CC BY
64
РОЛЬ ЗВУКА В VR Кармадонов В.Ю.
Кармадонов Виталий Юрьевич — магистр, специальность: программная инженерия, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск
Аннотация: в статье рассматривается технология и значимость улучшения звука для VR. Ключевые слова: VR, виртуальная реальность, VR технологии, звук в VR, пространственное аудио.
Цель виртуальной реальности - полностью погрузить человека в цифровое пространство, вызвав те же физические и психологические реакции, что и в реальном мире. На языке виртуальной реальности (VR) это называется «присутствием»—психическим состоянием, в котором люди вспоминают опыт в VR, как будто они действительно произошли с ними. Компьютерная графика значительно улучшилась в последние годы, и достижения в тактильной и сенсорной технологии VR начинают позволять пользователям чувствовать такие ощущения, как температура, давление и вибрации. Однако для VR, чтобы действительно создать ощущение погружения для человека, необходим динамический звуковой ландшафт и звуковое сопровождение.
Наиболее прогрессивным решением в VR-звуке является «пространственное аудио», которое предназначено для имитации высоты тона, громкости, уровня реверберации и других звуковых сигналов, которые мозг ожидает во время погружения. С нашим слухом мы можем ощутить то, что происходит в тех направлениях, вокруг нас, где мы не можем видеть, например визг шин автомобиля позади нас, и соответственно среагировать на это, без необходимости получения визуальной информации.
В данный момент одной из интереснейших разработок является Spatial audio, которая позволяет программистам создавать контент, звуки которого могут исходить из любого направления. С помощью разработки, очень реалистично можно эмулировать звук дуновения ветра, звук воды, доносящейся из реки у ваших ног и остальные разнообразные шумы окружающего мира.
Spatial audio в своей основной форме эмулирует то, как мы воспринимаем звук в реальном мире. Если мы находимся в комнате, и, кто-то перед нами говорит, и пользователь поворачивает голову влево, то правое ухо будет воспринимать больше голоса, а левое ухо будет слышать меньше. Пространственное аудио достигает такого эффекта в VR, благодаря специальным алгоритмам, которые манипулируют частотами звуковой волны в программе, создавая уровни звука, которые становятся громче или мягче в зависимости от расстояния пользователя до виртуального объекта. Звук также переходит от одного динамика наушников к другому, когда человек перемещает голову из стороны в сторону, или, когда виртуальные объекты перемещаются самостоятельно.
Производители VR-гарнитур начали использовать иммерсивные звуковые ландшафты, как дополнительный способ улучшить качество виртуального погружения. Например, смартфон Nokia 8, например, включает в себя программное обеспечение OZO Audio, которое использует несколько микрофонов устройства для записи видео, которое в дальнейшем имеет качества объемного звука при прослушивании.
Пространственный звук также является одной из основных особенностей новых шлемов смешанной реальности Windows Mixed Reality. К тому же, Microsoft уже производит гарнитуру смешанной реальности с пространственным звуком под названием HoloLens, но это устройство предназначено для разработчиков программного обеспечения и корпоративных пользователей. Microsoft разработала свои пространственные аудио алгоритмы после изучения различных форм уха и то, как мозг человека через внутренние и внешние уши находит источник звука в трех измерениях. Цель - лучше понять, как они влияют на восприятие звука человеком. Была проделана большая работа по моделированию того, как звук отскакивает и отражается от окружающей среды.
До этих разработок повсеместно использовали «3-D audio» —предшественник пространственного аудио. Эти технологии были очень ограничены, они были разработаны для ПК в 1990-х годах. В первых приложениях для VR, когда вы двигали головой, звуки не эмулировали среду, были фиксированными относительно вашей головы.
Учитывая, что люди запрограммированы обращать внимание на звук и инстинктивно использовать его для отображения своего окружения, поиска точек интереса и оценки потенциальной опасности, трудно переоценить полезность пространственного звука для VR. По мере того как виртуальные среды перемещаются в основное русло в образовании, обучении и здравоохранении, включая лечение фобий и травм с помощью терапии воздействия виртуальной реальности, пользователи захотят полностью задействовать свои чувства.
Список литературы
1. HTC VIVE ПРЕДСТАВИЛИ SPATIAL AUDIO SDK. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://vrgeek.ru/htc-vive-predstavili-spatial-audio-sdk/ (дата обращения: 29.06.2018).
2. Брэндон Ховард погружает свою музыку в VR. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://vrgeek.ru/muzykant-brendon-hovard-pogruzhaet-svoyu-muzyku-v-vr/ (дата обращения: 25.06.2018).
3. How Do We Use Sound in VR? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.coursera.org/lecture/3d-models-virtual-reality/how-do-we-use-sound-in-vr-vMQun/ (дата обращения: 25.04.2018).
АНАЛИЗ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ПОД ВЛИЯНИЕМ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ И ПОСТОЯННЫХ ПЕРЕПАДОВ ТЕМПЕРАТУР
Мнацаканян С.С.
Мнацаканян Севак Смбатович — магистрант, кафедра технологии строительных материалов и метрологии, Санкт-Петербугский государственный архитектурно-строительный университет,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: в статье анализируются процессы, протекающие при при низких температурах в бетоне до -60 °С. Определяются прочностные характеристики бетона при низких температурах путем проведения экспериментов. Ключевые слова: анализ, бетон, прочность, морозостойкость.
Проблема долговечности бетона в конструкциях построек, используемых в суровых климатических условиях, занимает одно из ведущих мест в научных исследованиях как в России, так и за ее пределами (США, Великобритания, Япония, Канада и др.). Низкие отрицательные температуры (до -60 °С), долгий зимний период, постоянные перепады температур, наличие вечномерзлых грунтов приводят к преждевременному разрушению бетона в различных сооружениях.
Были проведены исследования, позволяющие глубже понять деструктивные процессы, протекающие при при низких температурах в бетоне до -60 °С. [3] Выяснено, что при увеличении температуры промерзшего до низких температур и водонасыщенного бетона на один градус, в его структуре возникают растягивающие напряжения примерно 0,1-0,2 МПа. Быстрый нагрев промерзшего бетона за счет колебания температуры воздуха на 15-20 °С приводит к образованию растягивающих напряжений, сравнимых с прочностью бетона при растяжении. Анализ изменения температуры за 24 часа окружающей среды по пяти месяцам с наиболее низкой температурой за месяц позволил вычислить около 50 колебаний температуры с перепадом 15 °С в течение 3 ч и более 15 колебаний - с перепадом 25 °С в течение 24 часов. Эффект циклических температур в интервале отрицательных значений способствует постепенному снижению упругих и механических характеристик бетона и снижению его стойкости.
Для количественной оценки этого снижения прочности были произведены исследования в лаборатории на образцах-кубах с ребром 10 см. Образцы делали из бетона разных составов, отличающихся расходом цемента, водоцементным отношением и, соответственно, прочностью бетона (см. Таблицу).
