<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.4 20241031//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/archiving/1.4/JATS-archive-oasis-article1-4-mathml3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" dtd-version="1.4" article-type="research-article" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Успехи кибернетики</journal-title></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2712-9942</issn></journal-meta><article-meta><article-categories><subj-group><subject>Other</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="ru">Моделирование звука при коллизиях объектов в системах виртуального окружения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Sound Simulation for Object Collisions in Virtual Environments</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Страшнов</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Strashnov</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/><email>strashnov_evg@mail.ru</email><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0937-4052</contrib-id></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Саблин</surname><given-names>И. П.</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Sablin</surname><given-names>I. P.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/><email>sablinivan97@gmail.com</email></contrib><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre “Kurchatov Institute”</institution><city xml:lang="en">Moscow</city><country xml:lang="en">Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="ru">Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»</institution><city xml:lang="ru">Москва</city><country xml:lang="ru">Российская Федерация</country></aff></aff-alternatives></contrib-group><pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2026-06-30"><day>30</day><month>06</month><year>2026</year></pub-date><volume>7</volume><issue>2</issue><fpage>94</fpage><lpage>101</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2026-03-20"><day>20</day><month>03</month><year>2026</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-03-29"><day>29</day><month>03</month><year>2026</year></date></history><self-uri xlink:href="https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/506" xlink:title="https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/506">https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/506</self-uri><self-uri content-type="pdf" xlink:href="publication-2a04a8ad-028f-4141-abba-60bbb95e11d5.pdf" xlink:title="PDF"/><abstract xml:lang="ru"><p>в работе предлагаются методы и подходы для моделирования звука, возникающего при коллизиях виртуальных объектов в системах виртуального окружения. Предлагаемые решения основаны на воспроизведении звуковых файлов при появлении одного из событий, связанного с соударением виртуальных объектов, а также с трением скольжения и качения между ними. Подготовка звуковых файлов для каждой пары типов объектов, участвующих в коллизии, осуществляется в аудиоредакторе Audacity с открытой лицензией. Моделирование звука при соударениях и трении виртуальных объектов реализовано с применением библиотеки Miniaudio с открытым исходным кодом для воспроизведения звука в трехмерной виртуальной среде. В процессе такого моделирования вычисление уровня громкости звука осуществляется на основе информации, получаемой на стадиях определения и разрешения коллизий виртуальных объектов. Расчет громкости воспроизводимого звука при соударении виртуальных объектов реализован с применением математической модели гармонического осциллятора. Апробация предлагаемых в статье решений проводилась в программном комплексе виртуального окружения VirSim на примере взаимодействий виртуального робота с различными объектами виртуального окружения и этих объектов друг с другом.</p></abstract><abstract xml:lang="en" abstract-type="summary"><p>we proposed methods for sound simulation during collisions of virtual objects in virtual environments. The approach is based on the playback of pre-recorded audio signals triggered by collision events, as well as by sliding and rolling friction between objects. We generated sound samples for each pair of interacting object types using the Audacity audio editor. We implemented sound rendering with the open-source Miniaudio library to support 3D audio in a virtual environment. During simulation, sound volume depends on parameters obtained from collision detection and collision response. We computed sound amplitude during impacts using a harmonic oscillator model. We tested the proposed methods in the VirSim virtual environment software package using interactions between a virtual robot and various objects, as well as object-object interactions. The results show that the approach provides consistent and realistic audio feedback for collision and friction events.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>моделирование звука</kwd><kwd>коллизия</kwd><kwd>удар</kwd><kwd>трение скольжения</kwd><kwd>трение качения</kwd><kwd>звуковой файл</kwd><kwd>Miniaudio</kwd><kwd>системы виртуального окружения</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>sound simulation</kwd><kwd>collision</kwd><kwd>impact</kwd><kwd>sliding friction</kwd><kwd>rolling friction</kwd><kwd>audio file</kwd><kwd>Miniaudio</kwd><kwd>virtual environment</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">публикация выполнена в рамках государственного задания НИЦ «Курчатовский институт» — НИИСИ по теме № FNEF-2024-0002 «Математическое моделирование многомасштабных динамических процессов и системы виртуального окружения».</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">this is a part of the FNEF-2024-0002 Simulation of Multiscale Dynamic Processes and Virtual Environments government contract granted to the Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre “Kurchatov Institute”.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><ref id="ref1"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Tang J. Research on the Application of Sound in Virtual Reality. Highlights in Science, Engineering and Technology. 2023;44:206–212. DOI: 10.54097/hset.v44i.7323.</mixed-citation></ref><ref id="ref2"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Азанова В. А. Применение 3D-звука в системах виртуальной реальности. Актуальные проблемы радио- и кинотехнологий: материалы II Международной научно-технической конференции. 2018:89-96.</mixed-citation></ref><ref id="ref3"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Turchet L., Pugliese R., Takala T. Physically Based Sound Synthesis and Control of Jumping Sounds on an Elastic Trampoline. Proceedings of ISon 2013, 4th Interactive Sonification Workshop. Erlangen: Fraunhofer IIS; 2013.</mixed-citation></ref><ref id="ref4"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Unreal Engine Documentation:Working with Audio. Режим доступа: https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/working-with-audio-in-unreal-engine.</mixed-citation></ref><ref id="ref5"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Van den Doel K., Kry P. G., Pai D. K. FoleyAutomatic: Physically-Based Sound Effects for Interactive Simulation and Animation. Proceedings of the 28th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH’01). New York: ACM; 2001:537–544. DOI: 10.1145/383259.383322.</mixed-citation></ref><ref id="ref6"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Liu S., Manocha D. Sound Synthesis, Propagation, and Rendering: A Survey. 2020. arXiv:2011.05538. Режим доступа: https://arxiv.org/abs/2011.05538. DOI: 10.48550/arXiv. 2011.05538.</mixed-citation></ref><ref id="ref7"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Михайлюк М. В., Мальцев А. В., Тимохин П. Ю., Страшнов Е. В., Крючков Б. И., Усов В. М. Система виртуального окружения VirSim для имитационно-тренажерных комплексов подготовки космонавтов. Пилотируемые полеты в космос. 2020;4:72-95. DOI: 10.34131/MSF.20.4.7295.</mixed-citation></ref><ref id="ref8"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Документация Miniaudio. Режим доступа: https://miniaud.io/docs/.</mixed-citation></ref><ref id="ref9"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Торгашев М. А., Страшнов Е. В. Определение коллизий аппроксимирующих цилиндров в системах виртуального окружения. Программная инженерия. 2021;12(7):385-392. DOI: 10.17587/prin.12.385-392.</mixed-citation></ref><ref id="ref10"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Cross R. Coulomb’s Law for Rolling Friction. American Journal of Physics. 2016;84(3):221–230. DOI: 10.1119/1.4938149.</mixed-citation></ref><ref id="ref11"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Радзишевский А. Ю. Основы аналогового и цифрового звука. М.: Издательский дом «Вильямс»; 2006. 288 с.</mixed-citation></ref><ref id="ref12"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Саблин И. П., Михайлюк М. В., Омельченко Д. В., Кононов Д. А. Моделирование звука в системах виртуального окружения. Успехи кибернетики. 2025;6(2):92-99.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
