近日，美国专利商标局正式授予苹果一项与空间音频/3D音频有关的专利。

苹果这项空间音频/3D音频授权专利是针对使用苹果新的 "音频引擎 "的开发者设计的，旨在为未来的游戏提供令人振奋的逼真音频，特别是能让玩家沉浸在虚拟环境之中的VR游戏，游戏中湍急的水流或瀑布能够在一个全新的音频维度中展示给玩家。

近日获批的空间音频专利与苹果这个主题的大多数专利有点不同，因为它主要针对的是开发者的工具。更具体地说，这是一个“音频引擎”，适用于设计AR/MR/VR游戏的开发者。

具体来说，苹果公司在第75号专利点中指出："在一个或多个实施方案中，图形渲染模块是一个软件程序（应用程序），它允许上层应用程序（如游戏）的开发者在图形场景中定义对象的空间表示，在上层应用程序中调用并负责渲染或绘制正在显示（投影）的虚拟环境中的3D或2D图形对象的视觉表示。

在一个或多个实施例中，这样的框架可以包括表示场景中一块几何体的几何对象、代表视点的相机对象和代表光源的光对象。图形渲染模块可以包括像Direct3D、OpenGL或其他有GPU软件抽象层的渲染API。

苹果公司进一步指出，其提供的音频引擎用于对三维虚拟环境进行声学渲染。该音频引擎使用几何体积来表示声源和任何声音遮挡物。根据从体积声源投射给听众的声音，并考虑到两者之间的任何体积遮挡物，产生体积响应。音频引擎还提供了根据听众和声源之间的距离，随着时间的推移修改声音的细节水平。

苹果公司的专利图2说明了用于解释三维虚拟音频环境的代表性视图；图3A说明了用于解释具有几何体积的实例物体的代表性视图；图3B说明了用于解释具有简化边界体积的实例物体的代表性视图。

图源：patentlyapple

在苹果公司专利图2的例子中，游戏中的虚拟场景包括两个听众（例如，听众#212A，听众#212B）和两个可以显示的对象，即一条河（#210）和一座房子（#215）。

河流是一个作为声源的对象，在三维虚拟环境中以体积方式表示。因此，河流不是被配置为从构成对象的一个或多个离散点产生声音（如图1），而是从代表它形状的整个体积的表面产生声音。房子是一个声音遮蔽对象，它遮蔽了从河流到听众的声音（#212A）。房子在三维虚拟环境中也是以体积表示的。

然而，像河流这样的发声对象也可以有更复杂的形状。图3B说明了一个河流的例子，它有一个蜿蜒的路径。在一个方面，确定几个简化的边界体积（例如，36、37、38、39），将它们作为一个整体或一起代表河流的几何体积。虽然图2中的体积36-39没有显示为重叠，但这些体积在某些情况下可以重叠。

有了AirPods Pro内置的空间音频，未来的游戏音效将会比想象中的更真实，而且在不远的将来，当苹果公司推出他们的头显设备时，情况可能会变得更好。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图7说明了一个执行3D音频渲染的示例系统。

想查看更多细节，请查阅苹果公司的授权专利11,146,905。