Resonance Audio Spatialization Settings

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정의

Unreal Engine 내부에서 개별 Audio 소스의 3차원 위치 데이터를 바탕으로 소리의 방향성과 거리 감쇠를 정밀하게 연산하여 입체적인 공간 음향을 렌더링하는 Google 기반의 공간화

Plug-In 구성 Data Asset이다.

설명

과거 평면적인 Surround Sound 시스템은 수평적인 소리 방향만 제공할 뿐 고도에 따른 위아래 구분이나 거리에 따른 미세한 음향 변화를 청취자에게 온전히 전달하지 못했다.

Google은 가상현실 플랫폼의 발전에 맞춰 소리의 3차원적 방향성과 위상을 Head Related Transfer Function 알고리즘으로 시뮬레이션하는 Resonance Audio 기술을 개발하여 Engine 코어에 전격 통합했다.

이 Asset은 개별 Audio 컴포넌트에 직접 부착되어 해당 객체가 발생시키는 소리의 지향성 패턴과 공간 내 퍼짐 정도를 수학적으로 세밀하게 제어한다.

현업 파이프라인에서는 캐릭터의 발소리나 날아가는 총알 소리처럼 명확한 위치 추적이 필요한 객체의 정위감을 극대화하고 바이노럴 렌더링을 통해

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Headphone 출력 환경에서도 완벽한 360° 공간감을 창출하는 핵심 제어기로 작동한다.

원리

지향성 패턴 수학적 묘사

소리가 모든 방향으로 퍼져나가는 구형 방사 대신 전면으로만 뻗어 나가는

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Bi-Directional (양지향성)이나 양방향으로 퍼지는

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Bi-Directional (양지향성) 같은

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Polar Pattern (지향성 패턴)을 매개변수로 설정하여 물리적 발음체의 방사 특성을 시뮬레이션한다.

음원 크기 기반 체적 연산

점 음원으로만 소리를 처리하던 기존 방식에서 벗어나 소리가 발생하는 객체의 물리적 크기를 반경 수치로 입력받아 거대한 공장 설비나 엔진이 뿜어내는 공간적 볼륨감을 현실적으로 렌더링한다.

Head Related Transfer Function 위상 변조

인간의 귓바퀴와 머리 형태가 소리를 굴절시키는 물리적 현상을 알고리즘화하여 적용함으로써 스테레오 Headphone 출력만으로도 소리의 고도와 방향을 정확히 인지하게 만든다.

근거리
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Phase - φ (위상) 차이 보정

청취자의 머리에 매우 가깝게 접근한 소리를 처리할 때 발생하는 좌우 귀의 미세한 도달 시간 차이와 진폭 차이를 증폭하여 속삭임이나 귓가에 맴도는 소리의 밀착감을 극대화한다.

구조

예시

무기 발사체 궤적 3D 렌더링

건슈팅 Game에서 플레이어의 귓가를 스치고 지나가는 저격총 총알 소리를 구현할 때 적용한다. 이 Asset을 부착하고 근거리 위상 보정 매개변수를 최대로 끌어올려 총알이 머리 옆을 통과하는 순간 좌우 귀에 도달하는 소리의 시간차를 극단적으로 강조함으로써 소름 돋는 입체감과 위협감을 Headphone 환경에 렌더링한다.

NPC 대화 지향성 패턴 적용

주변 Character들이 대화하는 컷신 환경을 설계할 때 단순 점 음원을 사용하면 뒤를 돌아보고 있는 NPC의 목소리도 똑같은 볼륨으로 들려 현실감이 무너진다. 지향성 패턴 매개변수를 Cardioid 형태로 세팅하고 전면 방사 에너지 비율을 높여 NPC가 플레이어를 바라볼 때는 명료하게 들리지만 고개를 돌리면 고음역대가 깎이고 소리가 먹먹해지도록 물리적 방향성을 부여한다.

거대 기계 장치 체적감 구현

화면을 꽉 채우는 거대한 공장 설비 기계음을 디자인할 때 소리가 한 점에서 나는 것처럼 들리는 현상을 방어한다. Asset 내부의 소스 반경 수치를 거대한 크기에 맞춰 수십 미터 단위로 넓게 설정한다. 소리의 에너지가 좁은 점이 아니라 넓은 구형 표면에서 뿜어져 나오도록 연산 방식을 전환하여 거대 기계 특유의 웅장한 볼륨감과 공간을 짓누르는 무게감을 절차적으로 완성한다.

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