學(xué)習(xí)為什么在真實(shí)世界中聽 3D 聲音和在耳機(jī)中聽是兩種完全不同的體驗(yàn)，并且怎樣才可以減小它們之間的差別。
真實(shí)世界中的空間聲音的感覺是一種很復(fù)雜的現(xiàn)象，它結(jié)合了原聲聲波和房間或空間之間的相互作用的結(jié)果，這個(gè)相互作用取決于我們的頭和耳朵，也就是你的中耳和內(nèi)耳與聽覺神經(jīng)的反應(yīng)作用，最后在我們的腦中體現(xiàn)出我們理解出的和認(rèn)知里的原聲場(chǎng)景。
在耳機(jī)中聲音的感覺是一種完全不同的體驗(yàn)。比如我們對(duì)比一下立體聲耳機(jī)和音箱，它們有以下幾點(diǎn)不同：
1. 通道串?dāng)_：立體聲的魔法當(dāng)我們聽到的是一個(gè)左/右音箱的結(jié)構(gòu)，信號(hào)從左邊的音箱到達(dá)我們的左耳和右耳，并且和右邊的音箱輸入相加。當(dāng)我們?cè)诙鷻C(jī)里聽同樣的量，左耳只能聽到左聲道而右耳也只能接收到右聲道的聲音。

圖一：通道串?dāng)_
2. 抬起頭！頭和耳朵的過濾和延遲在通過空氣傳播并在到達(dá)鼓膜之前，由于我們的頭部和耳朵的尺寸和形狀，聲波會(huì)經(jīng)過一層過濾和延遲。波從耳朵前端會(huì)在不同時(shí)間和不同頻率形狀到達(dá)耳朵內(nèi)部，延遲和過濾都會(huì)根據(jù)聲音發(fā)出的角度來(lái)定。當(dāng)在耳機(jī)里聽的時(shí)候，這個(gè)過濾和延遲效果會(huì)本質(zhì)上是會(huì)被過濾掉的，信號(hào)會(huì)直接達(dá)到我們的鼓膜（也要看耳機(jī)的型號(hào)）。

圖二：耳朵過濾：方向相關(guān)的頻率變化
3. 早期反射：我們不是一個(gè)人在真實(shí)世界甚至在很干的錄音室中，音箱中的聲音不是唯一讓耳朵聽到的聲音。聲波會(huì)受到房間里墻的反彈和其他物理物品制造的來(lái)自多個(gè)方向多個(gè)高度的相關(guān)信號(hào)的影響。這些會(huì)作為早期反射信號(hào)回饋回來(lái)，他們同樣也在傳輸?shù)倪^程中被過濾和延遲了。我們的大腦會(huì)使用增益，到達(dá)時(shí)間和這些早期反射的方向到直接來(lái)源，到來(lái)源的預(yù)估距離，尺寸和獨(dú)特聲學(xué)的聆聽空間。所以，在使用耳機(jī)的情況下，這些都不會(huì)發(fā)生。只有干信號(hào)會(huì)直接進(jìn)入耳朵，沒有任何會(huì)跟物理環(huán)境產(chǎn)生相互作用的跡象。

圖三：早期反射
4. 頭部移動(dòng)：『它動(dòng)啦！』由于上面所有講的現(xiàn)象都是取決于聲音的方向，所以即使對(duì)我們頭部的輕微移動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致完整的音頻場(chǎng)景向相反方向移動(dòng)，因?yàn)橥獠渴澜绮粫?huì)隨著頭部移動(dòng)�，F(xiàn)在，這個(gè)提示跟其他任何信息一樣重要，甚至更重要。我們的大腦，對(duì)變化非常敏感，它可以記住聲音之前在哪里和現(xiàn)在在哪里，將它與它本身（而不是來(lái)源）移動(dòng)的認(rèn)知相結(jié)合，并使用這些信息來(lái)定位靜態(tài)的外部來(lái)源。當(dāng)我們?cè)诙鷻C(jī)上聆聽時(shí)，音頻場(chǎng)景隨著頭部會(huì)不斷移動(dòng)，和大腦對(duì)于聲源的位置保留的任何先前假設(shè)互相矛盾。

圖四：頭部移動(dòng)以上所有的都是大腦使用的命令性提示，從而來(lái)不斷地決定聲源的位置。
現(xiàn)在我們的大腦不會(huì)輕易地來(lái)決定一件事兒了，它并不會(huì)輕易被騙。它已經(jīng)通過數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化發(fā)展到了可以來(lái)定位聲音的能力。通過聆聽發(fā)現(xiàn)可能的潛伏的捕食者或捕獲獵物對(duì)于生存是至關(guān)重要的，當(dāng)聲音線索確實(shí)或矛盾時(shí)，大腦會(huì)變的非常困惑，直到它最終放棄了嘗試尋找聲音，頭部對(duì)于場(chǎng)景的建立也會(huì)崩潰。這是使用耳機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，由于幫助我們定位空間中聲源的提示丟失了，所以我們聽到的聲音感覺像把它們嵌在了頭里面。我們聽到的所有元素都是沿著二維空間從耳朵到耳朵而不是三維空間從外部空間到頭部。

圖五：三位空間音箱立體聲畫面

圖六：普通耳機(jī)的水平立體聲畫面
普通耳機(jī)體驗(yàn)的水平度可能有幾個(gè)負(fù)面后果：
空間圖像錯(cuò)誤或缺失：當(dāng)你在使用耳機(jī)聽聲音時(shí)，我們不能感知或是會(huì)誤解制作人或是錄音藝術(shù)家想要傳達(dá)的混音的空間構(gòu)造。 比如說，在披頭士歌曲『生命中的一天』（『A Day in the Life』）中，人聲從右聲道開始，左聲道是鋼琴。然后在歌曲的第一句詩(shī)詞中，它們逐漸向反方向移動(dòng)，直到第二句詩(shī)詞完全交融。這是聽覺體驗(yàn)的重要部分，當(dāng)我們通過音箱體驗(yàn)時(shí)，我們可以聽到在聽覺空間中正常發(fā)生的傳送。聽到具有平坦聲音的耳機(jī)上的歌曲將不會(huì)正確地再現(xiàn)這個(gè)聽覺場(chǎng)景，并且將這個(gè)體驗(yàn)大大減少。
混音決定：當(dāng)您在耳機(jī)上混音時(shí)，空間隱射的抵觸作用可以被感知為頻率或相位差。這可能導(dǎo)致聲音工程師做出不正確或夸張的 EQ 和/或混音決定，在音箱播放一次這軌就會(huì)聽得非常明顯。
聽力疲勞：由于大腦不習(xí)慣這種類型的聽感，在耳機(jī)上產(chǎn)生的內(nèi)耳長(zhǎng)期聽感可能會(huì)導(dǎo)致聽力疲勞。我們的蛋是在一直不斷試圖理解空間音頻的場(chǎng)景，但是一直找不到就會(huì)讓大腦處于不斷的迷失狀態(tài)。
環(huán)繞聲：實(shí)際上，我們是不可能在普通耳機(jī)上創(chuàng)建環(huán)繞聲的，主要是因?yàn)樗鼈儫o(wú)法傳送位于聽眾后面的音源的環(huán)繞聽感。Waves Nx 技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出整合外部聽音效果和耳機(jī)之間的差別的插件，Nx 算法將上述所有丟失的東西插入到型號(hào)中，來(lái)說服大腦聲音，這些聲音來(lái)自空間中的虛擬音箱的位置，并且有立體聲和環(huán)繞聲的選項(xiàng)。

圖七：Nx 里的耳機(jī) 3D 立體聲效果畫面圖

圖八：Nx 里的耳機(jī) 3D 環(huán)繞聲效果畫面圖
Nx 用了很細(xì)微的變化來(lái)做這些效果，僅僅添加所需要的關(guān)鍵步驟和全局聽感以便重新創(chuàng)建空間 3D 的音頻畫面，而不修改或染色聲音。過濾器和環(huán)境音被優(yōu)化來(lái)創(chuàng)建透明聲音的房間，以便使用最小化的頻率變化，來(lái)讓所有變化被感知為與空間相關(guān)而不是與效果相關(guān)。通過將聲音調(diào)節(jié)到用戶的頭部運(yùn)動(dòng)一致，來(lái)創(chuàng)建 3D 感知，并且沒有對(duì)頻率響應(yīng)做明顯的改變。

轉(zhuǎn)自《midifan月刊》2016年10月第127期