Quando guardiamo film o giochiamo ai videogiochi, gli effetti sonori giusti possono aiutare a rendere le scene più realistiche:quando un giocatore brizzolato fa rotolare un dollaro d'argento su un tavolo da gioco in un saloon con schermo argentato, il suono sembra viaggiare da un orecchio all'altro, un trucco che i cineasti possono realizzare unendo un suono preregistrato che si sposta da un altoparlante all'altro.

Ma creare tali sensazioni nella realtà virtuale è stato finora praticamente impossibile perché la realtà virtuale non è scritta. È difficile prevedere quali rumori potrebbe emettere un oggetto, o dove potrebbero essere ascoltati. Per rendere realistico il suono VR, gli ingegneri dovrebbero creare un vasto numero di "modelli sonori", gli equivalenti computerizzati delle preregistrazioni. Ogni modello sonoro consentirebbe al sistema VR di sintetizzare un suono particolare nel momento preciso in cui era necessario. Fino ad ora un cluster di computer avrebbe impiegato molte ore per creare anche un singolo modello sonoro, e poiché sarebbero necessari molti modelli diversi per sintetizzare molti suoni potenziali diversi, creare suoni realistici in ambienti interattivi è stato un obiettivo sfuggente.

Ora gli scienziati informatici di Stanford hanno inventato un algoritmo in grado di creare modelli sonori in pochi secondi, rendendo conveniente simulare suoni per molti oggetti diversi in un ambiente virtuale. Quando si verifica un'azione che richiede un suono, questo nuovo modello può sintetizzare un suono altrettanto realistico quanto i suoni generati dagli algoritmi molto più lenti e ancora sperimentali del passato. "Semplificare la creazione di modelli rende pratico creare ambienti interattivi con effetti sonori realistici, " ha detto Doug James, un professore di informatica con un appuntamento di cortesia in musica.

Gli algoritmi precedenti per creare modelli sonori erano basati sul lavoro svolto dallo scienziato del XIX secolo Hermann von Helmholtz, che ha dato il suo nome a un'equazione che descrive come si propagano i suoni. Sulla base di questa base teorica, gli scienziati hanno progettato algoritmi per creare modelli sonori 3D:routine software in grado di sintetizzare un audio che sembra realistico perché il volume e la direzione del suono cambiano a seconda di dove si verifica l'azione rispetto all'ascoltatore. Finora i migliori algoritmi per la creazione di modelli sonori 3D si basavano sul metodo degli elementi di confine (BEM), un processo lento che era semplicemente troppo costoso per l'uso commerciale.

James e il suo collaboratore studente laureato, Jui-Hsien Wang, ha sviluppato un algoritmo che calcola i modelli sonori da centinaia a migliaia di volte più velocemente evitando l'equazione di Helmholtz e il BEM. Il loro approccio è ispirato al compositore austriaco del XX secolo Fritz Heinrich Klein, che hanno trovato il modo di fondere un gran numero di toni e note di pianoforte in un unico, suono piacevole noto come Mother Chord. Gli scienziati, che hanno chiamato il loro algoritmo KleinPAT in riferimento alla sua ispirazione, spiegano come il loro approccio crea modelli sonori in un articolo scientifico che presentano alla conferenza ACM SIGGRAPH 2019 sulla computer grafica e le tecniche interattive. "Pensiamo che questo sia un punto di svolta per gli ambienti interattivi, " disse Giacomo.