3D这种声音效果是怎么做出来的?
首先从人耳对声音的定位功能说起。人单耳和双耳都有定位功能,单耳定位主要是垂直方向的定位,是耳廓各部位对入射声波反射而引起的听觉效果,较双耳定位效果弱;双耳定位主要是水平方向上的定位,是人射声波到达人的两耳时具有不同的差异而引起的听觉效果,定位精度10-15°,对人日常生活而言更为重要,其对来自前方的声音定位较准而对来自后方的声音定位较差。3D音效中利用的就是双耳定位的原理——双耳时脑通过两耳听到声音的声级差、时间差、相位差、音色差等差异来对声音进行定位。其中最重要的定位依据是声级差和时间差。声级差定位:人耳对声音大小的感受异常灵敏。如在可闻声级的条件下(声级为0dB,声强约为10^-16W/cm^2),鼓膜振动幅度仅为10^-11m,耳蜗基底振动幅度仅10^-13m,只相当于氢原子直径的1/100,这使声级差定位在听觉定位中起着十分重要的作用。声级差定位是同一声源在两耳接受到不同声级的声音而产生的。如当声源偏向左方时, 声波可以直接到达左耳, 而右耳则受到头部的遮蔽, 结果左耳听到的声级将大于右耳。声源越偏, 声级差越大, 声级差最大可达25dB左右。对于近距离的声源,声级差定位是最主要的定位方式,远距离时声级差定位对低频声的效果则不佳。时间差定位:声波在空气中传播需要时间,所以当声源不在正前(后)方时,与声源同侧的那一只耳朵将早一点听到声音,而另一只耳朵将迟一点听到声音,这种微小的时间差(小于0.6ms)也可以被人耳分辨出来,最终传入大脑并分析得到声音的位置信息。时间差对各个频率的声音确定方位都有用;时间差主要指声音刚到人耳瞬间先后的时间差别,因此人耳对枪声、打击乐器等瞬态声、突发声有更强的定向能力,对于这类声音,人们可以更好地利用时间差来作定向信息。终于说到3D音效的制作了。如果在你前方左右30°方向相同距离各放置一个完全相同的声源,以0的时间差播放相同的声音,在仅凭听觉判断的时候,你就会认为只有一个正前方的声源在向你播放声音;如果其中一个声源的音量渐渐加大,你就会觉得声音在逐渐往加大的方向移动,这就是利用声音的声级差创造出了简单的3D音效。简单来讲,3D音效就是用双声道的扬声器(耳机)分别播放声音,通过双声道细微的差别(音量、时间差)使人耳产生声音是从不同方向传来的错觉,产生身临其境的感觉。目前的3D音效已经可以模拟不同方向传来的声音,除了水平面上的3D效果之外,也包括垂直方向的3D效果,甚至可以做到声音由近及远、由远及近和连续左右移动、环绕上升的效果
A3D技术与传统做法最大的不同之处,在于它可以只利用一组喇叭或者是耳机,就可以发出逼真的立体声效,定位出环绕使用者身边不同位置的音源。这种音源追踪的能力,就叫做定位音效,它使用当时的HRTF的功能来达到这种神奇的效果。所谓HRTF的全名是Head—Related Transfer Function(头部相关位置转换),就是在三度立体空间中,人耳是如何监测和分辨出声音来源的方法。简单的说一下,就是声波会以几百万分之一秒的差距先后传到你的耳朵里面,而我们的大脑可以分辨出那些细微的差别,利用这些差别来分辨声波的形态,然后在换算成声音在空间里的位置来源。在目前多数的3D音效的声卡上,都是使用HRTF的换算法来转换游戏里的声音效果,误导你的大脑听到声音是来自不同地方的。支援声源定位的游戏将声音与游戏的物件、人物或是其他的声音的来源结合在一起,当这些声音与你在游戏中的位置改变时,声卡就将依据相对位置来调整声波讯号的发送。