具有散射与早期反射控制的室内声学渲染网络

室内声学合成可用于虚拟现实（VR）、增强现实（AR）及游戏应用中，以增强听者的沉浸感、真实感与外部化感知。一种常见方法是采用几何声学（Geometrical Acoustics, GA）模型以交互速度计算脉冲响应，并结合快速卷积方法实时施加这些响应。另一类基于延迟网络的模型能够以显著更低的计算成本建模室内声学的某些方面。为了弥合这两类模型之间的差距，已有研究引入了近似声辐射传递（Acoustic Radiance Transfer, ART）的延迟网络设计，其中 ART 是一种用于模拟声能在环境中离散面片之间传递的 GA 模型。本文对此类设计提出两项关键扩展。第一项扩展涉及反馈矩阵的一种新的、基于物理且保持稳定性的设计，从而能够更精确地控制散射，并更一般地控制晚期混响特性。第二项扩展允许以高精度建模任意数量的早期反射，意味着网络可在计算成本与早期混响精度之间按需自由伸缩。所提出的扩展与基线 ART 近似延迟网络以及两种参考 GA 模型进行了比较。评估基于感知相关特征的客观度量，包括频率相关的混响时间、回声密度增长以及早期衰减时间。结果表明，所提出的扩展相较于基线模型带来了显著改进，尤其在非凸几何形状或墙面吸声分布不均匀的情形下，这两种情形均具有广泛的实际意义。