虚拟声场系统

什么是声场呢？和图像的“视场”不同的是，声场是不可见的，但不少发烧友却称赞某音箱声场宽阔、耳机的声场表现差等等，仿佛这个声场是可视的，但声场究竟是怎样，谁也说不清。

人是如何感受到声场的呢？这来自人对环境的印象，在前面的文章当中，我们提到了“声音的延时”影响人对空间的判断，在空气中，声音在空气中的传播速度是基本340m/s的状态，可能会因为空气的湿度和密度有所变化，但在自然界的环境中，这个音速值是相对稳定的。因此，延迟的程度能反应出空间大小，延迟越大给人“声场更大”的错觉，因此有声场大小之说。音箱受房间大小影响，在声音传达听众耳朵时，已经产生了延时，耳机受环境影响小，延时没有音箱那么大，因此让人觉得耳机的声场表现不如音箱。

延时可以自然产生，也可以通过末端设备模拟产生。微软的Direct Sound、傲锐的A3D、创新的EAX以及播放器的DSP插件都能通过加入延迟来模拟“房屋”、“石头屋子”、“音乐大厅”等不同的声场效果。也有朋友 说这些模拟声场不够真实。延时是影响声场的一个因素，前提是，延时不能让人觉得“虚假”，要让人在脑中的场景印象对得上号，例如给人声一个很长的延时，象雷声的延时一样长，此时听众脑中会找不到这样的场景来对应，因此这个“声场”是无法建立起来的。

声场还和音箱摆位有关，将两个箱子摆放到一起时，声场表现肯定不如分开摆的好。人耳对120Hz以下的低频没有方向感，但对于120Hz以上频率的声音是能听出方向的，因此的将音箱拉开距离能让我们感受到明显的“立体”感，声场就会建立起来，末端设备的立体声分离度的好坏，也对声场的建立有帮助。如果我们将音箱进一步拉开，5米、10米，是不是声场会变得更宽阔呢？但结果肯定是否定的，除非你用舞台音箱。声音在空气中传播会衰减，相隔太远的音箱无法形成足够响度的声音叠加，会让人觉音箱彼此之间是独立的，无法形成声场。

在正确的摆位后，会感觉到声场的中心位于音箱连线之中，但非双单声道设计的音箱，往往会产生声场中性偏向主箱的问题，而双单声道设计、无源设计的音箱则不会有这个问题。

声场不是二维的，是三维的。这个和声音的频率有关（不是全部），例如很多古筝曲，会给人飘逸的感觉，一些明亮的女声，也会被冠以“天使之音”，这些形容都是属于上位声场的，而深沉的男声、连绵的低频会让人觉得声场靠下，形容BT低音，喜欢在前面加个“重”字——重低音，声音是没有重量的，但较低的频 率会给人这种感觉。

声场也具有深度，这个则和声音的层次有关，如果听到一段渐强的声音，会觉得声音是由远而近一路过来的；声场受延时、频率、层次以及末端设备的性能、摆位影响。

虚拟声学模拟图

声音环境是整个虚拟环境的重要组成部分 ,真实感声音的生成是虚拟环境仿真中的关键技术之一。利用听觉通道可以加强用户视觉通道的感知 ,听觉感知的效果直接影响着虚拟环境的逼真度和沉浸感。

虚拟环境仿真在概念上包括:地理空间、认知空间、虚拟空间等。可视化表达及探索过程的实质是信息在三个空间、多个模型之间的循环流动。听觉感知的生理及心理认知模型人机交互的有效性和实时性是声学仿真的初始目标。

人类正是结合了声源解释及声源的位置信息来指导下一步的行动。信息在听觉通路上的流动是相互的、双向的 ,听觉感知一般涉及人的感觉系统以及影响感官的刺激两个方面。声波的各种物理属性 , 通过听觉系统的感知编码、分析、综合转化为最后的听觉映象。

声学基础描绘了一个通常的听觉环境。包括声源和声学环境。其中声源指发出声音的对象 , 分为有方向性和无方向性 ,即声波的能量是按照一定的方向进行传输还是以同心球方式传输。声学环境会对声波产生吸收(如空气和墙壁) 、反射等作用 ,从而使声音在到达聆听者时已经发生了变化。聆听者是声音的接收体 ,可以描述为一对耳朵根据声音的线索提取声音的信息。

虚拟声场技术是应用音源控制技术来实现，声音环境是整个虚拟环境的重要组成部分 ,真实感声音的生成是虚拟环境仿真中的关键技术之一。利用听觉通道可以加强用户视觉通道的感知 ,听觉感知的效果直接影响着虚拟环境的逼真度和沉浸感，从而实现真正意义上的听觉仿真。