在看電影或玩游戲時，正確的音效有助于提高體驗的沉浸感。例如，當一位頭發(fā)花白的賭徒在紙牌桌從左到右地滾動一個籌碼時，聲音似乎將從一個耳朵轉到另一個耳朵。對于這一點，電影制作者可以通過拼接預先錄制的聲音來完成。

但對于虛擬現(xiàn)實，要做到這一點十分困難，因為VR不是腳本化體驗，用戶可以自由探索一個廣闊的世界。要提高VR音效的真實感，工程師必須創(chuàng)建大量的“聲音模型”。每個聲音模型都可以支持VR系統(tǒng)在需要的時刻合成特定的聲音。在之前，我們需要一組計算機投入數(shù)小時來創(chuàng)建一個單獨的聲音模型，而且由于不同的模型都需要合成眾多不同的潛在聲音，所以在交互式環(huán)境中創(chuàng)建逼真的聲音一直是難以實現(xiàn)的目標。

現(xiàn)在斯坦福大學的計算機科學家發(fā)明了一種能夠在數(shù)秒內(nèi)創(chuàng)建聲音模型的算法，只需更低的計算本即可在虛擬環(huán)境中為不同對象模擬聲音。當需要聲音的情景發(fā)生時，這個新模型可以迅速合成逼真的音效。計算機科學教授道格·詹姆斯（Doug James）解釋說：“通過簡化模型創(chuàng)建，這使得構建具有逼真音效的交互式環(huán)境變得切實可行?！?/p>

用于創(chuàng)建聲音模型的現(xiàn)有算法是基于19世紀科學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲對聲音傳播的研究。基于這一理論基礎，科學家們設計了算法來創(chuàng)建三維聲音模型：軟件程序能夠合成近乎真實的音頻，因為聲音的音量和方向能夠取決于情景相對于聽眾的位置而變化。到目前為止，用于創(chuàng)建三維聲音模型的最佳算法依賴于邊界元法（Boundary Element Method；BEM），但這對普通用例來說是一種成本和時間成本都十分高昂的過程。

詹姆斯和他的研究生合作者Jui-Hsien Wang開發(fā)了一種通過避開亥姆霍茲方程和BEM來將計算聲音模型的速度提升數(shù)百倍，甚至數(shù)千倍的算法。他們的方法靈感來自20世紀奧地利作曲家弗里茨·克萊因（Fritz Heinrich Klei），所以這群科學家們將其算法命名為KleinPA。詹姆斯說道：“我們認為這將能改變交互式游戲領域。