我們活在一個三維的世界，也就是一個有著寬度、高度、縱深三個維度構成的立體世界，我們感受到這個世界的一切都是立體的，我們主要通過視覺和聲音來辨別物體的方位和距離。人耳能辨別以頭部為原點的球形范圍以內的所有方位的聲音。

人耳如何辨別聲音方位

普通人只有兩只耳朵，是如何辨別具有三個維度的空間信息的呢？——參考雙耳效應的描述：人們依靠雙耳間的音量差、時間差和音色差判別聲音的方位。聲音強弱不同時，可感受出聲源與聽音者之間的距離。

1、聲音到兩只耳朵的音量差

當聲音從我們的左側發(fā)出，那么自然是左邊的耳朵聽到的聲音大一點，我們會感覺聲音位置偏左。這也就是調音臺上Pan旋鈕的工作原理，當我們轉動Pan旋鈕的時候，其實是改變了左右兩個聲道的音量比例。而這里的音量差還包含直達聲和反射聲的比例，試想，在房間里我們坐在一對音箱面前，當我們把頭向右轉90度，這時候左耳可以聽到音箱的直達聲，右耳已經幾乎聽不到直達聲了，右耳聽到的是音箱發(fā)出經過房間墻面反射到達的聲音。耳朵接收的直達聲和反射聲的比例也是人耳辨別聲音方位的一個重要參考。

2、聲音到兩只耳朵的時間差

同樣，當聲音從一側發(fā)出的時候，到達兩只耳朵的時間是不一樣的，雖然這個時間差很微小，但神經系統(tǒng)仍然能捕捉，用于分析聲音的方位。?

3、音色差

我們的頭部和身體會對聲音產生一定的遮擋，而這些遮擋會導致聲音的頻率發(fā)生變化。由此，當一個聲音在耳朵能聽到的直達聲范圍時我們會覺得聲音很清晰直接，而當聲音從頭頂、腳底或者后方轉過來的時候會感覺聲音好像被悶住了。人的身體和耳廓對聲音做了一部分遮擋導致的音色變化，這個音色的變化也是人耳分析聲音方位的參考。

此外，頭部的轉動和視覺輔助也是辨別聲音位置的方式。當我們無法清晰地分辨聲音方位的時候，轉動頭部使聲音對于耳朵的方位產生變化，這時候就很容易捕捉聲音的位置了，再加上視覺的輔助，我們很容易辨別聲音的位置。

聊完辨別聲音方位的方式，我們再來聊聊

聲音的維度?

如今我們能接觸到的聽音設備大概就是耳機和音箱，耳機常見有入耳式耳機和頭戴式耳機，所有耳機幾乎都是喇叭直達耳道的，所以通常耳機只有直達聲；音箱從數量來說常見有2.1、5.1、7.1、9.1、7.1.4、9.1.4等。音箱由于在真實的房間中播放，聲音從音箱發(fā)出之后經過房間的桌面、墻面多次反射形成混響。而我們本身就活在一個充滿混響的世界，所以音箱給我們的聽感相對耳機是比較真實的。?

從聲音的維度來說，耳機帶來的聲音是一維的，聲音位置只能在兩只耳朵相連的左中右這一條線上移動，也就是“頭中效應”。所以當我們帶上耳機聽歌的時候，我們會感覺聲音在左耳，或右耳，又或左右耳連接的正中間就是頭部里面，就像樂隊在腦袋里面演奏一樣，這感覺就比較反人類了。所以耳機無法給我們正確的聲場，這是耳機相較于音箱最大的缺陷之一。?

而音箱從2.1、5.1、7.1到9.1都是二維的，也就是圍繞聽眾產生的一個扇形或圓形平面。2.1是最基本的配置，2.1指的是左右聲道的全頻音箱加一只低音炮。2.1的配置常見于多媒體桌面音箱、監(jiān)聽音箱等，2.1給人的最大聲相范圍僅限于左前方到右前方跨度120°。根據人耳定位聲音的方式，在聽2.1音箱的時候由于左右兩邊接收到的聲音信息高度類似，跟正前方傳來的聲音聽起來很像，所以大腦會默認聲音從正前方來，而不是左右兩邊。聲相寬度和縱深感，這是音箱和耳機聽音樂最根本的區(qū)別。

5.1聲道常見于家庭影院，相比2.1聲道增加了后置左右環(huán)繞和中置3只音箱。這樣，聲相的范圍是包圍聽眾的一圈，聲音可以從前方的左右60°和后方的左右120°被感知到，這時候聽眾會有種被聲音環(huán)繞的感覺，所以從5.1聲道開始就進入環(huán)繞聲的世界了。

7.1聲道在5.1聲道的基礎上增加了左右兩側的音箱，對比之下后側的環(huán)繞音箱定位會更清晰，而9.1聲道在7.1的基礎上再加一組左前側和右前側的音箱，使得音箱的覆蓋角度更全。但即使上升到9.1聲道，聲音依然是圍繞著聽眾的一個圓形平面，因為所有音箱都在一個平面高度上，依然是二維。?

全景聲通常是9.1.4的配置，也就是9只平面的環(huán)繞音箱，一只超低音箱，4只天空聲道音箱左右兩側為一組掛在聽眾的前上方和后上方，此時我們可以感受到聲音從前后左右上方包圍的感覺，可以說是身臨其境了。但全景聲目前還未普及到民用，不僅搭建成本高，而且音源非常稀少，所以通常我們只能去影院感受全景聲。

雖然環(huán)繞聲系統(tǒng)使用起來非常爽，特別是在家里看電影打游戲的時候，但同時環(huán)繞聲系統(tǒng)動輒幾萬的高昂售價也是讓人望而卻步，并且環(huán)繞聲對搭建環(huán)境有比較高的要求，所以目前普及率不是很高。?

那么下一篇，我們再來聊聊用耳機就可以實現環(huán)繞聲的黑科技——Waves Nx。

本文作者：MICHAEL.D

音響工程師、混音師、杭州阿珂曼傳媒技術總監(jiān)、廣州龍維電子科技有限公司高級技術經理。