Nelineární přehrávání v rámci množiny zvukových vzorků v kontextu videoher

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem, implementací a testováním algoritmu pro zpracování digitálního signálu, který by mohl detekovat všechny možné body přechodu v hudebním souboru s pevným rytmem tak, aby jeho nelineární přehrávání na základě těchto přechodů bylo bezproblémové a přirozené. Tento algoritmus by mohl být použit v různých oblastech elektronické zábavy, jmenovitě v adaptivním zvukovém designu pro videohry. Nejprve je uveden přehled současných populárních technik pro realizaci interaktivního zvuku s případy použití vzorku. Diskuse se pak zaměřuje zejména na pojem nelineárního přehrávání zvukových souborů přes přechod a dotýká se několika metod zvukové syntézy. Poté je poskytnuta nezbytná podkladová práce, analýza výzev, které představují úkoly programování a navrhovaná řešení. Dále je podrobně popsána implementace algoritmu a podpůrná technologická rozhodnutí. Využití nového přístupu je pak demonstrováno na jednoduché GUI aplikaci. Testování vnímání je prováděno, jeho metoda a výsledky jsou diskutovány. Následně je ukázková ukázka použití algoritmu pro účely procedurálního zvuku demonstrována na demo hře, která se opírá o problémově přizpůsobené API. Dále jsou navržena perspektivní vylepšení uvedené techniky.

This master thesis is concerned with designing, implementing, and testing a digital signal processing algorithm that could detect all possible transition points within a rigid-beat music file so that its non-linear playback based on those transitions is seamless and natural. That algorithm could be employed in various fields of electronic entertainment, namely, in adaptive sound design for videogames. First, an overview of currently popular techniques for realizing interactive audio is given with sample use cases. Then, the discussion focuses particularly on the notion of non-linear audio file playback via transitioning and touches several methods of sound synthesis. After that, the necessary background of the work is provided, the analysis of challenges that the programming task poses as well as of suggested workarounds is done. Next, the algorithm’s implementation and the supporting technological choices are thoroughly described. Then, the usage of the new approach is demonstrated on a simple GUI application. Perception testing is carried out, its method and results are discussed. Afterwards, sample usage of the algorithm for the purposes of procedural audio is demonstrated on a demo game that relies on a problem-tailored API. Finally, prospective enhancements of the shown technique are proposed.