编译/VR陀螺

今天，美国专利商标局正式授予苹果公司一项专利，该专利涉及用于在增强现实背景下呈现空间音频的音频系统。在一个案例中，该专利涵盖了用于头戴式显示设备（HMD）的空间音频，以及一个可以整合iPhone作为显示屏的头显设备的空间音频。

耳机通常通过渲染立体声音频图像来播放音乐，听众可将其视为来自听众头部的内化声音。耳机也可以用来渲染空间音频，以创造更自然的体验，例如，模拟来自听者头部以外的外部化声音。就像用户体验真实世界中的声音一样，感知到有效的空间声音演绎。然而，创造这样的空间声音演绎，是一项具有挑战性的持续工作。

有几个组成部分有助于有效的实现空间声音演绎，创造一个外部化的虚拟声源的幻觉。首先，针对听众个性化的准确头部相关传递函数 (HRTF) 有助于产生有效的空间音频。HRTF是一个过滤器的模型，它包含了描述声音在进入听觉系统之前如何在听众的头部、躯干和外耳反射或衍射所需的所有声学信息。HRTF将演绎的音频与用户的解剖结构相匹配，以使音频听起来好像它实际上是沿着从外部位置到耳朵入口的声学路径与用户解剖结构进行交互的。

其次，特定于聆听环境的环境相关传递函数 (ERTF) 有助于实现有效的空间音频。ERTF是一个包含声学信息的滤波器模型，需要描述声音在听觉环境中如何反射和回响。ERTF将演绎的音频与听觉环境相匹配，使音频听起来就像它确实来自听觉环境。

第三，在音频演绎过程中对听众头部的追踪有助于实现有效的空间音频。头部追踪包括追踪听众头部的位置和/或方向，并使用追踪信息来相应地转移虚拟声源。将虚拟声源与听众的头部移动相对应，可以使听众在移动头部或身体时，将虚拟声音视为来自聆听环境中的一个固定位置。然而，在无法获得个性化的HRTF和ERTF的情况下，系统可以使用其他表示方法来向用户提供关于虚拟声源存在的视觉提示。

在一个方面，一个音频系统可以提供一个与虚拟声源相对应的视觉参考。例如，音频系统可以在设备的显示屏上接收用户的输入，以指定聆听环境的增强现实视图中的一个或多个位置。这些位置可以对应于聆听环境中的一个或多个声源位置。

对应的声源图标，例如，扬声器的图像，可以显示在显示器上供听众观看。

音频系统可以重现双耳音频信号，例如，使用耳机，以呈现空间音频，包括来自聆听环境内声源位置的声音。即使在放下或关闭设备的显示之后，听众也可以收听空间音频，其可以是音乐或电影配乐。

在空间音频演绎之前或期间在显示器上创建和/或查看声源图标的体验可以产生持久的空间音频体验。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图1表示一种增强空间音频演绎的方法流程图；图2是一个用户处理音频系统的图解视图。

用户可以执行一个设置过程，将一个或多个声源图标，例如，扬声器的视觉表示，放置在显示器（#204）上增强现实视图的指定位置。

在一个方面，用户可以打开在移动设备上执行的音频应用。音频应用程序可以是一个音乐或电影应用程序，能够向用户渲染空间音频。更特别的是，空间音频可以是音乐或电影原声带。用户可以在音频应用程序中执行操作，启动增强现实视图。

增强现实视图可以包括呈现聆听环境(#210)的一个或多个图像(#202)。例如，聆听环境的一个或多个图像可以是该环境的视频帧。聆听环境可以是用户正在使用音频系统的实际环境，例如，汽车、客厅等。或者，聆听环境可以是用户希望在空间音频演绎中模拟的空间，例如，音乐厅、电影院等。在任何情况下，聆听环境的图像都可以通过显示器呈现给用户。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图3是叠加在一个或多个实际聆听环境图像上的声源图标的图解；图4是叠加在一个或多个模拟聆听环境图像上的声源图标的图解。用户可以在音频应用程序中输入一个命令，例如，点击呈现在显示屏上名为 "著名电影院 "的聆听环境选项，以进入增强（或虚拟）现实视图。

用户可以查看聆听环境的图像，在增强现实视图中找到要放置声源的位置（#208）。

最后，苹果公司指出，在一个方面，音频系统可以是一个头戴式显示器（HMD）。HMD可以将设备（#212）和耳机（#215）都集成到一个设备中。HMD可以是一个显示设备，它结合了用于呈现声源位置视觉表现的显示器，以及用于渲染空间化音频以将声音定位到位置上的耳机。HMD可以戴在用户的头上，让用户看到显示器上呈现的图像，听到耳机播放的声音。

使用iPhone显示屏的HMD是苹果公司的一项长期发明。事实上，苹果已经被授予了多个与该头显相关的专利。这足以证明，苹果确实在继续研究这个入门级的HMD。

欲了解更多细节，请查阅苹果公司的授权专利11,102,578。

来源：patentlyapple