在本文中，我們將會介紹為什么單純地通過肉耳聆聽三維音效和通過耳機聆聽會是兩種截然不同的體驗，以及你該如何彌合兩者的差距。

空間音效的感知是一個復雜的現象。它結合了聲學聲波與房間或空間之間的相互作用，與我們頭部和耳朵的相互作用，中耳和內耳以及音頻神經的反應，最后還有大腦對聲音場景的認知和解釋。

通過耳機來感知聲音則是一種完全不同的體驗。如果把立體聲耳機 vs 揚聲器作為例子，我們就會發(fā)現有以下幾個主要的區(qū)別：

1. 信道串號：立體聲魔法

當我們在聽左/右配置的揚聲器時，來自左揚聲器的信號會到達我們的左耳和右耳，并且與來自右揚聲器的輸入相加；當我們在耳機上聽到相同的內容時，左耳只接收左聲道，右耳接收右聲道。

信道串號

2. 濾波與延遲

在通過空氣傳播并在到達鼓膜之前，由于我們頭部和耳朵的尺寸和形狀、聲波會經歷濾波和延遲效應。波峰會在不同時間，并以不同頻率形狀到達耳朵。延遲和濾波器將取決于聲音產生的角度。在使用耳機時，這種濾波和延遲效果基本上會被繞過，信號幾乎會直接“插入”我們的鼓膜（取決于耳機類型）。

耳朵濾波：跟方向相關的頻率變化

3. 早期反射

在現實世界中，甚至是“最干凈”的錄音棚，來自揚聲器的直接聲音并非是到達耳朵的唯一東西。聲波會通過彈離墻壁和其他物理對象與房間相互作用，從而產生來自多個方向的多個高度相關的信號。這些被稱為早期反射，然后它們還會經歷基于到達方向的濾波和延遲效應。我們大腦會使用相對于直接源的這些早期反射的增益、到達時間和方向，以估計源的距離以及聆聽空間的尺寸和聲學特性。當然，耳機是不會產生任何這些現象，只有聲音信號會傳輸至耳朵，同時無任何顯示這會怎樣與物理環(huán)境相互作用。

早期反射

4. 頭部運動

由于所有上述現象取決于聲音的方向，所以即使對頭部出現輕微的移動也會導致完整的音頻場景向相反方向移動，因為外部世界不會隨著頭部的移動而移動?，F在，這個線索與其他任何線索一樣重要，也許更為重要。我們的大腦對變化高度敏感，它會記住聲音的原本的位置和現在的位置，并使用這些信息來定位靜態(tài)外部信源。在使用耳機時，因為音頻場景會隨著頭部不斷移動，所以會與大腦先前對聲源位置的任何假設產生沖突。

頭部運動

以上所有都是大腦使用的重要線索，并會不斷地判斷聲源的位置。我們的大腦不是一位輕率的決策者，并不容易愚弄。經過數百年時間的進化，大腦定位聲源的能力有了長足的進步。通過聲音來判斷捕食者可能潛伏的位置或是獵物的方向對生存而言尤為重要。當聲音線索產生沖突時，大腦就會變得困惑，直到它最終放棄定位聲源的嘗試，而我們大腦中的音頻場景也會崩潰。

這就是通過耳機聆聽聲音的體驗。因為幫助我們定位空間中聲源的聲音線索發(fā)生缺失，我們聽到的聲音就好像來源于頭部。我們聽到的所有元素都在耳朵—頭部—耳朵這條二維線上推擠，而不是頭部以外的三維空間。

揚聲器設置下的三維立體圖像

普通耳機設置下的平面立體圖像。

普通耳機的這種“平面”體驗可能會導致幾個負面影響：

錯誤或丟失空間圖像：對于耳機，我們或是不能感知，又或是會誤解藝術家想要傳達的空間意圖。以披頭士樂隊的歌曲《A Day in the Life》為例，聲樂從右聲道，左側的鋼琴開始。然后在第一節(jié)里，它們會逐漸靠攏，直到在第二節(jié)完全相融。這對聽覺體驗而言來說十分重要，在揚聲器設置下我們可以于聽覺空間中聽到正常發(fā)生的轉換。但“平面”耳機不能準確地還原這種效果，從而極大地影響聆聽體驗。

錯誤的混音決定：當你在耳機上混合音頻時，矛盾的空間聲音線索會導致頻率或相位差。這可能會導致錄音師做出不正確或夸張的方程式，和（或）混音決定。

聽覺疲勞：由于大腦不習慣這種類型的感覺，耳機所產生的內耳體驗可能會導致聽覺疲勞。因為大腦會不斷地試圖理解空間音頻場景，但由于音頻線索的缺失或矛盾，這會使大腦一直處于混亂狀態(tài)。

環(huán)繞聲的缺失：你實際上不可能在普通耳機上創(chuàng)建環(huán)繞聲，主要是因為它們不能表現出聆聽著背后的源的環(huán)繞圖像。

為彌補從外部來源聆聽聲音和通過耳機聆聽聲音之間的差距，很多創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)了3D音頻技術（比如Waves Nx），通過算法將所有上述丟失的線索插入到信號中，以說服大腦聲音是來自空間中的虛擬揚聲器。

借助3D技術，耳機可實現3D立體圖像

耳機通過Nx技術實現3D環(huán)繞圖像

3D音頻技術通過巧妙的方法實現了這一切，僅添加所需的關鍵和全局聲音線索來重建空間3D音頻圖像，無需修改或著色聲音。3D音頻技術會優(yōu)化濾波器和環(huán)境聲以創(chuàng)建透明聲音的空間，可最小化頻率變化，使得所有變化被感知為與空間相關，而不是均值化。通過根據用戶頭部運動來調整聲音，耳機可實現3D感知，同時不會對頻響產生太大的變化。