Apple Glass có thể sẽ giúp công nghệ AR trở nên “thật” hơn nữa bằng môi trường âm thanh 3D

Các hệ thống máy chơi game và thực tế ảo đều cung cấp cho người dùng các trải nghiệm âm thanh trung thực và chính xác cũng như có tính đồng bộ cao với phần hình ảnh. Trong trường hợp của công nghệ AR (augmented reality), trải nghiệm này chính là việc thấy được một hình ảnh kỹ thuật số được tạo ra và đặt trong môi trường thật, đi kèm cùng khả năng nghe thấy hiệu ứng âm thanh khi người dùng tương tác với chúng.

Tuy âm thanh có thể giúp tăng cường các trải nghiệm hình ảnh nhưng chúng vẫn có những giới hạn. Lấy ví dụ một thiết lập tai nghe stereo với 2 kênh trái và phải chỉ có thể mô phỏng được các khác biệt âm học ở cấp độ cơ bản, trong khi hệ thống âm thanh ảo có thể giả lập các vị trí 3D bằng cách thay đổi hay thêm thắt nhiều hiệu ứng khác, từ đó mô phỏng chính xác những thay đổi âm học tùy theo từng vị trí.

Ví dụ một âm thanh phát ra phía sau đầu người nghe sẽ bị ù đục, không rõ ràng, trong khi âm thanh phát ra từ phía trước mặt thì có thể nghe được rõ ràng hơn nhiều. Điều này nói chung sẽ hữu dụng tùy theo từng trường hợp, nhưng dù sao thì nó vẫn có độ chính xác chưa cao nếu so với các cảm nhận âm thanh của tai, não hay cơ thể con người trong thực tế.

Theo bằng sáng chế vừa được cấp phép của Apple vào thứ 3 mang tên “cơ chế lựa chọn các tính năng hoạt động có liên quan đến đầu để tái tạo âm thanh 2 kênh”, Apple tin rằng sẽ có thể tạo ra môi trường âm thanh 3D tốt hơn khi sử dụng công nghệ mà hãng đặt tên là HRTF (Head related transfer function). Công nghệ này sẽ tích hợp một cặp filter acoustic vào mỗi bên tai để giả lập chính xác nhất môi trường âm thanh 3D.


Mỗi bộ HRTF sẽ khác biệt nhau ở nhiều yếu tố, cũng như sở hữu cả khả năng đồng bộ các khác biệt trong cảm nhận giữa những người đang thưởng thức cùng một nội dung giải trí với nhau. Dĩ nhiên việc tích hợp từng bộ HRTF khác nhau cho mỗi người dùng là điều phi thực tế, do đó trong tương lai Apple có thể sẽ chọn giải pháp sử dụng các loại HRTF với giá trị tương đương nhau, hoặc chọn kiểu HRTF phù hợp nhất với yêu cầu của người dùng.

Quy trình xử lý HRTF sau đó sẽ được sử dụng như một phần của thuật toán xử lý tín hiệu kỹ thuật số giả lập hai bên để tái tạo lại âm thanh của bản thu như hai bên, sau đó đưa đến tai nghe. Bằng sáng chế xoay quanh ý tưởng lựa chọn kiểu HRTF gần nhất với nhu cầu sử dụng bằng cách “gộp” chúng lại chỉ còn những kiểu thông dụng nhất. Quá trình này có thể sẽ lược bỏ đi một số dữ liệu người dùng ít được truy xuất khi tính toán như chiều cao, giới tính, tuổi tác...

Bằng sáng chế hứa hẹn khi giảm dữ liệu so sánh xuống chỉ còn một phần nhỏ sẽ giúp tăng cơ hội lựa chọn đúng kiểu HRTF phù hợp với người dùng. Sau các bước thiết lập đầu tiên, hệ thống sẽ thu gọn dần dần các lựa chọn đến khi có thể có được kiểu HRTF đúng nhất với nhu cầu sử dụng.

Để giúp quá trình này được nhanh hơn, ta có thể dự đoán rằng các đo đạc sẽ được thực hiện từ chính thiết bị âm thanh của người dùng. Nếu thiết bị chỉ được sử dụng bởi duy nhất một chủ nhân, quá trình đo đạc chỉ cần phải làm một lần mà thôi. Điều này tuy nhiên vẫn sẽ cung cấp những dữ liệu quý báu cho cơ sở dữ liệu lựa chọn HRTF phù hợp với tất cả những người dùng khác. Cũng theo bằng sáng chế, bằng cách phân nhóm người dùng, nhiều kiểu HRTF khác nhau sẽ được sử dụng và theo dõi liên tục, từ đó giúp cải thiện thuật toán phân tích theo thời gian. Lấy ví dụ khi thuật toán ghi nhớ được những người dùng trong độ tuổi 20 ~ 25 hay sử dụng kiểu HRTF nào nhất, nó sẽ phân tích và lựa chọn nhanh hơn (và chính xác hơn) cho các đo đạc về sau khi xử lý các dữ liệu người dùng tương tự. Bằng sáng chế có ghi tên các nghiên cứu viên gồm Darius A. Satongar, Jonathan D. Sheaffer, Martin E. Johnson, and Peter V. Jupin. Những ai hay theo dõi tin tức Apple đều biết ông lớn này đăng ký rất nhiều bằng sáng chế đều đều hàng tuần. Thật ra thì việc bằng sáng chế được đăng ký chưa hẳn nó sẽ xuất hiện trong các sản phẩm tương lai, bù lại chúng ta vẫn có quyền mơ ước và mong chờ chúng xảy ra.

Công nghệ xử lý âm thanh của Apple đã được đưa vào rất nhiều sản phẩm được ưa chuộng như HomePod, hay tính năng chống ồn pass-through trên tai nghe AirPods Pro cũng vậy, và hãng vẫn tiếp tục phát triển thêm nhiều công nghệ mới khác có liên quan đến âm thanh nữa.

Hồi tháng 12/2019, Apple đã được thông qua bằng sáng chế cho “hệ thống di chuyển không gian âm thanh giả lập ra xa người nghe bằng kỹ thuật triệt tiêu crosstalk”. Tính năng này sẽ giả lập mở rộng không gian âm thanh khiến tai người nghe có cảm giác như âm thanh đang được phát ra từ một nơi khác chứ không phải từ loa.

Nhiều chuyên gia dự đoán công nghệ âm thanh mới trong bằng sáng chế của Apple sẽ được đưa vào Apple Glass, một sản phẩm kính AR được đồn đoán từ lâu của Apple. Sản phẩm này được cho rằng sẽ có tích hợp công nghệ AR để hiển thị những vật thể ảo trong môi trường thật, cho phép người dùng nhìn thấy và tương tác với chúng. Các tương tác cũng sẽ được bổ trợ bằng âm thanh để trải nghiệm của người dùng càng trở nên “thật” hơn nữa.

Một bằng sáng chế có liên quan khác được đặt tên là “thiết bị hiển thị có hỗ trợ âm thanh đa phương thức” cho thấy có thể đây sẽ là một bộ headset có tai nghe với khả năng tùy biến theo từng kiểu âm thanh được chơi.