سیستمی برای تولید صداهای حقیقی برای انیمیشن های کامپیوتری

پیشرفت در زمینه‌ی تصویرسازی کامپیوتری، موجب تولید انیمیشن‌هایی بسیار شبیه واقعیت شده است؛ ولی صداهایی که ما از این انیمیشن‌ها می‌شنویم مثل برخورد اشیا، اغلب ضبط‌شده هستند. اکنون دانشمندان دانشگاه استنفورد سیستمی را توسعه داده‌اند که به‌صورت اتوماتیک صداهای دقیقی را برای طیف وسیعی از پدیده‌های متحرک تولید می‌کند. داگ جیمز استاد علوم کامپیوتر دانشگاه استنفورد گفت:

ما می‌توانیم صحنه‌ها را متحرک کنیم و سپس آن‌ها را با تلفیق فیزیک و گرافیک کامپیوتر به نمایش در آوریم؛ اما صداها معمولا جعلی هستند. در حال حاضر راهی برای ایجاد صداهای هاهنگ‌شده واقعی برای محتویات متحرک پیچیده مانند پاشیدن آب یا برخورد اشیا به صورت اتوماتیک وجود ندارد.

کاری که پژوهشگران در کنفرانس ACM SIGGRAPH ارائه دادند، علاوه بر واقعی‌تر کردن دنیای مجازی، می‌تواند به شرکت‌های مهندسی نیز در راستای صداگذاری محصولات قبل از تولید فیزیکی و ارائه طرح‌های آرام‌تر و کمتر آزار دهنده، کمک کند.این سیستم تلفیق صدا با محاسبه‌ی امواج فشار ایجاد شده توسط حرکات سریع و ارتعاشات سطوح (مانند یک سنج)، می‌تواند به صورت اتوماتیک برای انیمیشن‌های کامپیوتری تولید صدا کندژویی وانگ نویسنده‌ی اول مقاله می‌گوید:

من سال‌های زیادی را برای حل مسائل دیفرانسیل صرف کرده‌ام، روشی که تعیین‌کننده‌ی نحوه‌ی انتشار صداها است؛ این حقیقتا جایی است که شما فقط معادله را حل نمی‌کنید بلکه می‌توانید وقتی آن را انجام دادید، آن را بشنوید. این واقعا برای من هیجان‌انگیز است.

پیش‌بینی صدا

این سیستم با استفاده از هندسه و حرکات فیزیکی، حرکات لرزشی هر کدام از اشیا را درک می‌کند و همچون یک بلندگو این ارتعاشات موجب بر انگیختگی امواج صوتی می‌شوند. این سیستم امواج فشار ایجادشده توسط حرکت سریع و لرزش سطوح را محاسبه می‌کند؛ ولی ارتعاشات فضایی را تکرار نمی‌کند. بنابراین اگرچه این مدل، پژواک‌های ایجادشده در فضایی همچون یک کلیسای بزرگ را نمی‌تواند تولید کند؛ ولی قادر است طیف وسیعی از صداها را با جزئیات قابل قبولی تولید کند.اکثر صداهای همراه با انیمیشن‌ها متکی بر کلیپ‌های از قبل ضبط‌شده هستند که نیازمند کار دستی زیادی برای همزمان‌سازی صدا با تصویر مربوطه هستند. علاوه بر این، این کلیپ‌ها محدود به صداهایی هستند که وجود دارند و چیز جدیدی را نمی‌توانند پیش‌بینی کنند. دیگر سیستم‌هایی که می‌توانند صدا را به دقت سیستم جیمز و گروهش، تولید و پیش‌بینی کنند، فقط در موارد خاص کار می‌کنند یا فرض می‌کنند که هندسه تغییر نمی‌کند. آن‌ها همچنین نیاز به یک مرحله‌ی پیش‌محاسباتی طولانی برای هر پروژه‌ی جدا دارند.صداهای شبیه‌سازی‌شده با این روش، بسیار دقیق هستند. این سیستم علاوه بر اینکه امواج صدای تولید شده توسط هر کدام از اشیا را در نظر می‌گیرد، نحوه‌ی آمیختن امواج با هم، تشدید شدن یا محو شدن صداها را نیز پیش‌بینی می‌کند.

چالش‌های پیش رو

در شکل کنونی، تولید محصول نهایی توسط گروه کمی زمان می‌برد، اما حال که آنها پتانسیل این روش را به تایید رسانده‌اند، می‌توانند روی بهینه‌سازی عملکرد آن تمرکز کنند و حتی در این وضعیت هم ارزش انتظار کشیدن را دارد.جیمز می‌گوید:

نخستین صدای آبی که ما با این سیستم تولید کردیم از بهترین هایی بود که ما شبیه‌سازی کرده بودیم و آب خودش یک چالش بزرگ در صداهای تولیدی توسط کامپیوتر است. ما توقع پیشرفت کمی را داشتیم ولی این سیستم خیلی بهتر از سیستم‌هایی شد که قبلا وجود داشت.

اگرچه این سیستم به طور قابل قبولی قادر است صداهای گردش اشیا مختلف، افتادن و برخورد آن‌ها به هم را تولید کند ولی مدل‌سازی صدای اشیا و اثرات متقابل پیچیده‌تر بین آن‌ها هنوز دشوار است و لازم است منتظر کارهای آینده بود.