什么是虚拟环绕声

什么是虚拟环绕声

虚拟环绕声概述
在环绕声的实现上，无论是杜比AC3还是DTS，都有一个特点，就是回放时需要多个音箱，但由于价格及空间方面的原因，有的使用者，如多媒体电脑的用户，并没有足够的音箱。这时候就需要一种技术，能够把多声道的信号经过处理，在两个平行放置的音箱中回放出来，并且能够让人感觉到环绕声的效果，这就是虚拟环绕声技术。
虚拟环绕声的英文是Virtual Surround，也有叫Simulated Surround，人们把这种技术称为非标准环绕声技术。非标准环绕声系统是在双声道立体声的基础上，不增加声道和音箱，把声场信号通过电路处理后播出，使聆听者感到声音来自多个方位，产生仿真的立体声场。
虚拟环绕声价值
虚拟环绕技术的价值在于使用两个音箱模拟出环绕声的效果，虽然不能和真正的家庭影院相比，但是在最佳的听音位置上效果还可以，其缺点是普遍对听音位置要求较高，因此将这虚拟环绕技术应用到耳机上是不错的选择。
近几年来人们开始研究采用最少的声道和最少的音箱，营造出具有立体感的三维声，这种声音效果不象DOLBY等成熟的环绕声技术那样效果逼真。但是由于价格便宜，这种技术被越来越广泛地用在功放、电视机、VCD、轿车音响和AV多媒体中。人们把这种技术称为非标准环绕声技术。 非标准环绕声系统是在双声道立体声的基础上，不增加声道和音箱，把声场信号通过电路处理后播出，使聆听者感到声音来自多个方位，产生仿真的立体声场。
虚拟环绕声原理
实现虚拟杜比环绕声的关键是声音的虚拟化处理，依据了人的生理声学和心理声学原理专门处理环绕声道，制造出环绕声源来自听众后方或侧面的幻象感觉。应用了人耳听音原理的几种效应。
双耳效应。英国物理学家瑞利于1896年通过实验发现人的两只耳朵对同一声源的直达声具有时间差（0.44-0.5微秒）、声强差及相位差，而人耳的听觉灵敏度可根据这些微小的差别准确判断声音的方向、确定声源的位置，但只能局限于确定前方水平方向的声源，不能解决三维空音声源的定位。
耳廓效应。人的耳廓对声波的反射以及对空间声源的定向有重要的定向作用。借此效应，可判定声源的三维位置。
人耳的频率滤波效应。人耳的声音定位机制与声音频率有关，对20-200赫的低音靠相位差定位，对300-4000赫的中音靠声强差定位，对高音则靠时间差定位。据此原理可分析出重放声音中的语言、乐音的差别，经不同的处理而增加环绕感。
头部相关传输函数。人的听觉系统对不同方位的声音产生不同的频谱，而这一频谱特性可由头部相关传输函数HRT（HeadRelated Transfer Function）来描述。
综上所述，人耳的空间定位包括水平、垂直及前后三个方向。水平定位主要靠双耳，垂直定位主要靠耳壳，而前后定位及对环绕声场的感受靠HRTF函数。虚拟杜比环绕声依据这些效应，人为制造与实际声源在人耳处一样的声波状态，使人脑在相应空间方位上产生对应的声像。

将普通双声道立体声营造为具有空间感的声音，其中srs为典型代表。 srs(sound retrieval system)是由srs研究所开发的、最具代表性的3d立体声技术。是一系列基于心理声学原理的音频处理专利技术的统称。最初的srs三维音频技术是由阿诺德•克雷曼（arnold klayman）在20世纪80年代早期发明的。它根据“头相关传输函数”（hrtf）来拓宽“皇帝位”（即最佳听音区），打造出更加宽广的声场并在音频混响中非常精准地定位不同的乐器，最终仅仅通过两个扬声器来营造身临其境的三维音场。这种技术即为srs，也称为srs 3d。其后的十几年里，srs实验室不断开发出标志性的新技术，如srs trubass、srs wow、srs trusurround xt和srs truvolume等，被广泛应用到平板电视，媒体播放器、个人电脑和移动电话等领域。到目前为止srs实验室在全球已拥有超过150项专利，并被公认为人类听觉原理研究和应用领域的权威先驱。