Google發布Omnitone開源系統，是VR制作新潮流來襲的節奏嗎？

當下主流的全景3D音頻內容格式馬上就要過時了。

上個月，谷歌在其官方博客上公布了其網頁VR音頻系統Omnitone項目的技術細節。這個項目是一個跨瀏覽器支持的開源空間音頻渲染器，主要是為VR設備營造“全景音頻”環境提供解決方案，讓用戶獲得更好的VR沉浸感。

提到“全景音頻”的解決方案，有些人或許覺得理論十分簡單，做一個虛擬空間，該空間里任何一個音源，用三維坐標標定，然后將VR頭盔里的坐標數據導入，再輸出相應的聲音，即可得到一個完美的“自然”聲場。但是這個方案的前提是音源數足夠少、運算速度足夠快，所以用于逼真模擬現實世界數量眾多的音源是幾乎不可能的。

目前，主流的全景3D音頻內容格式包括Quad Binaural和Ambisonic。

其中，Quad Binaural是將一個聲場用0、90、180、270度四個方向去表征。如果需要錄制一個點的聲場，則錄制這個點前后左右的聲音，每個方向兩個聲道，最終八個聲道。想得到新的方向的聲音，用四個方向的聲音進行加權合成即可。這種方案的好處是解碼非常容易，比如我們很自然就會想到45度時候的聲音就是一半的0度+一半的90（雖然實際情況會更復雜一些）。相比現在常用的一階的Ambisonic（FOA，First Order Ambisonic），其對水平方向的敏感度更高。不過，它的問題在于垂直方向的聲音是木有變化的。

Ambisonic則是從球諧函數出發，(n+1)^2個聲道來表征聲場。舉例來說，Google發布的Omnitone是一階的Ambisonic，于是有（1+1）^2=4個聲道，如上圖所示，w,x,y,z。w可以理解成背景聲，x,y,z分別是來自直角坐標系三個方向的聲音。這個方案的好處在于有了z（垂直）這個方向，抬頭或者低頭在VR世界里聲音是會有區別的，而且隨著你提供的運算能力的提升，用更高階的Ambisonic函數可以獲得更好的效果。不過， 越高階的ambisonic函數解碼越復雜。此外，一階Ambisonic（FOA）因為將相反方向傳來的聲音（C,D）同時混入了X，所以當你轉頭的時候，在某些角度下的聽者對方向的靈敏度是不如Quad Binaural的。

而Google的網頁VR音頻系統Omnitone項目用到的解決辦法很聰明，而且單刀直入。它主要支持目前業界較為常用的FOA（一階Ambisonic）格式，這也是YouTube App推薦的主要全景聲格式。

下面是Omnitone音頻處理過程圖解：

從上圖可以看出，Google的Omnitone系統的Ambisonic解碼器采用了業界主流的算法流程，根據傳感器給出的方位信息， 采用一個旋轉算子來實現聲場旋轉，進而用雙聲道輸出。

可以大膽預言的是是，FOA的全景聲將會在未來幾年快速普及，這對VR行業來說也是一個福音。不過，現在的問題是FOA聲音文件缺乏，而錄制FOA聲音硬件昂貴，且不便于攜帶使用。有興趣創業者可以嘗試解決這個問題。

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