拜亞動力Headzone如何“欺騙”你的大腦

來源：投影時代　更新日期：2007-08-20 作者：pjtime資訊組

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拜亞動力全新推出的Headzone的設計理念是通過某種揚聲器設置（多達5.1聲道），盡可能更動聽、更準確地重塑完美聽覺空間的有效參數，并使其可用于如外接聲卡等的緊湊、輕量便攜式裝置。Headzone采用最新DSP信號處理方式進行聲道處理，讓人感覺耳機里聽到的聲音和真實空間（頭部外界、固定場所）內聽到的聲音一樣，并具有一種真實的聲音印象。和其他使用耳機的環繞仿真相比（由于立體聲像加寬和混響效應，這種環繞仿真產生一種不平常但擴散的“空間效果”），Headzone工作表現就如同一個高質量控制室內的真正5.1揚聲器系統。每一個環繞聲道被還原為一個獨立的虛擬揚聲器，并能夠按照用戶的需求定位。還原的最高精確度是Headzone的著重點。

1．立體耳機上的環繞聲如何“欺騙”你的大腦：

實際上，人們總是用左耳和右耳聽立體聲。用雙耳聆聽我們有空間感是由于大腦具備判斷所獲信號彼此間關系的能力。這不但產生左/右信息，而且還產生真實的3D效果。實際處理太過復雜，只言片語不能描述清楚，下面闡述不多但很關鍵的一些因素：

（1）人腦相關轉換功能（HRTF）：通過下述差異描述到達雙耳聲音信號的各種參數

a.運行時間差：右邊聲音將最先由右耳聽到，過一會才到達左耳。

b.聲級差：最先到達右耳的聲音將在頭部環繞，稍后左耳聽到一個衰減的不同頻譜的聲音。

（2）直達聲和散射聲的關系:近處聲源比遠處聲源具有更高的直達聲比例。

（3）室內早期反射的典型模式：和遠處聲源相比，一個極近的聲源通常產生不同的反射模式（速度和反射入射角）。有趣的是，對人類而言，這些反射中的一些被用于確定表面的聲源距離，而其他將對感知環繞空間尺寸具有較突出的影響。

（4）頭部跟蹤：在自然環境中，人們為了找到聲源準確位置不知不覺地使用轉頭能力。雖然只是極短時間的頭部轉動，但對人們的自然聽覺來說卻極其重要。正是由于這些頭部轉動，人們才能清晰地區分前后聲音（尤其是在空間聽覺中）。因為Headzone不斷跟蹤使用者的頭部運動，并將它們納入音頻還原中，因此通過Headzone，這種人類自然聽力也能在耳機中實現。如果我們通過數字信號處理可以成功復制所有這些因素，我們就能模擬出讓大腦感覺和現實一樣的任何所需的空間信息。換句話說就是，“欺騙”大腦！

2．虛擬揚聲器

虛擬揚聲器：例如，假設一個單聲音頻信號經由一個3米遠、位于聆聽者左30度角的揚聲器還原，到達聆聽者雙耳的信號帶有每一只耳朵頻率響應、運行時間和空間成分等特定特征。大腦評估這些信息來確定揚聲器的位置。Headzone用數字信號處理把這些信息標記在音頻信號上，從而能夠用耳機產生相同的空間印象。這使得可以定位聆聽者周圍實際上任何空間的一個音頻信號，如此便產生一種“虛擬揚聲器”。

虛擬控制室：

在能夠創造出“虛擬揚聲器”之后，下一個問題將是在一個房間內如何放置揚聲器，原因在于實際聲像由揚聲器本身和它所在房間添加的聲學特征構成。換句話說，就是“虛擬控制室”。

長時間以來唱片行業一直在定義試聽控制間的特性。這些特性被定義于現行的標準內，如：OIRT E86/3、 IEC 268-13、N 12-A、EBU 3276-2、ITU-R BS.1116、 SMPTE 202M、 ISO2969、THX1138等等。我們從不同標準中了解到的主要點是完美的控制空間是不存在的，因為每一個人定義它都稍有不同。但是我們還知道了一個好的基準試聽間要求什么樣的質量，即：混響時間250–400ms；確定的房間形狀；低背景噪聲電平；無改變音色的強反射；高漫射混響尾音。

當模擬一個Headzone系統的“虛擬控制間”時，我們可能已經配出某些“傳奇”控制間并把其用進Headzone，但是如果你能夠在虛擬的艾比路錄音室(Abbey Road Studios)工作，對你來說又將有什么好處呢？你可能從來沒有在那里工作并可能在你的職業生涯里將永遠也不會……即使你做到了……可能你也根本不會喜歡那個控制室的聲音。

對于“Headzone虛擬控制間”，我們決定采用不同的方法：即使完美控制間不存在，但我們了解一個好的標準收聽控制空間的質量……為什么不允許自己調整試聽間來創造屬于自己的完美控制間呢？我們的看法是一個好的聲音控制間是非常個性化的事情，同時在某些限制內具有靈活性。當你對房間響應和距離感覺自在舒適時，控制間就是完美的，換句話而言，當你感覺房間聲音對你來說似乎是真實的時候，控制間就是完美的。

最重要的是，無論你在錄音棚外錄音還是在旅行時聽錄音，你都能夠使用相同的聆聽環境。這將給你帶來一個真正的基準試聽間（錄音師可以容易地評價錄音質量）。在這個特殊試聽間你工作越久，你將能越容易辨別在其它任何環境下的聲音。此外，為仔細檢查為“客廳”環境而混錄的作品在車載環境下聽上去也非常好，采用Headzone，你只需點擊幾下鼠標，根本不需要在不同環境下試聽你的作品。

另外Headzone還允許用戶在控制室只點擊幾次鼠標，即可定制設計揚聲器系統的聲音特性�？烧{參數包括那些真實空間里額外影響聲像的效果和那些普通立體耳機忽略的效果：空間大小、揚聲器和聽者的距離及控制間的特性。我們有意地把所有參數并為3塊（空間大小、距離和周圍環境），這3塊易于理解和操作。事實上，當你調整自己個性化的控制間時，我們想鼓勵你做你最能做的：用你的耳朵！只要開始琢磨虛擬控制間的空間參數即可。一旦你覺得設置的聲音有現實感和適宜時，你就達到預定目標！你就已經創造了屬于你自己的基準控制間，你現在可以把其帶到世界的任何地方。

4、頭部跟蹤：揚聲器是不能動的。其安裝在一個空間內固定地方，提供一個空間穩定的聲印象。揚聲器不能夠隨著人們的每一步運動而改變位置，但有時在他們的前面、旁邊或后面，由他們的運動/位置決定。相比之下，耳機戴在人的頭部，這便意味著出自耳機右邊聽筒的信號將總是保留在用戶的右邊，因為當人們轉動其頭部時，耳機也跟著轉。由于我們不習慣“移動揚聲器”，我們的大腦被不斷地提醒正在戴著耳機。

Headzone開發了新技術解決了這個問題。通過一個超聲頭部跟蹤器，系統不斷地跟蹤聆聽者頭部位置并相應地調節音頻還原。例如：如果使用者放置一個揚聲器在房間右前方，其將一直保持于那個位置。使用者能夠走近或者遠離揚聲器……但無論他如何移動，揚聲器都不會動并保持相同的虛擬位置。這樣就實現環繞聲重放中驚人的逼真性，這種逼真性到現在為止，還不能夠獲得，因為在某種程度上大腦忘記了人們正帶著耳機。你好像覺得你的虛擬試聽控制間是真實的，甚至更好，因為你可以容易地把其帶上了。如前所述，我們不知不覺地轉動頭部的目的是定位聲源。在這種運動期間，沒有頭部跟蹤的耳機當然將以相同程度調整聲像，而有頭部跟蹤器的耳機確保大腦再次收到更多需要的空間信息——就像在真實生活中一樣。

Headzone PRO- 完整的解決方案，一套Headzone PRO 包括：Headzone Base PRO (HBP 1)；DT 880 PRO HT；Headzone Rail (HR 1) and Clip (HC 1)；Software Control Panel and Audio Drivers；H-Bag