Quando assistimos a filmes ou jogamos videogame, os efeitos sonoros certos podem ajudar a tornar as cenas mais realistas:quando um jogador grisalho rola um dólar de prata em uma mesa de jogo em um salão de cinema, o som parece viajar de orelha a orelha, um truque que os cineastas podem realizar juntando um som pré-gravado que se move de um alto-falante para outro.

Mas criar essas sensações na realidade virtual até agora tem sido praticamente impossível porque a RV não é um script. É difícil prever quais barulhos um objeto pode fazer, ou onde eles podem ser ouvidos. Para fazer a RV parecer realista, os engenheiros teriam de criar um grande número de "modelos de som" - os equivalentes computadorizados das pré-gravações. Cada modelo de som permitiria ao sistema VR sintetizar um determinado som no momento preciso em que fosse necessário. Até agora, um cluster de computadores levaria muitas horas para criar até mesmo um único modelo de som, e uma vez que muitos modelos diferentes seriam necessários para sintetizar muitos sons potenciais diferentes, criar som realista em ambientes interativos tem sido um objetivo indescritível.

Agora, os cientistas da computação em Stanford inventaram um algoritmo que pode criar modelos de som em segundos, tornando mais econômico simular sons para muitos objetos diferentes em um ambiente virtual. Quando ocorre uma ação que exige um som, este novo modelo pode sintetizar um som tão realista quanto os sons gerados pelos algoritmos muito mais lentos e ainda experimentais do passado. "Facilitar a criação de modelos torna prático construir ambientes interativos com efeitos sonoros realistas, "disse Doug James, um professor de ciência da computação com um compromisso de cortesia em música.

Algoritmos anteriores para criar modelos de som eram baseados no trabalho feito pelo cientista do século 19 Hermann von Helmholtz, que deu seu nome a uma equação que descreve como os sons se propagam. Com base neste fundamento teórico, os cientistas projetaram algoritmos para criar modelos de som 3-D:rotinas de software que são capazes de sintetizar áudio que parece realista porque o volume e a direção do som mudam dependendo de onde a ação ocorre em relação ao ouvinte. Até agora, os melhores algoritmos para a criação de modelos de som 3-D baseavam-se no método de elemento de fronteira (BEM), um processo lento que era caro demais para uso comercial.

James e seu colaborador estudante de pós-graduação, Jui-Hsien Wang, desenvolveu um algoritmo que calcula modelos de som centenas a milhares de vezes mais rápido, evitando a equação de Helmholtz e o BEM. A abordagem deles é inspirada pelo compositor austríaco do século 20, Fritz Heinrich Klein, que encontrou uma maneira de misturar muitos tons e notas de piano em um único, som agradável conhecido como Acorde Mãe. Os cientistas - que batizaram seu algoritmo de KleinPAT em homenagem a sua inspiração - explicam como sua abordagem cria modelos de som em um artigo científico que estão apresentando na conferência ACM SIGGRAPH 2019 sobre computação gráfica e técnicas interativas. "Achamos que é uma virada de jogo para ambientes interativos, "Disse James.