【正文】 在 這些 wav 文件中， 采樣頻率 44100Hz， 采樣點(diǎn)數(shù)是 512 個(gè)，每個(gè)采樣點(diǎn)是 位長 16bit的有符號(hào)整數(shù) ， 為 單聲道文件 。 圖 35 消聲室中的 KEMAR假人模型 MIT將 KEMAR假人放置在消音室中，圍繞著假人模型把 架設(shè)用于移動(dòng)揚(yáng)聲器的軌道，用電腦可以控制揚(yáng)聲器所在的位置 。 }//獲取方向 圖 34 球坐標(biāo)中的 theta和 phi 首先， 系統(tǒng)會(huì)在聲源位置 產(chǎn)生 theta方向 60份， phi 方向 60份，一共 60*60=3600條的光線， 這 3600條光線在場景中傳播、碰撞，其中一部分會(huì)最終撞上聽者，此時(shí)，這個(gè)聲線就是代表可以被聽者聽到的一份聲音能量 ，并且具有聲源的位置信息。 Ray類主要是記錄聲線信息 ，其包含以下成員 float strength：聲線的強(qiáng)度 bool active：該條聲線是否活躍，不活躍的聲線不會(huì)用來做光線追蹤 int microseconds：該條聲線已經(jīng)傳播的時(shí)間 float totalDist：該條聲線已經(jīng)傳播的距離，此項(xiàng)與上一項(xiàng)等價(jià) std::vectorfloat distList：使用 vector 記錄每次碰撞 時(shí) 所經(jīng)過的距離 vector3 m_Origin：聲線的起點(diǎn)位置 vector3 m_Direction：聲線的方向 Ray還包含以下幾個(gè)函數(shù) void SetOrigin( vector3amp。 首先把場景不透明的部分渲染出來，之后 開啟混合模式并關(guān)閉深度測試，再渲染透明的場景 。 為了使系統(tǒng)支持復(fù)雜的場景， Scene 可以讀取 OBJ模型，并將 OBJ 中的三角片面轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的 Primitive 列表 。 } bool Primitive::sameSide(vector3 p1,vector3 p2,vector3 a,vector3 b) { vector3 cp1 = (ba).Cross(p1a)。 示例代碼： if (dist 0) { if (dist distance) { 上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 30 if(isInside(()+()*dist)) { distance = dist。 vector3 normal = (p23)。 Scene：場景類，是 Primitive 的集合， 包含讀取 Obj 模型、整個(gè)場景渲染等功能。首先發(fā)射一條光線到空間中，當(dāng)光線碰撞到障礙物時(shí)，原光線傳播方向改變 ，沿著反射角 方向傳播 。 光有 HRTF 是不足夠的，因?yàn)?HRTF 只是記錄了聲音的方位信息，對(duì)于一個(gè) 具體的場景，聲音不僅有方向，聲音還會(huì)在場景中反射、折射， 聲源 離 聽者的距離也會(huì)不固定。 上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 26 第三章 3D 聲音渲染系統(tǒng) 3D 聲音渲染原理 3D聲音技術(shù)的本質(zhì)是模擬聲音從聲源到聽者位置所產(chǎn)生的振動(dòng)。 angles[2] = (int16_t)(atan(agy / sqrt(agx*agx + agz*agz)) * 1800/M_PI)。 q3 += iq3。 gz = gz + Kp*ez + ezInt。 之后 ，計(jì)算 場與傳感器方向的差值 ex = (ay*vz az*vy) + (my*wz mz*wy)。 bx = sqrt((hx*hx) + (hy*hy))。 az = az * norm。 LED D6的作用是提示藍(lán)牙 狀態(tài)， 藍(lán)牙未配對(duì)時(shí) D6 會(huì)不停閃爍，配對(duì)成功時(shí)D6 會(huì)保持常亮狀態(tài)。 AMS1117邊的 10uF電容用于濾去電源低頻噪聲 , 。 發(fā)送 ”AT+NAMExxx”可以設(shè)置搜索藍(lán)牙時(shí) 的藍(lán)牙顯示名。8:115200。 本系統(tǒng)使用的是 115200，所以需要改變系統(tǒng)的波特率。 藍(lán)牙 帶 EDR， 2Mbps3Mbps 調(diào)制度 ~2176。2g、 177。 圖 26 MPU6050 MPU6000 為全球首例整合性 6 軸運(yùn)動(dòng)處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時(shí)之軸間差的問題，減少了大量的 封 裝空間。 iq3 = (q0*gz + q1*gy q2*gx)*halfT。威爾海姆 最后，我們需要把陀螺儀的數(shù)值融合到誤差 E中， 對(duì) E做一些 PID控制，使結(jié)果更加平滑準(zhǔn)確。 由于我們并不關(guān)心地磁垂直方向的量，所以把地磁的 y軸和 x軸做了融合 ，得到新的參考方向 bx,bz。這個(gè)公式來自從 ： 上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 15 ⒄ 重力 向量 就是 Q的第三行。同時(shí)，有 : ??2 = ??2 = ??2 = ?1 四元數(shù)也可以表示為： ?? = [??,??] 其中 v=(x,y,z)是矢量， w 是標(biāo)量，雖然 v是矢量。當(dāng)時(shí)他正研究擴(kuò)展復(fù)數(shù)到更高的維次（復(fù)數(shù)可視為平面上的點(diǎn)）。 也就是說： 當(dāng)任意一軸旋轉(zhuǎn) 90176。?????????上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 11 的，結(jié)合二者數(shù)據(jù)，可以得到 較優(yōu)的結(jié)果。 所以有： ⑸ ??????????321321321c o sc o sc o sc o sc o sc o sc o sc o sc o s????????? 即為 DCM矩陣，表示從世界坐標(biāo)系到 頭部局部坐標(biāo)系的變換。 重力向量為 （ 0,0,1g），地磁 向量 是（ 0,1,x）兩個(gè)三維向量 ,對(duì)于地磁我們不關(guān)心其垂直分量 。 圖 22 頭部的轉(zhuǎn)動(dòng) 頭部跟蹤系統(tǒng)的本質(zhì)是通過 傳感器 來檢查頭部在 X, Y, Z 三軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)角 Roll ，Pitch , Yaw。 由于人類對(duì)水平方位感知更明顯，在頭部跟蹤系統(tǒng)中我們著重考慮水平方向的精度。 上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 6 圖 11 HRTF數(shù)據(jù)以及計(jì)算出的 BRIR 頭部跟蹤 頭部跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，它可以用來捕捉人頭部的運(yùn)動(dòng)，近年來在游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的角色。所以在虛擬聲音中加入頭部跟蹤系統(tǒng)是必要的。虛擬聽覺技術(shù)是 繼視頻技術(shù)之后又一重要的人機(jī)接口。上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 頭部跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在虛擬聽覺的應(yīng)用 學(xué) 生： 許仕鵬 學(xué) 號(hào)： 09123819 指導(dǎo)老師： 朱夢堯 副教授 專 業(yè)： 電子信息工程 完成年月： 20xx 年 06月 上 海 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 1 目錄 摘要 ......................................................................................................................................... 3 Abstract ................................................................................................................................... 4 第一章 緒論 ........................................................................................................................... 5 課題研究背景及意義 .............................................................................................. 5 虛擬聲音與頭部跟蹤 .............................................................................................. 5 虛擬聲音生成 ............................................................................................... 5 頭部跟蹤 ....................................................................................................... 6 第二章 頭部跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................... 8 頭部跟蹤作用與原理 .............................................................................................. 8 DCM互補(bǔ)濾波器設(shè)計(jì) ............................................................................................. 9 DCM矩陣 ...................................................................................................... 9 互補(bǔ)濾波器設(shè)計(jì) ......................................................................................... 10 IMU計(jì)算方程 ........................................................................................................ 11 旋轉(zhuǎn)的表示方式 ......................................................................................... 11 四元數(shù) ......................................................................................................... 12 由傳感器數(shù)值與四元數(shù) ............................................................................. 14 四元數(shù)微分方 程 ......................................................................................... 16 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) ................................................................................................................ 18 芯片選擇 ..................................................................................................... 18 硬件電路 ..................................................................................................... 20 軟件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 23 第三章 3D聲音渲染系統(tǒng) .................................................................................................... 26 3D聲音渲染原理 ............................................................................................