拜亚动力Headzone如何“欺骗”你的大脑

来源：投影时代　更新日期：2007-08-20 作者：pjtime资讯组

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拜亚动力全新推出的Headzone的设计理念是通过某种扬声器设置（多达5.1声道），尽可能更动听、更准确地重塑完美听觉空间的有效参数，并使其可用于如外接声卡等的紧凑、轻量便携式装置。Headzone采用最新DSP信号处理方式进行声道处理，让人感觉耳机里听到的声音和真实空间（头部外界、固定场所）内听到的声音一样，并具有一种真实的声音印象。和其他使用耳机的环绕仿真相比（由于立体声像加宽和混响效应，这种环绕仿真产生一种不平常但扩散的“空间效果”），Headzone工作表现就如同一个高质量控制室内的真正5.1扬声器系统。每一个环绕声道被还原为一个独立的虚拟扬声器，并能够按照用户的需求定位。还原的最高精确度是Headzone的着重点。

1．立体耳机上的环绕声如何“欺骗”你的大脑：

实际上，人们总是用左耳和右耳听立体声。用双耳聆听我们有空间感是由于大脑具备判断所获信号彼此间关系的能力。这不但产生左/右信息，而且还产生真实的3D效果。实际处理太过复杂，只言片语不能描述清楚，下面阐述不多但很关键的一些因素：

（1）人脑相关转换功能（HRTF）：通过下述差异描述到达双耳声音信号的各种参数

a.运行时间差：右边声音将最先由右耳听到，过一会才到达左耳。

b.声级差：最先到达右耳的声音将在头部环绕，稍后左耳听到一个衰减的不同频谱的声音。

（2）直达声和散射声的关系:近处声源比远处声源具有更高的直达声比例。

（3）室内早期反射的典型模式：和远处声源相比，一个极近的声源通常产生不同的反射模式（速度和反射入射角）。有趣的是，对人类而言，这些反射中的一些被用于确定表面的声源距离，而其他将对感知环绕空间尺寸具有较突出的影响。

（4）头部跟踪：在自然环境中，人们为了找到声源准确位置不知不觉地使用转头能力。虽然只是极短时间的头部转动，但对人们的自然听觉来说却极其重要。正是由于这些头部转动，人们才能清晰地区分前后声音（尤其是在空间听觉中）。因为Headzone不断跟踪使用者的头部运动，并将它们纳入音频还原中，因此通过Headzone，这种人类自然听力也能在耳机中实现。如果我们通过数字信号处理可以成功复制所有这些因素，我们就能模拟出让大脑感觉和现实一样的任何所需的空间信息。换句话说就是，“欺骗”大脑！

2．虚拟扬声器

虚拟扬声器：例如，假设一个单声音频信号经由一个3米远、位于聆听者左30度角的扬声器还原，到达聆听者双耳的信号带有每一只耳朵频率响应、运行时间和空间成分等特定特征。大脑评估这些信息来确定扬声器的位置。Headzone用数字信号处理把这些信息标记在音频信号上，从而能够用耳机产生相同的空间印象。这使得可以定位聆听者周围实际上任何空间的一个音频信号，如此便产生一种“虚拟扬声器”。

虚拟控制室：

在能够创造出“虚拟扬声器”之后，下一个问题将是在一个房间内如何放置扬声器，原因在于实际声像由扬声器本身和它所在房间添加的声学特征构成。换句话说，就是“虚拟控制室”。

长时间以来唱片行业一直在定义试听控制间的特性。这些特性被定义于现行的标准内，如：OIRT E86/3、 IEC 268-13、N 12-A、EBU 3276-2、ITU-R BS.1116、 SMPTE 202M、 ISO2969、THX1138等等。我们从不同标准中了解到的主要点是完美的控制空间是不存在的，因为每一个人定义它都稍有不同。但是我们还知道了一个好的基准试听间要求什么样的质量，即：混响时间250–400ms；确定的房间形状；低背景噪声电平；无改变音色的强反射；高漫射混响尾音。

当模拟一个Headzone系统的“虚拟控制间”时，我们可能已经配出某些“传奇”控制间并把其用进Headzone，但是如果你能够在虚拟的艾比路录音室(Abbey Road Studios)工作，对你来说又将有什么好处呢？你可能从来没有在那里工作并可能在你的职业生涯里将永远也不会……即使你做到了……可能你也根本不会喜欢那个控制室的声音。

对于“Headzone虚拟控制间”，我们决定采用不同的方法：即使完美控制间不存在，但我们了解一个好的标准收听控制空间的质量……为什么不允许自己调整试听间来创造属于自己的完美控制间呢？我们的看法是一个好的声音控制间是非常个性化的事情，同时在某些限制内具有灵活性。当你对房间响应和距离感觉自在舒适时，控制间就是完美的，换句话而言，当你感觉房间声音对你来说似乎是真实的时候，控制间就是完美的。

最重要的是，无论你在录音棚外录音还是在旅行时听录音，你都能够使用相同的聆听环境。这将给你带来一个真正的基准试听间（录音师可以容易地评价录音质量）。在这个特殊试听间你工作越久，你将能越容易辨别在其它任何环境下的声音。此外，为仔细检查为“客厅”环境而混录的作品在车载环境下听上去也非常好，采用Headzone，你只需点击几下鼠标，根本不需要在不同环境下试听你的作品。

另外Headzone还允许用户在控制室只点击几次鼠标，即可定制设计扬声器系统的声音特性。可调参数包括那些真实空间里额外影响声像的效果和那些普通立体耳机忽略的效果：空间大小、扬声器和听者的距离及控制间的特性。我们有意地把所有参数并为3块（空间大小、距离和周围环境），这3块易于理解和操作。事实上，当你调整自己个性化的控制间时，我们想鼓励你做你最能做的：用你的耳朵！只要开始琢磨虚拟控制间的空间参数即可。一旦你觉得设置的声音有现实感和适宜时，你就达到预定目标！你就已经创造了属于你自己的基准控制间，你现在可以把其带到世界的任何地方。

4、头部跟踪：扬声器是不能动的。其安装在一个空间内固定地方，提供一个空间稳定的声印象。扬声器不能够随着人们的每一步运动而改变位置，但有时在他们的前面、旁边或后面，由他们的运动/位置决定。相比之下，耳机戴在人的头部，这便意味着出自耳机右边听筒的信号将总是保留在用户的右边，因为当人们转动其头部时，耳机也跟着转。由于我们不习惯“移动扬声器”，我们的大脑被不断地提醒正在戴着耳机。

Headzone开发了新技术解决了这个问题。通过一个超声头部跟踪器，系统不断地跟踪聆听者头部位置并相应地调节音频还原。例如：如果使用者放置一个扬声器在房间右前方，其将一直保持于那个位置。使用者能够走近或者远离扬声器……但无论他如何移动，扬声器都不会动并保持相同的虚拟位置。这样就实现环绕声重放中惊人的逼真性，这种逼真性到现在为止，还不能够获得，因为在某种程度上大脑忘记了人们正带着耳机。你好像觉得你的虚拟试听控制间是真实的，甚至更好，因为你可以容易地把其带上了。如前所述，我们不知不觉地转动头部的目的是定位声源。在这种运动期间，没有头部跟踪的耳机当然将以相同程度调整声像，而有头部跟踪器的耳机确保大脑再次收到更多需要的空间信息——就像在真实生活中一样。

Headzone PRO- 完整的解决方案，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

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