空間音頻是什麼意思「附：空間音頻技術全面講解」

php小編小新今天要為大家介紹什麼是空間音訊。空間音訊是一種音訊技術，透過使用特殊的編碼和解碼演算法，能夠在音訊中模擬出真實的三維空間效果。這種技術可以讓聽眾在聽音訊時感受到音源的距離、方向和環境，增強了音訊的沉浸感和逼真度。在空間音訊技術全面講解中，我們將詳細介紹空間音訊的原理、應用和發展趨勢，讓大家對此領域有更深入的了解。

本週，蘋果召開了WWDC全球開發者大會，大會結束過後所有媒體基本上都表示出了失望的情緒。首先沒有發布任何新硬件，其次在系統方面的更新也乏善可陳。目前開放的iOS15測試版本基本上也都是一些軟體層面的改善，安卓用戶普遍表示多少年前就已經用上了。

 

目前手機、平板和電腦之間跨螢幕互動的體驗尚未實現，因此其效果尚不明確。然而，最近鴻蒙系統已經提前帶來了這種前所未有的效果，這並沒有給人帶來太多的震撼。

 

如果要在這次開發者大會當中找到一絲亮點，那就是「空間音訊」技術的廣泛應用，未來會有更多的音樂軟體或視訊軟體，以及耳機等等硬體支援「空間音訊」技術，而且這個技術也在不斷破圈，朝向安卓陣營擴展。

 

今天我們就來聊聊「空間音訊」。

 

「空間音訊」（Spatial Audio）這個字其實是蘋果造的，它的本質是「計算音訊」。別被這些名詞概念嚇到，它非常好理解。

 

拿我們生活中最常見的朋友圈發照片舉例，現在敢不修圖就直接發原圖的人都是真正的勇士。尤其是合照，如果不把對方稍微修飾一下，或是只給自己美顏，那友誼的小船說翻就翻。

 

這裡有朋友可能會說我就不修圖，我每次就是拍完了直接發。但即便如此，你發的照片依然是修過的。這是因為計算視覺已經是我們手機設備上必不可少的一部分了。在我們拍照時，影像處理系統就已經幫我們銳化了照片，提高了對比度，讓天更藍草更綠人更瘦。

 

就算我們拍出來照片真的原汁原味，但在顯示端，也就是我們的螢幕上，畫面還會是經過美化。計算視覺如此無孔不入，為的就是給我們營造出一種來自真實，但要比真實更符合人類審美的感覺，即便我們眼前的景像根本不是這個樣子。

 

比起影像技術的突飛猛進，聲音相對就顯得傳統太多了。除了供娛樂消遣使用的所謂變聲軟體，計算音訊技術很長一段時間都沒有找到合適的窗口期。

 

直到降噪耳機開始迅速普及，它的原理是透過耳機上的麥克風，先捕捉環境噪音，然後在耳機內部發出一個反相的聲波，來抵消掉環境噪音。從而讓我們能夠更清楚地聽到耳機裡的聲音。

 

現在我們的手機已經大量應用了這種技術，隨著計算音訊技術的發展，設備可以更準確地辨識人聲，只對人聲部分增強，讓我們在通話時聲音更清楚。

 

有些音樂軟體如今已經可以做到把一首歌中的人聲部分全部消除，只保留伴奏，或者相反，只保留人聲去掉伴奏。這些都是計算音訊技術的典型應用。

 

說回耳機，它有個致命傷，就是無法營造出臨場感。從原理上，我們的耳機只能做到雙聲道立體聲，永遠沒辦法和戲院的5.1、7.1聲道的那種被聲音包圍起來的效果媲美。

現在的全景聲戲院，可以讓觀眾清晰地感受到一架飛機從頭頂上飛過的音效。這是怎麼做到的呢？

 

這裡我需要再普及一個知識，我們的耳朵是如何分辨出聲音的方向的。

 

我們之所以可以明確地判斷出聲音從哪個方向傳過來，是因為我們有兩隻耳朵，兩隻耳朵聽到的聲音不一樣，產生了兩種差。一個叫做時間差，一個叫做聲級差。

 

說白了就是一個聲源傳遞出來的聲波，到達我們兩隻耳朵的時間會有細微的不同，另外，由於我們的頭部對聲音有遮擋，來自左側和右側的聲音音量大小會有不同，這兩不同都會被我們用來判斷聲音方向。

 

如果還是很難判斷，我們會下意識地側一下頭，這個動作會讓我們人為擴大時間差和聲級差，有助於我們做判斷。

 

我們頭部的直徑大約是20公分左右，換算成波長大約是1500Hz的聲波。低於1500Hz的聲波，波長大於我們頭部的直徑，因此可以繞過我們的頭部，到達我們兩隻耳朵的聲音會感覺差不多。這也就是為什麼低音炮這種低頻設備沒有指向性，理論上放到哪裡都行的原因，因為我們無法判斷出低頻聲音的方向。

 

這時候問題就來了，我們是怎麼判斷出來上方和下方的聲音的呢？想像一下，來自上方45度和下方45度的聲音，時間差和聲級差是一模一樣的，但是我們還是能夠判斷出來。

 

這是因為我們有耳廓。我們的耳廓之所以長成這個奇怪的造型，而不是一個平滑的漏斗狀，是有原因的。來自上方和下方的聲音在我們的耳廓裡會產生不同的反射效果，這種不同會被我們敏銳捕捉，從而判斷上下方位的聲音。

 

有興趣的朋友可以做個試驗，閉上雙眼，讓朋友在你的面前用一串鑰匙垂直晃動，你會很準確地指出聲音的方向。但如果您捏住耳廓，改變它們的形狀，或例如用橡皮泥，把耳廓填平。雖然耳朵沒有被堵住，但這時我們就很難分辨出聲音到底是來自上方還是下方了。

 

以空間音訊為代表的計算音訊技術，首先要實現的就是讓我們的雙耳還原聽聲辨別的能力。現在當我們戴上耳機的時候，無論手機上的畫面在哪個方向，我們始終都會覺得聲音是從正前方傳過來的，這其實是反直覺的。

 

如果耳機中有陀螺儀，可以感受到我們頭部的晃動，計算音訊技術就可以判斷出我們雙耳和螢幕的相對位置，然後在我們的兩耳中播放出不同時間差、聲級差的聲音，甚至模擬出耳廓反射的效果。這種計算會和手機螢幕的位置搭配起來，讓我們誤以為，聲音永遠是從螢幕的方向傳過來的，甚至如果把手機拿到身後，我們也會覺得耳機裡的聲音是從後面傳來的。

 

這樣做有什麼好處呢？這就跟我們在戲院看電影的感覺一樣了，電影院裡銀幕的方向永遠是聲音的主要來源，它不會隨著我們的頭部晃動而改變。這也更符合自然直覺，每個聲源都在它原本的位置，而我們只是置身其中。

 

用一幅耳機就能實現x.1聲道的效果，這在過去絕對是誇大宣傳，但現如今，計算音頻技術的普及，讓這種效果真的就來到了我們的耳邊。

 

那多聲道的傳統音訊設備豈不是要被取代？

 

也不是。

 

能夠判斷聲音方向，和能夠提供高品質的聲音效果是兩碼事。很多人就想安靜靜靜欣賞音樂，不希望被空間音頻技術幹擾，目前支援空間音頻技術的耳機，和同價位的經典有線耳機相比，音質上還差不少。而對於影視內容，臨場感比音質往往更重要，空間音訊在這方面會發揮更大作用。

 

當然，還有提供更真實的VR體驗。

 

雖然基於演算法，但目前空間音頻還是需要特定軟硬體配合，耳機、視訊軟體以及視訊內容要同時支援空間音頻，才能發揮最好的效果。

 

計算音訊的浪潮已然襲來，我們聽見的世界也將似真似幻。

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