當(dāng)我們在電影院看電影時，我們可以感覺到從左、右、后甚至頭頂傳到我們耳朵里的聲音，從而給我們更好的聽覺體驗。這種賦予聲音空間方向感的技術(shù)被稱為環(huán)繞聲技術(shù)，它允許聽眾體驗幾乎與場景一致的聲場。

那么，我們怎樣才能實現(xiàn)這種圓周音響技術(shù)呢？顯然，最簡單的方法就是讓盡可能多的揚聲器環(huán)繞我們的耳朵，這樣不同揚聲器的聲音就能讓人覺得聲音應(yīng)該來自不同的位置，這也是電影空間音頻的設(shè)計理念。

然而，對于個人來說，這將增加我們設(shè)備的成本。與帶有復(fù)雜音頻設(shè)備的電影院不同，我們的耳機只能在左右兩個揚聲器上實現(xiàn)同樣的功能。這種技術(shù)使用兩個耳機在空間任意方向發(fā)出聲音，被稱為虛擬環(huán)繞聲技術(shù)，也被稱為沉浸式空間音頻技術(shù)，這是我們下一步關(guān)注的焦點。

空間音頻的目的是讓人的耳朵對重播的聲音有更真實的空間感。因此，為了理解空間音頻技術(shù)，我們首先需要思考一個問題--人類如何判斷聲音的方向？

如何判斷人耳中聲音的方向

我們都知道，用一只耳朵就能感覺到聲音的響度、音調(diào)和音色。但是，如果你想分辨聲音的方向，你必須依靠兩只耳朵。原因是兩耳可以識別時差和聲級差。時差是指聲音到達兩耳的時間之間的差異，而聲級差異是指兩耳聽到的聲音能量的差異。

例如，在下面的場景中，當(dāng)聲源在我們的右邊時，我們的右耳會首先聽到聲音，然后聲音到達左耳。聲波在空氣中傳播的時間越長，能量就越小，因此右耳聽到的聲音能量大于左耳。

那么，僅僅依靠時間差和聲級差這兩個因素就能實現(xiàn)聲源在三維空間中的位置嗎？

別擔(dān)心，先看看下面的場景。

正如下面的場景所示，當(dāng)聲音來自我們的前部和后方時，到達兩耳的時差和能量差為零，也就是說，當(dāng)兩耳之間的時差和能量差為00：00時，我們無法分辨聲音是來自正前方還是直接來自后面。

那么，問題來了。你如何分辨兩耳聲音的前后方向？事實上，聲音從發(fā)出到被耳朵聽到經(jīng)歷了三個過程--傳遞過程、生理過程和心理過程。由于生理和心理過程幾乎是無法控制的，所以我們只關(guān)注交流的過程。

傳播過程，也稱為物理過程，是指由聲源發(fā)出的聲波通過介質(zhì)到達耳廓，然后通過耳道傳播到鼓膜并引起其振動的過程。這是一個極其復(fù)雜的過程，人類耳廓的不同結(jié)構(gòu)會通過不同波形的耳廓產(chǎn)生聲波。

很明顯，正向聲源的傳播過程與正、后聲源的傳播過程不一樣！因為我們的耳朵不對稱，前部的聲音通過耳廓反射，可以直接進入耳道，而后面的聲音則需要繞過耳廓進入耳道，正是因為這種差異，我們才能區(qū)分聲源的前后。