CADAC沉浸声一种基于HOA空间音频的沉浸声技术

　　沉浸声 (Binaural audio)起源于对人类听觉系统的研究和对立体声音的模拟需求。在19世纪未期，科学家开始研究人类双耳听觉系统是如何感知和定位声音的。研究发现，由于人类的两只耳朵位于头部两侧，声音在到达每只耳朵之前会受到头部、耳廓和其他物体的阻挡和反射。

　　这些影响导致每只耳朵接收到的声音具有微妙的差异，这些差异被称为间距差和响度差。大脑通过分析和处理这些差异，可以将声音的方向和距离准确地定位。基于这些发现，科学家开始探索如何利用双耳听觉系统的特性来创造更加逼真的听觉体验。

　　早期的尝试包括使用人工头模型来模拟头部的阻挡和反射效应，以改善立体声听音效果。然而这种方法的效果有限，无法提供真正逼真的听觉体验。随着技术的发展，数宇信号处理和计算机算法的进步为沉浸声的实现提供了新的机会。通过使用精确的测量和模拟技术，现代沉浸声系统可以通过在每只耳朵处播放经过处理的音频信号来准确地再现真实环境中的声音效果。这些信号经过复杂的算法计算和处理，以模拟声音在头部、耳廓和其他物体上的反射、衍射和干扰。

　　当今现代沉浸声技术已经应用于各种领域，包括虛拟现实(VR)、增强现实 (AR)、游戏、电影和音乐等。它可以创造出身临其境的听觉体验，使用户感觉仿佛置身于真实场景中。这项技术的起源可以追溯到对人类听觉系统的研究和对立体声音的追求，为我们提供了更加逼真的声音体验。

　　CADAC历经数十年的技术研究最新推出一系列沉浸声处理器，符合ITU国际电信联盟、沉浸声音频国际标准技术体系。该系列处理器能真正实现3D沉浸声音效，同时向下兼容单声道立体声、5.1 、7.1等现有音频格式，向上更是可以扩展到64-128通道。可使用不同数目的扬声器进行声场设计，具有很高的灵活性和可扩展性，可以展现足够细腻的声场过度表现。该处理器是一款多功能多用途的沉浸声处理器，可以用于沉浸声大型会议厅、沉浸声元宇宙项目、沉浸声演出、体育馆演播厅、多功能厅、主题公园、博物馆、大型阶梯教室、露天沉浸音乐会等应用场景。该系统弥补了会议使沉浸声技术应用的国内空白，同时打造了国际领先的沉浸声会议项目新标杆。

　　CADAC沉浸声核心运算采用HOA (Higher Order Ambisonics)运算模型， 其沉浸声音频算法技术是一种用于高质量还原物理3D听感音频的技术，可以模拟在三维空间中的声音传播效果。该技术基于一组多项式方程，它们可以表示从不同方向进入空间的声波，并通过这些方程来计算一系列音频信号的系数。这些系数可以用于在不同的位置和方向产生合成声场，以模拟真实世界中的声音。

　　在CADAC沉浸声处理HOA算法中，声波将被描述为多项式的组合，每个多项式表示一个入射方向和它的入射角度。HOA算法的基本思想是将每个多项式的系数作为一个空间内的声源，然后计算每个位置的声压级。通过使用多个这样的声源既可以模拟出完整的3D声场。

　　CADAC沉浸声系统是一种基于高端音频技术的先进沉浸式声学环境技术，它采用了多个高保真度扬声器和高性能数字信号处理器，可以为用户打造出一种身临其境的听觉体验。

　　CADAC沉浸声系统技术采用了先进的环绕声技术和独特的声音分布算法，使得声音能够从各个方向精确地传递，产生出极为逼真的听觉效果。此外，CADAC沉浸声系统技术还采用了高级的自适应等化器，可以根据不同的房间环境和听众需求进行自动优化，为用户提供最佳的音质表现。除此之外，CADAC沉浸声系统技术还具有非常高的灵活性和可扩展性，可以根据不同的场景和需求进行灵活配置，满足各种不同的使用需求，为用户带来真实身临其境的听觉体验。

　　CADAC沉浸声处理器产品分为 剧场剧院MAP系列、多用途CP系列、影院IM系列，其三大应用领域分别有对应特定使用场景的技术亮点。

　　为满足一般空间场所如会议、多功能厅、体育馆、教室、会展、光影秀等应用需求，CADAC CP系列在保证高效沉浸声运算的同时，还具备更多音源模式输入的物理接口。

　　尤其在CADAC MAP剧场剧院沉浸声处理器系列产品中，除了MAP主运算处理器之外还配置有MAP-B数字备份处理器，从而为大型演出剧目的沉浸声系统保驾护航。

　　无感听觉：

　　经过CADAC沉浸声处理的自然无感是指声音的表现和环境效果在体验中无感知的流畅和自然性。CADAC沉浸声处理听感结果的自然无感的描述介绍：

　　1. 声音无缝融入：沉浸声系统通过精确的声音定位和环境模拟，让声音无缝融入到体验中，让人们感觉声音来自于自然而然的环境中，而不是来自扬声器或设备。

　　2.真实而不突兀：沉浸声系统通过高保真度的声音效果和环境模拟，使声音的表现更加真实，不会给人造作或人为感的印象，让人们自然而然地融入声音所营造的环境中。

　　3. 没有间隙感：沉浸声系统的设计旨在消除声音表现中的间隙感，使过渡和混合效果更加平滑和自然。声音的流畅衔接和无缝过渡，使人们感受不到声音的切换或转变，营造出连贯而自然的听觉体验。

　　4. 环境与声音的和谐：沉浸声系统通过精确模拟和再现真实环境中的声音特性和声场效果与环境相互和谐，使人们无法察觉到声音的人为干扰或制造感，提供纯粹自然的声音感受。

　　5. 无意识的融入：沉浸声系统使人们在体验中无需特意关注声音的来源或处理方式，而是自然地融入到声音所创造的环境和氛围中。声音的自然无感使人们更加专注于体验本身，而不会被声音的技术细节所干扰。

　　总之，CADAC沉浸声处理的自然无感旨在创造出真实、连贯和自然的声音体验，让人们在享受声音的同时，无需关注声音的处理过程，而专注于身临其境的沉浸式体验。

　　某国家规划院 — 沉浸声会议系统项目介绍

　　该项目为某国家规划院多功能会议厅的音视频集成项目，在本次项目当中有三种不同的应用模式，为响应三种不同的应用模式，我们采用了先进的沉浸声扩声技术。在180平的会议室场地当中，我们首要解决的是会议室的集群会议及远程会议的应用场景。多功能会议室场地当中我们首先第一个场景是要解决30人到40人的集群会议以及高级的远程会议。在两大会议应用场景之后，第二个应用场景为报告模式，报告模式中相比会议模式，无论是从声音朝向和视觉朝向，在同一场景当中都被旋转了90度。在该会议中，第三种应用场景模式为观影及影片审阅模式，在该模式中我们需满足立体声音频输入及多制式环绕声音频输入，其所有的音频都通过CP66处理器进行沉浸声空间渲染，从而达到高质量重放及现场的震撼3D沉浸效果。

　　沉浸声扩声技术应用在会议室及多功能空间场景当中，通过先进的空间音频声学算法，可有效的提升话筒的传声增益，无论从声场的覆盖均匀度，还是语言及音频内容的清晰度相比常规扩声办法，均有显著的听感效果提升。

　　如果用传统扩声布局形式，解决两个使用朝向的应用需求，则就需要在会议室内配置两套音响系统，从而产生资产浪费、操作复杂等弊端问题，为此我们为该项目设计应用沉浸声扩声技术，通过HOA空间算法在进行声场重构的同时，实现了一套系统多种应用的使用效果。为满足以上三个应用场景，在180平的场地当中我们利用先进的沉浸声扩声技术结合场地中分布的34支扬声器，在会议室中真正做到扩声覆盖无死角听觉方向可变换的使用效果。

　　声画同步技术解决：

　　CADAC沉浸声处理器内部搭载FPGA并行运算平台，在视频源与音频源的解码及解析能力显著由于传统PC架构解码能力，从根本上解决了由于视频流与音频流编码格式、压缩算法、解码解析时引入额外的延迟对音频和视频之间的同步影响，实现了真正的声画同步。

　　扬声器布局及声像定位：

　　在该规划院沉浸声项目中，我们在CADAC CP66沉浸声处理器操控系统内将物理空间中34只扬声器的物理坐标信息进行精准定位，通过处理器HOA沉浸声渲染计算结合扬声器布局，对180平场地进行电子声场重建，从而为实现3D空间音频听感打下了坚实的基础。CADAC沉浸声独有处理运算机制对物理空间中的扬声器布局要求有很高的宽容度，对扬声器相互之间的距离、朝向、安装形式没有限定要求，使得CADAC CP66沉浸声处理器可以适应多种空间及扬声器布局形式。同时重构的声场也具备了更加精准的声像定位，每一位听者都会准确的感知到发言者的真实位置，这样使得所有的发言内容都会被“真实”的聆听到。

　　通过CADAC 沉浸声系统所创造的沉浸式声学环境，人们可以享受到更加真实和身临其境的声音体验，这种体验将大大增强人们的情感共鸣和身体感受。此外，这种技术还可以提高人们的聆听能力和大脑认知水平，使得人们能够更加深入地理解声音所传达的信息，并且更加敏税地感知周围环境中的声音。这种技术的应用不仅可以用于音乐、电影和游戏等娱乐领域还可以广泛应用于教育、医疗等领域，为人们提供更加安全、便捷和听感舒适的服务。总之，CADAC 沉浸声系统是一项极具前景和潜力的技术，它不仅可以为人们带来更加丰富和优美的声音体验，还可以促进声音创作领域的发展和创新，推动社会各行各业的发展和进步。