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前言: 3D音效就是用揚聲器仿造出似乎存在但是虛構的聲音。例如揚聲器仿造頭頂上有一架飛機從左至右飛過，你閉上眼睛聽，就會感覺到頭頂真的有一架飛機從左至右飛過。這就是3D音效。隨著科技的進步，3D音效在日常的娛樂生活中扮演著越來越重要的作用。

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音效技術的發(fā)展 　　【音響網(wǎng)資訊】

　　3D音效就是用揚聲器仿造出似乎存在但是虛構的聲音。例如揚聲器仿造頭頂上有一架飛機從左至右飛過，你閉上眼睛聽，就會感覺到頭頂真的有一架飛機從左至右飛過。這就是3D音效。隨著科技的進步，3D音效在日常的娛樂生活中扮演著越來越重要的作用。近期，微軟申請了一項3D音響系統(tǒng)專利，使用戶無論坐在或站在何地，都能感受到優(yōu)美的3D音效。3D音效技術如此迅猛的發(fā)展離不開各大廠家的支持，同時也離不開以前一些技術的積累。在3D音效技術產(chǎn)生之前，已經(jīng)存在多種聲音表現(xiàn)的方法了，但這些方法的主要目的都是為了更好地再現(xiàn)音場。

　　音效技術的發(fā)展
　　1、單聲道（Mono）
　　所謂的單聲道就是聲音由一只音箱產(chǎn)生的效果，聽眾可以很明顯地聽出聲音的來源就是音箱所擺放的位置，其本身的表現(xiàn)力較為平淡。
　
　　2、立體聲（Stereo）
　　立體聲系統(tǒng)需要一對音箱來完成任務，它通過調(diào)整系統(tǒng)中兩只音箱發(fā)出聲音的大小，讓我們誤認為聲源來自兩只音箱之間直線段中的任意位置。特別是當使用耳機的時候，由于左右兩邊的聲音串音情況很少發(fā)生，所以聲音的定位比較準確；再加上比較真實的音場感覺，使它能夠帶給我們比單聲道真實許多的表現(xiàn)力�！�
　
　　3、增強立體聲（Extended stereo）
　　這種技術是對傳統(tǒng)立體聲的一種延續(xù)，通過某種算法對兩只音箱系統(tǒng)中的聲音進行處理后，過去只能反映兩只音箱連線間的聲源位置被擴展到了其延長線上。這對于當兩支音箱放置相距較近的情況有很大幫助。

　　4、四聲道（Quadraphonics）
　　實際上這也是對基本的立體聲概念進行的擴展，它需要的音箱數(shù)目是四只。這樣的安排可以表達在四個音箱擺布所構成的矩形邊上的聲源位置。雖然這已經(jīng)很類似我們需要的定位音場的需要，不過實際上這和真正的3D聲音效果是有區(qū)別的。

　　5、環(huán)繞立體聲（Surround－Sound）　　
　　還是基于立體聲的概念，它在標準的四聲道系統(tǒng)中在聽眾正面增加一只音箱來覆蓋四只衛(wèi)星音箱所包圍的范圍內(nèi)的聲音定位。這就是5聲道系統(tǒng)，甚至為了有更好的低音域表現(xiàn)力，還有人單獨再放置一個低音單元，也就是俗稱的5.1系統(tǒng)。
　　
　　如果需要更加精確定位聲音的通路，你甚至可以在聽眾的上方、下方來放置音箱，得到從上面和下面?zhèn)鱽砺曇舻男Ч�。這些所有的效果很大程度上都是通過實際音箱的擺放位置來實現(xiàn)的。
　　
　　不過以上的音箱設置方式只讓我們覺得置身其中，卻沒有辦法找出準確方位來。于是3D音效閃亮登場了。

　　3D音效的理論
　　1、進入雙聲道技術（binaural）
　　在單個音箱系統(tǒng)中，聲音的來源總是一個位置，我們一下子就能確定它的位置，而過去的多音箱系統(tǒng)，則靠同時從不同位置產(chǎn)生聲音，欺騙大腦對聲音位置的辨識。現(xiàn)在雙聲道系統(tǒng)則通過兩個不同的信號來處理聲音，讓兩只耳朵分別接受，并誤當作它就是從同一個位置發(fā)來的到達兩個耳朵的不同信號，從而確定出聲音的位置。顯然這和立體聲是有本質(zhì)區(qū)別的。和立體聲不同，當兩個外部音箱被用來傳送雙聲道效果的時候，聲音必須分別傳送到特定的耳朵里，而不是像立體聲那樣讓兩只音箱的聲音都同時到兩個耳朵。這之間的差異就是兩者間聲音定位準確與否的關鍵因素。
　　
　　由兩只音箱來產(chǎn)生一個真3D音效是非常困難的。首先，這樣的位置效果容易因聽眾位置的不同而大打折扣；其次，聽眾探明兩支音箱的準確位置后，會對兩股聲音流所產(chǎn)生的位置識別感產(chǎn)生抵觸情緒。
　　
　　最成功的從外部聲源傳送能夠準確表達聲音方位的系統(tǒng)是采用4只音箱的配置，但很不幸即使采用了4只音箱，也很少有系統(tǒng)是真的在用4路3D聲音，并且采用4路串音消除技術。絕大多數(shù)系統(tǒng)都是使用兩路獨立的雙聲道設計，然后用立體聲來混合前置和后置音箱的發(fā)聲狀況。更有甚者是只在前置音箱采用了真3D音效，而其他部分都用傳統(tǒng)4聲道或環(huán)繞立體聲加以混合。
　　
　　2、我們的大腦是如何判斷聲源方位的呢？
　　當一個聲音位于聽眾身體一側(cè)的時候，距離更近這一邊的耳朵能夠聽到更大的聲音，而且可以提前一點聽到。這種差別在聲學方面有兩個術語IAD（Inter－aural Amplitude Difference）和ITD（Inter－aural Time Difference）來加以說明。大腦就是依靠這兩個細微的差別來確定聲音的位置。
　　
　　耳朵的固有形狀實際上會增強或削弱不同的聲音頻率。依靠聲音位置的不同，外耳首先負責解決前后方向的不同，因為耳朵都是朝前的，自然前面的聲音會大些，而后面的就會小些了。而且由于外耳的形狀上下也不對稱，還可以借此來確定聲音的高度。
　　
　　聲音在環(huán)境方面的效果不但對我們確定所處環(huán)境類型有很重要的提示，而且反射效果也幫助我們的大腦來判斷聲音的距離。另外，聲音被環(huán)境中建筑物等的反射和吸收，比如像墻、門等等也提供給大腦一個重要的位置信息，所有這些因素都需要被考慮，如果我們要完整地再現(xiàn)一個3D Audio 效果。不過要明白，這些效果有的是由人自己的結(jié)構所產(chǎn)生而另外的則由外部結(jié)構和環(huán)境所產(chǎn)生呢。

　　（1）由人體自身結(jié)構產(chǎn)生的效果
　　在1927年，一個叫做W•Bartlett Jones的人利用一個帶有麥克風以及內(nèi)耳通道的人頭部模型來錄音。當這個頭被使用的時候，它的結(jié)構影響到了聲音，用這種簡單的方法，人自身的結(jié)構對聲音的影響被紀錄了下來�？窟@種方法，當聲音后來回放時，經(jīng)由耳機讓聽眾體驗到非常逼真的3D聲效。
　　
　　雖然現(xiàn)在已經(jīng)看不到這種技術的使用，但用人造頭部模型來從事人對聲音的反應方面的研究卻依然在延續(xù)。
　　
　　除去了前面我們所說的IAD和ITD，我們要接觸到的最核心的判斷聲音方位的技術是HRTF，簡單說這就是個頭部反應傳送函數(shù)（Head－Response Transfer Function）。要具體點呢，可以分成幾個主要的步驟來描述其功用。
　　
　　第一步：制作一個頭部模型并安裝一支麥克風到耳膜的位置；
　　第二步：從固定的位置發(fā)出一些聲音；
　　第三步：分析從麥克風中得到聲音并得出被模型所改變的具體數(shù)據(jù)；
　　第四步：設計一個音頻過濾器來模仿那個效果；
　　第五步：當你需要模仿某個位置所發(fā)出的聲音的時候就使用上述過濾器來模仿即可。
　　
　　HRTF這個概念確實為我們實現(xiàn)對聲音的定位帶來了無限的好處，但實際生活中這個數(shù)據(jù)是變化多端的，畢竟每個人的頭部和耳朵的大小形狀都不完全相同。事實上，目前成功地設置HRTF都是一種提供給大多數(shù)人的近似值。這也就是為什么這里有這么多不同的技術來實現(xiàn)它的原因了。
　　
　　（2）靠外部環(huán)境產(chǎn)生的效果
　　當一個聲音被產(chǎn)生，聽眾首先聽到直接傳送過來的聲波，很短的時間間隔以后，一些經(jīng)過折射或反射的聲波會又傳入聽眾的耳膜。根據(jù)時間兩者之間的響度差別等等數(shù)據(jù)給了我們關于聲源距離的線索。當反射次數(shù)過多，大腦會把后到的信號和前面的處理信號當成兩個不同的信號，這就是我們常遇到的回聲效果了。
　　
　　這里有4種不同的方法可以混合回響成雙聲道效果。第一種方法是對每一個反射聲源位置單獨使用HRTF技術。比較不幸，這種效果的實現(xiàn)需要相當大的代價。第二種是平均多個位置的反射，然后得出一個相對位置，從這里應用HRTF技術。第三種方法是把反射放在一邊不處理轉(zhuǎn)而使用標準立體聲或四聲道混合技術來處理。第四種方法和前面的做法差不多，但只使用一個被平均的反射聲源�，F(xiàn)在應用最多的方法是第二種，這時候只使用在在兩支音箱或耳機的系統(tǒng)中，而第三種則配合4聲道或環(huán)繞立體聲的狀況。

　　3．總結(jié)
　　3D音效定位的核心技術是HRTF，而ITD以及IAD等現(xiàn)象是我們能體會出聲音方位感產(chǎn)生的原因。而環(huán)境效果比如反射、阻塞等也有重要的作用。在實際處理中，我們都需要在HRTF的基礎上加入各種各樣的環(huán)境處理過程來更真實體現(xiàn)實際效果。

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