一种基于运动捕捉的3D音频系统的制作方法

本实用新型属于3D音频技术领域，特别涉及一种基于运动捕捉的3D音频系统。

背景技术：

在2009年底，3D电影《阿凡达》在全球累计票房超过27亿美元，电影所采用的3D特效制作技术带给人们震撼的感官效果。作为3D技术的灵魂，3D音视频技术已成为多媒体技术领域的研究热点和进一步发展的重要方向。在国内，以3D音视频为代表的新型多媒体娱乐视听技术也得到了国家战略上的支持和鼓励。

相较于传统立体声或环绕声，3D音频利用多个扬声器或耳机回放以产生3D的物理声场或空间声像，使得聆听者能够定位和感知3D空间中任意位置的单个或多个声源，并能感知声音事件在时间和空间的变化过程。3D音频包含了高度和距离信息，能精细定位3D空间任意一点的声源；同时通过围绕听音者排布的多层扬声器能提供更好的包围感和沉浸感。目前3D音频技术一般分为采集、处理与编码、3D场景重建与回放等几个主要研究方向。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术及设备的不足，提供了一种基于运动捕捉的3D音频系统。

本实用新型的技术方案提供一种基于运动捕捉的3D音频系统，包括三个子系统：运动捕捉系统、3D音频处理系统和3D音频输出系统。运动捕捉系统包括发生器、接收器、数据处理单元以及麦克风等。数据处理单元分别连接发生器、接收器、麦克风以及3D音频处理系统的数据输入接口等。3D音频处理系统包括数据输入接口、数据输出接口和一系列的后台计算处理程序。后台计算处理程序植入到可操作设备中，该设备设有相应的数据输入接口和数据输出接口。3D音频输出系统包括若干个声卡设备和多个播放设备；每个声卡设备均与3D音频处理系统的数据输出接口连接，另外，每个声卡设备同时连接若干个播放设备。

而且，进行动作捕捉时，需隔绝周围干扰因素。

而且，所述发生器和接收器均可使用无线设备。

而且，设置指示灯，指示灯安装在接收器上。

而且，所述麦克风用于事先采集音频。

而且，所述麦克风为便携式微型麦克风，佩戴在体验者身上。

而且，所述3D音频处理系统中可选择丰富多样的模拟场景。

而且，所选取的声卡为不同品牌的声卡设备。

而且，所述播放设备可选择面向对扬声器回放或者利用头相关传递函数面向耳机回放两种方式，另外，均可支持蓝牙设备传输。

采用本实用新型提供的3D音频系统，结合动作捕捉设备，让体验者以简易的方式，做出个性化的3D音频，能够使声音的方向与体验者头部的运动产生关联，能够让体验者感受到声音在三维空间的位置变化，以及带给体验者“最3D”的音频效果，其良好的体验性和实用性具有良好的展示价值及市场价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的3D音频输出系统示意图。

图2为本实用新型实施例的基于运动捕捉的3D音频系统结构框图。

图3为本实用新型实施例的基于运动捕捉的3D音频系统工作过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型技术方案进行详细说明。

参见图1和图2，本实用新型的实施例提供一种基于运动捕捉的3D音频系统，包括运动捕捉系统、3D音频处理系统、3D音频输出系统三个子系统。三个子系统的组成及之间的功能关系如下。

运动捕捉系统（采用机械式运动捕捉、电磁式运动捕捉、惯性导航式动作捕捉以及Kinect等运动捕捉技术）包括发生器、接收器、数据处理单元以及麦克风等。根据需求，可使用麦克风事先采集声音信号输入到数据处理单元，或者关闭麦克风设备直接选取现有的声音信号输入到数据处理单元。发生器产生、发送特定的信号，接收器通过特定的方式接收这些信号并将其输入到数据处理单元。数据处理单元接收、整合声音信号和接收器接收的特定信号，并将其传送到3D音频处理系统的数据输入接口。

进一步地，进行动作捕捉时，周围需尽可能隔绝所有对捕捉能够产生干扰的无关设备、材料以及噪音等。

进一步地，根据需求不同可选取不同的动作捕捉设备。不同设备工作方式、所能获取的点数以及精确度不同，可作用于不同场景需求。

进一步地，设置指示灯，指示灯连接接收器。指示灯安装在每个接收器上，便于体验者观察正在运作的接收器元件。

具体实施时，运动捕捉方式可选取电磁式运动捕捉，发生器与接收器均可使用无线设备，麦克风可为便携式微型麦克风。

3D音频处理系统包括数据输入接口、数据输出接口和一系列的后台计算处理程序。技术人员操作、处理后台计算处理程序，读取并处理动作捕捉系统通过数据输入接口传入的数据，生成相应数目的音频文件。生成的待播放的音频文件通过后台计算程序处理并通过数据输出接口将音频文件数据输出到音频输出系统的声卡设备。

进一步地，在3D音频处理系统中事先选择需要的模拟场景，以便选择合适的运动捕捉设备以及配置相关的文件数据。

3D音频输出系统包括若干个声卡设备和多个播放设备；每个声卡设备均与3D音频处理系统的数据输出接口连接，另外，每个声卡设备同时连接并管理若干个播放设备播放相应的音频。

进一步地，选择不同品牌的声卡设备，尽可能减小声卡间的干扰。

进一步地，播放设备可选择面向对扬声器回放或者利用头相关传递函数面向耳机回放两种方式。另外，均可支持蓝牙设备传输，以便减少设备间的线路连接，方便拆卸和调整。

具体实施时，若选取面向扬声器回放中的多声道技术音响设备播放，规划、调整同一声卡设备连接、管理的音响设备处于同一层中。

为便于实施参考起见，提供利用本实用新型所提供系统制作简单的3D音频的工作过程举例，参见图3。

本实用新型仅提供装置结构的改进及保护。具体实施时，本领域技术人员可以自行根据现有技术选择运动捕捉、3D音频处理、3D音频输出等实现方式，本实用新型不予涉及。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。