大多数游戏的音效系统会让声音以「圆圈」的模式分布在玩家周四周。你可以听到声音是从前还是从后、从左还是从右传来。而环绕声系统,例如 7.1 声道这样的技术可以增强这种声音来自周遭的感觉。3D 音效则是将声源(可能高达数百个)放置在一个「球形」的空间中,能够精准地传递出声音的方向,高度和距离。

在 VR 游戏中,3D 音效对于沉浸感的塑造有着不可或缺的作用。因此索尼在 PSVR 头戴式设备中加入了专门的声音处理设备,而 Tempest 引擎正是在该设备的基础上发展而来。PS5 让这种体验不再局限于 VR,让普通游戏也能带来这样的体验。而且可能最重要的一点是:除主机外无需使用任何扩展设备。亨德里克斯解释道:「本质上说,这也是一种立体声,但这种技术会使用专门的滤波来模拟出声音从你身后传来的感觉。」3D 音效采用了立体声而非声道(声道在环绕声中较为常见,会使用扬声器阵列来展现不同的音轨)的设计,所以你只需要一副支持立体声的耳机就可以完全体验这种技术带来的魅力。

既然《生化危机 2:重制版》已经实现了 3D 音效,那么为什么这个技术并没有在业界普及开来呢?对此,塞尔尼的解释是 3D 音效「对算力的消耗太大」。卡普空实现 3D 音效的方法是进行软件上的设计,因此每一个声源都会需要主机的 CPU 来进行相应的处理,而 CPU 除此之外还要对另外上千个进程也进行相应的处理。所以除非声音对游戏的体验至关重要 —— 例如《生化危机》中那样 —— 否则将 CPU 的算力应用在其它地方可能会是个更好的选择。这也是为什么 PSVR 会带有专用音频处理器的原因,这样一来 PS4 就只需要应对常规的工作,而无需分散算力来实现这些复杂的声音效果。PS5 上的 Tempest 引擎也是同样的原理:让开发者可以把对音效的设计放置在专门的硬件上,不需要占用 CPU。这样一来,就节省了大量的算力资源。

Sumo Digital 诺丁汉工作室的高级程序员乔伊·怀特(Joe White)说道:「有专为处理音效设计的硬件意味着你无需再去占用 CPU 的资源,同时这种硬件还专为处理音频而进行过优化。这是个专为处理数字信号而设计的硬件,正适合用来实现 3D 音效的效果,而且处理声效的速度也要比以前快得多。」

卡兹说道:「这意味着我们能发挥更多创造性。游戏的声音会变得更酷,这是个很重要的改变。这意味着我们可以打造细节更多、层次更多、各方面都更丰富的声音。让声音听起来更有空间感。」

玩家们能更准确的判断声音位置,游戏设计师则能真正强化音效的表现,并让游戏整体氛围也得到提升。塞尔尼在演示中还提出了可以通过表现每一滴雨的声音来强化场景氛围的想法,除了可以让暴雨等场景变得更加真实外,这种设计还可以在《使命召唤》中渲染直升机上的机枪抛出的每一发黄铜弹壳的声响,或是在《杀手》中传递周遭人群熙熙攘攘的声音。

除了这些典型的应用场景外,新一代的音效技术还为开发新的游戏机制和探索无障碍游戏的更多可能提供了契机。怀特说道:「有了3D音效的加持,盲人们将能纯粹靠着声音来玩游戏,这真是太酷了。」

「特别是在《最后生还者2》这样的游戏出现之后,整个业界都在探索无障碍游戏方面的可能,让所有人都能玩到我们的游戏。」怀特还表示,虽然 3D 音效让纯粹靠着听觉玩游戏成为了可能,但鉴于这种游戏无法适用于那些有着听力障碍的玩家,所以这种游戏可能永远不会出现。3A 游戏在无障碍游戏方面的探索起步太晚,所以音效设计师们从现在开始必须要同时考虑到普通玩家和有听力障碍的玩家这两个不同群体。

值得注意的是,虽然索尼非常重视 Tempest 引擎,甚至准备生产官方的 PS5 3D 耳机,但 PS5 并不是唯一一台支持 3D 音效的主机。Xbox Series 系列同样也有专门的音频处理硬件,可以为微软专为耳机打造的 Windows Sonic 空间音效解决方案提供支持。同时微软也支持 DTS 和杜比两种音效方案,不过这三种都是与索尼的 Tempest 技术差不多空间音效技术。简而言之,无论你购买哪一款次世代主机,你都将能听到更有空间感的声音。

专用的音频处理器将给音效设计师带来多大的发挥空间呢?对此,卡兹预言道:「接下来的几年里,我们将见证一些重大的变革。我想声音的细节将更加丰富,声音保真度会更高,因为我们将不再受采样率,比特率,以及音效资源的容量和如何压缩等问题的困扰。」

在怀特看来,接下来,游戏行业应当给予音效设计于图像画质同样的关注,注重对声音方面的提升。怀特指出:「把画面和音效放在一起对比很有趣,很多人都认为音效是游戏的次要成分,相比已经出现了光线追踪技术的游戏画面,游戏音效技术的发展已经落后了近 20 年,而 3D 音效只是提升音效质量的第一步。」

探讨游戏音效不是件易事,部分的原因是因为一直以来游戏界的关注点都集中在游戏图像方面。我可以用视频和截图为你展示画面上的提升,但我该如何去描述声音呢?因此,新一代主机在音效上的提升很难展示,不像浮点运算能力或光线追踪这些长期属于热门话题的东西一样重要。我希望玩家们能在戴上耳机,启动新一代主机时感受到 3D 音效带来的不同。如果音频的进步能成为大家关注的焦点,那么游戏声音和画质两者在发展上约「20 年的差距」就将有机会以更快的速度缩短。

来源:IGN中国
地址:https://www.ign.com.cn/playstation-5/30484

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