立体声与双耳效应

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   立体声的概念
! O' [- h% X1 a* l% a  V    立体声，顾名思义，就是指具有立体感的声音。
: J; E2 e/ i) G7 R    首先，它是一个几何概念，是指在三维空间中占有位置的事物。那么声间也有立体的吗？回答是肯定的。因为声源有确定的空间位置，声音有确定的方向来源，人们的听觉有辨别声源方位的能力。尤其是有多个声源同时发声时，人们可以凭听觉感知各个声源在空间的位置分布状况。从这个意义上讲，自然界所发出的一切声音都是立体声。如雷声、火车声、枪炮声等。


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    当我们直接听到这些立体空间中的声音时，除了能感受到声音的强度、音调和音色外，还能感受到它们的方位和层次。这种人们直接听到的具有方位层次等空间分布特性的声音，称为自然界中的立体声。
. s9 \0 c* Q$ v    其次，自然界发出的声音是立体声，但我们如果把这些立体声经记录、放大等处理后而重放时，所有的声音都从一个扬声器放出来，这种重放声（与原声源相比）就不是立体的了。这时由于各种声音都从同一个扬声器发出，原来的空间感（特别是声群的空间分布感）也消失了。这种重放声称为单声。
! V* L' P# |; ~: W) }7 k    如果从记录到重放整个系统能够在一定程度上恢复原发生的空间感（不可能完全恢复），那么，这种具有一定程度的方位层次等空间分布特性的重放声，称为音响技术中的立体声。
    双耳效应
    为了在重放声中恢复空间感，首先要了解人类的听觉系统为什么有辨别声源方位的能力。研究发现，这主要是因为人们有两只耳朵的缘故（只有一只耳朵有听力的人是感受不到立体声的）。
; y/ p' q5 ]( ]  X0 `4 M    由于人类是用两只耳朵来听声音的，耳朵生长在头颅的两侧，它不仅在空间上有距离，而受头颅阻隔，因此两耳接收到的声音就会有种种差异。这种通过声音到达两耳的时间差、声级差、相位差和音色差来进行声像定位的效应称为双耳效应。
    1、声音到达两耳的时间差
    由于左右两耳之间有一定的距离，因此，除了来自前方和正后方的声音之外，由其他方向传来的声音到达两耳的时间就有先后，从而造成时间差。如果声源偏右，则声音必先到右耳后到达左耳。声源越是偏向一侧，则时间差也越大。实验证明，当声源在两耳连线上时，时间差约为0.62ms。
    2、声音到达两耳的声级差
& T# k6 |) b, i+ Z+ Q* _    两耳之间的距离虽然很近，但由于头颅对声音的阻隔作用，声音到达两耳的声级就可能不同。如果声源偏左，则左耳感觉声级大一些，而右耳声级小一些。当声源在两耳连线上时，声级差可达到25db左右。
    3、声音到达两耳相位差
4 x" k9 M+ T2 d6 O  H    声音是以波的形式传播，而声波在空间不同位置上的相位是不同的（除非刚好相距一个波长）。由于两耳在空间上的距离，所以声波到达两耳的相位就可能有差别。耳朵内的鼓膜是随声波而振动的，这个振动的相位差也就成为我们判别声源方位的一个因素。当然频率越低，相位差定位感觉越明显。
& y* g) T- l- z1 n4 k    4、声音到达两耳的音色差
    声波如果从右侧的某个方向上传来，则要绕过头部的某些部分才能到达左耳。已知波的绕射能力同波长与障碍物尺度之间的比例有关。人头的直径约为20cm，相当与1700Hz声波的波长，所以频率为1000Hz以上的声波绕过头颅的能力较差，衰减越大。也就是说，同一个声音中的各个力量绕过头部的能力各不相同，频率越高的分量衰减越大。于是左耳听到的音色同右耳听到音色就有差异。只要声音不是从正前方（或正后方）来，两耳听到音色就会不同，这也是人们判别声源方位的一种依据。
: y0 Z8 G8 m* O/ F0 d: i    5、由耳廓造成的差别
' w1 d1 J+ k$ x3 Z    耳廓是向前的，显然能使人们区分前后。另一方面，耳廓的形状十分微妙，不同方位来的声音会在其中发生复杂的效应，因此，耳廓对声像定位也有辅助的作用。
* o4 D: I# i7 p# _% e    双耳虽然根据时间差、声级差、相位差和音色差来对声源进行定位，但声级差是高音定位的主要依据，相位差是低音定位的主要依据，相位差是低音定位的主要依据，猝发声（瞬太声）借助于时间差定位更准确，非纯因由音色差定位更容易。总之，双耳效应是综合性的，人们的听觉系统是根据综合的效应来判别声源的方位的。

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luyinliu

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