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對于聲卡，特別是采用3D定位技朮的新一代聲卡，其聲音處理算法是非常重要的，它往往決定了產品定位和音頻效果的好壞。目前有不少音頻技朮公司和聲卡廠商開發出了各種各樣的算法和技朮，這些算法和技朮一般都有自己的編程接口，即API。各種算法之爭往往變成了API之爭。為了更好地了解各種音頻技朮和算法，更好地選擇適合我們的產品，有必要對各種API作一些了解。下面就讓我們一起來看一看吧。
Aureal 3D
A3D是Aureal Semiconductor公司開發的一種突破性的新的互動3D定位音效技朮，使用這一技朮的應用程序（通常是游戲）可以根據用戶的輸入而決定音效的變化，產生圍繞聽者的3D定位音效，帶來真實的聽覺體驗。A3D技朮最具特色的地方是可以只用一對普通立體聲音箱或耳機來實現3D音效定位。
A3D最初的版本為1.0，其技朮包括兩組應用：
1、A3D Surround
這一技朮允許只用兩只普通的音箱或一對耳機，在環繞著聽者的三維空間中精確地定位聲源。
2、A3D Interactive
這一技朮能為游戲、3D Internet網站以及其它交互式的軟件應用提供交互式（或者稱為互動）的3D音響效果，營造出非常真實的3D聽覺環境。
在A3D 1.0的基礎上，Aureal又推出了下一代3D定位音效標准──A3D 2.0。
A3D 2.0的特性包括：
1、新的加速芯片
Vortex2，支持更多的3D聲源，更高的采樣率和更大的HRTF過濾器。加速能力由8個音源提高到16個，采樣率提高到48kHz，同時HRTF過濾器集的長度是過去的兩倍，以支持對48kHz音效頻譜的3D處理。
2、聲波追蹤（Wavetracing）技朮
包括實時聲學反射（Reflection）、回音(Reverb)和阻塞(Occlusion)渲染。這是一項與客戶（如NASA、Matsushita、Disney等）共同開發多年的新技朮，是A3D
2.0的一項關鍵的技朮進步。A3D 2.0的聲波跟蹤技朮可以分析一個空間的三維几何描述，實時跟蹤聲波在環境中被聲學物質的反射和吸收。這意味著聲音并非只有從聲源直接散發出來的才能被聽見(像在A3D
1.0中的那樣)，它們可以被牆反射、從打開的門縫泄露到下一個房間、在拐角處被阻塞并消失，或者當你從房間里走到開闊地時突然間從你頭頂上出現。聲學環境的几何描述和物體的材質特性都在A3D
2.0的API中反映出來。
A3D 2.0 SDK對A3D API做了很大的擴充，為音效的回放和3D定位提供了新的資源管理、3D几何和3D場景管理函數。用A3D
API寫的應用程序可以在任意基于Windows的PC上用2D音頻模擬方式運行，而不管它用的是哪一種音效子系統。事實上，A3D的驅動程序可以自動檢測用戶系統中是否存在支持A3D或A3D
2.0的硬件。
DirectSound3D
在3D游戲的接口上，Microsoft的DirectX無疑是被使用得最多的，DirectSound3D（DS3D）則是其中的一個組件。和用于圖形應用的大名鼎鼎的D3D（Direct3D）比起來，作為3D音頻應用的DS3D似乎不太引人注意，但它卻擁有D3D沒有的優點──那就是具有擴展能力（如EAX就是其中的一個著名的擴展API）。
DS3D的作用在于幫助開發者定義聲音在3D空間中的定位和聲響，然后把它交給DS3D兼容的聲卡，讓它們用各種算法去實現。定位聲音的效果實際上取決于聲卡所采用的算法。
如果你沒有DS3D兼容的聲卡，Microsoft也提供了一個簡單的3D音效引擎用于在CPU上實現，但效果并不理想。當然兼容DS3D的聲卡并不意味著不需要CPU來參與3D音頻運算過程，只是說可以使用聲卡制造商開發的或被允許使用的3D算法。這些算法通常具有更好的3D定位效果和更低的CPU占用率。
開發者至少要為每一個音源在3D房間中確定位置，然后（并且）設置聽者的位置和方向，他們通常還需要選擇音源到達聽者耳朵時的相對速度。這個速度實際上并不是真正的相對速度，只是用于計算多普勒效果（一種由于相對位置的改變而使聲波頻率發生改變的效應）。
在DS3D中，開發者可以為每一個音源選擇一個最小的距離，在這個距離上聲音具有最大的音量，如果音源繼續移向聽者，則音量保持相同。音量減少的速度由一個衰減參數（對所有音源都是相同的）來決定，但通常離聽者的距離加倍的話，音量將減半。
開發者還要為每一個音源指定一個最大距離。開發者可以選擇當音源超過這個距離時，音量是保持一定的水平還是完全安靜。
以上的例子都是把音源當作點源。也就是說，它們在各個方向上都傳播相同的聲音。但給聲音一個方向也是可以的，為了做到這一點，開發者要為音源指定一個內聲錐和一個外聲錐。在內聲錐中，聲音處于最大狀態（在其相應的距離上），在外聲錐之外，聲量可以是開發者選擇的任意值，而在兩個音錐之間音量是漸變的。正確的設計和利用聲錐可以讓應用程序中的聲音效果更加真實。例如我們可以在一個房間的中間放置一個音源，把它的方向設為對著門口，然后設置外聲錐的角度使它可以順著門口延伸開去，再設置外聲錐的音量不可聞。當用戶經過開著的門口的時候，將會聽到聲音突然間從房間里散發出來。
DS3D推出后，因為Microsoft占主導地位，因此游戲中使用DS3D API的也相當多。但也有不少人批評DS3D的3D音頻定位效果不太好，其實這是與廠商自己的算法有關。
EAX
EAX是什么？相信很多人都會脫口而出──Environmental Audio Extensions環境音效擴展集。但不是每個人都清楚EAX的真正含義和特性，很多人往往把EAX和Sound
Blaster Live!系列聲卡上被總稱為Environmental Audio（環境音效）的各種效果混為一談，這是不對的。
EAX的本質是一種API（Application Programming Interface），也就是一種編程接口，而且這個接口目前必須依賴于Microsoft的DirectSound3D。EAX是一個開放的API，任何人都可以使用這一接口來開發或者在自己的軟硬件產品中加入對EAX的支持。
EAX 1.0的作用說起來比較簡單──為游戲加入3D混響（Reverb）效果。注意僅僅是混響效果，而不是別的什么東西！所以如果有人大談EAX
1.0的3D定位效果如何如何好或不好，那只能說明他對EAX的作用不了解。在支持EAX的3D游戲中，音效的3D定位實際上是由DirectSound3D來完成的。當然因為EAX和DirectSound3D密不可分，所以也容易造成誤解。
EAX 1.0的作用只是為游戲加入3D混響（Reverb）效果，而且用起來很簡單（對API而言，簡單易用是一種優點），但實時Reverb效果的實現就一點都不簡單，有諸如各種反射、空間材質、空間大小等一大堆東西要考慮。除了要求聲卡處理能力強外，還要求有好的算法。雖然之前許多聲卡可以設置Reverb，但往往只能在MIDI回放中簡單實現，而且沒有几個能真正應用于實時變化的游戲中。環境音效提出了“環境”的概念，而在EAX
1.0中實現了混響這一最重要特性的編程接口，可以說是游戲中繼3D定位概念之后的一個巨大進步。
EAX 1.0只幫助實現了Environmental Audio中的混響效果，并不代表Environmental Audio的全部。想在互動游戲中得到應用，還必須有更多的特點。因此Creative又推出了EAX
2.0，其最大的改進在于加入了Occlusion（隔離）和Obstruction（阻塞）屬性。
Occlusion屬性的作用在于模擬類似于聲源位置在另一個房間或牆的另一邊之類的情況﹔而Obstruction屬性的作用在于模擬聲音在同一個場景中遇到障礙物時衍射的情況，例如一個人在同一個房間中的一個大柱子后面講話。
1999年3月16號，Creative又宣布了EAX 3.0。據介紹，EAX 3.0加入了功能強大、簡單易用的音效設計工具。包括可以為每一個單獨音源做早反射和混響的控制、局限反射群、改進了的距離模型、允許在環境之間動態平滑切換等，并為開發者公開了全部環境音效參數。
自EAX發布以來，已有多家硬件和軟件廠商表示支持，如Yamaha、ESS、Aztech、QSound等，EAX 2.0還被集成在IA-SIG（Interactive
Audio Special Interest Group）的新一代3D音頻標准I3DL2（IA-SIG Interactive
3D Audio Rendering Guideline Level 2）內。EAX本身除了大家看到的1.0、2.0、3.0外，將來也許還會有更新的版本、更多的特性（如環境音效的各種效果、變化等），并擴展到DirectMusic、MIDI等范圍。
Sensaura 3D
在API大戰中，人們似乎常常只看到DS3D、EAX和A3D，但在3D音頻這個廣闊的舞台上，還有不少3D音頻技朮和API，它們當中的佼佼者之一，就是Sensaura。
Sensaura這個怪怪的名字也許大家都不是很熟悉，但它確實是一個老牌的技朮了。作為一種音頻技朮，Sensaura在音樂工業上的應用已有十年以上的歷史。使用了Sensaura技朮的PC音頻芯片廠商包括ESS、Yamaha以及Cirrus
Logic、Crystal等。由此，我們可以看出其影響力有多大。
和Aureal等其它公司的技朮一樣，Sensaura在耳機模式中采用了HRTF技朮，在兩個喇叭模式中采用了交錯抵消的HRTF技朮。
Sensaura同時也提供了一種四喇叭解決方案，稱為Sensaura Drive（ESS的最新芯片Canyon3D將支持這種技朮）。
Sensaura同樣支持DS3D，并且和Creative一樣通過把A3D調用轉化為DS3D調用的方式支持A3D 1.0。
Sensaura在它們的DS3D驅動程序中包含了一個Voice Manager，開發者可以用它來選擇最重要的音源使用3D模式而其余的使用立體聲模式。
Sensaura同樣支持作為開放標准的EAX，并已為一些聲卡（如Yamaha的WaveForce）發布了EAX驅動程序。Sensaura為EAX而設的混響引擎現在已經可以為即將來到的I3DL2標准作准備。
Sensaura有一個新技朮稱為MacroFX。因為當前的HRTF不能很好地在距離聽者一米以外的范圍內定位聲音，特別是使用揚聲器的時候。MacroFX技朮就是為了解決這個問題而設的。MacroFX提供了6個區域，其中區1（極遠）和區2（遠），可像DS3D的遠模型一樣工作。其它的四個區是近距域，在左耳、右耳和頭部中間。Sensaura宣稱可以為游戲開發者提供特殊的3D效果，像耳語、風聲、耳機模擬和非常接近的飛行物。
Sensaura還有一項被稱為ZoomFX的新技朮，可以改善當前游戲中3D音效的另一個局限──在當前DS3D的模型中，所有的音源都是點狀的，這對于表現在遙遠距離上的大物體（如火車）來說是可以的。但實際上當火車逼近時就不再是點狀的音源了。DS3D模型依然把它當作點狀音源，所以失去了真實感（我們只能聽到一輛微型的火車而不是一個巨大的物體在隆隆而過）。ZoomFX解決了這個問題，使類似的大物體成為一系列不同的音源。
Sensaura憑借悠久的歷史，將是新一代3D音頻技朮的有力競爭者。
QSound
提起音效技朮，又怎么少得了老牌的QSound呢？早在1991年，QSound就把它們的3D音效技朮──Q3D介紹給大家了。和Sensaura一樣，QSound并不銷售芯片，而只是提供音效技朮。QSound當前的用戶包括Sega的Dreamcast、VLSI的Thunderbirds、Trident的4DWave-DX和4DWave-NX等。除此之外，QSound的技朮還被用于一些游戲和應用程序中。
Q3D同樣也可以用兩個喇叭和耳機產生3D音效，其中耳機模式（稱為Q2）和A3D、Sensaura一樣采用了HRTF（當然雖然都是HRTF，但實現起來的效果是千差萬別的）。使Q3D與眾不同的是它們的雙喇叭模式（稱為Q1）。QSound專門為雙喇叭開發了據稱經過超過550000個聽音測試的特別模式。
使用Q3D的聲卡將支持DS3D、EAX和A3D 1.0（像Creative和Sensaura一樣，A3D的調用被轉化為DS3D調用）。QSound把它們的混響引擎稱為QEM，并作為Q3D
2.0的一部分。
Q3D 2.0同樣支持4個喇叭的模式，但目前還只是使用簡單的算法。不過QSound打算將來在四聲道模式中使用更先進的算法，而且已經開始推廣它們的優先引擎結構以在下一代產品中支持多于4個喇叭。
Q3D技朮并不僅僅用于游戲，事實上QSound用Q3D技朮構造了一個杜比認証的虛擬多通道技朮──QSurround。QSound還出售程序和工具，如：QCreator、QMDX、QMixer等。
QSound還提供三種其它的音效技朮，分別是QXpander、QMSS和2D-to-3D remap。其中QXpander是一種立體聲擴展技朮﹔QMSS是用于4喇叭模式的多音箱環繞技朮，可以把立體聲擴展到4通道輸出，但并不加入混響效果。2D-to-3D
remap則是為DirectSound的游戲而設，可以把立體聲的數據映射到一個可變寬度的3D空間中去，這個技朮支持使用Q3D技朮的聲卡。
IAS
上面談到的各種API和技朮各有特點，有的互相兼容、有的卻勢成水火。對于游戲開發者來說，為了讓所有的用戶都滿意，很多時候必須針對不同的系統和API編寫多套代碼，這實在是一件比較麻煩的事情。如果又出現新的音頻技朮，開發者就又要再來一次。IAS就是針對這個麻煩而來的。
IAS（Interactive Around-Sound）是Extreme Audio Reality, Inc（EAR）公司在開發者和硬件廠商的協助下開發出來的專利音頻技朮，這個技朮能測試系統硬件，管理所有的音效平台需求，從而允許開發者只寫一次，即能隨處運行。
IAS為音效設計者管理所有的音效資源，提供了DS3D支持和其它環繞聲的執行。這樣，開發者就可以騰出更多的精力去創作真實的3D音效，而無須為諸如Buffering、Streaming以及兼容性之類的問題擔心。
在一個界面層上，IAS提供了真正動態離散的單獨音效事件的位置，其先進的特性包括：所有的資源管理、緩沖和流處理都是自動化的﹔所有的3D定位和速度被自動計算﹔多普勒、高度、距離、延遲和其它控制參數自動計算﹔所有的性能標志能為每一個聲音事件打開或關閉﹔所有的聲音事件都與其它的聲音事件完全獨立。
另外，音效輸出引擎會自動配置最佳的3D音頻解決方案，其中以支持四通道模式聲卡為首要目標。而DS3D可以在現有的雙喇叭平台上獲得支持。
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