聽音立體感形成的原理
發布日期：2019-04-23 瀏覽量：1639次
(1)聲音到達兩耳的時間差
由于左右兩耳之間有一定距離，因此險了正前方和正后方來的聲音之外，由其他方向來的聲音到達兩耳的時間就有先后，從而造成時差。如果聲源偏右，則聲音必先到達右耳而后左耳;反之，則必先到達左耳而后右耳。聲源越是偏向一側，則時差也越大。實驗證明，如果人為地造成兩耳聽音的時差，就可以產生聲源偏向的幻覺。當時差到達0.6ms左右時，就感到聲音完全來自某一側了。
(2)聲音到達兩耳的聲級差
兩耳相距雖然不遠，但由于頭顱對聲音的阻隔作用，聲音到達兩耳的聲級就可能不同。靠近聲源一側的聲級較大，而另外一側較小。實驗證明，較大聲級差可達25dB左右。
(3)聲音到達兩耳的相位差
大家知道聲音以波的形式傳播，而聲波在空間不同位置上的相位是不同的(除非剛好相距一個波長)。由于兩耳在空間上有距離，所以聲波到達兩耳時的相位就可能有差別。耳朵內的鼓膜是隨聲波而振動的，這個振動的相位差也就成為我們判斷聲源方位的一個因素。實驗證明，即使聲音到達兩耳時的聲級、時間都相同，只改變都相同，只改變其相位，我們也會感到聲源方位有很大差異。
(4)聲音到達兩耳時的音色差
聲波如果從右側的某個方向上來，則要繞過頭部的某些部分才能到達左耳。已知波的繞射能力同波長與障礙物尺度之間的比例有關，人頭的直徑約為20cm，相當于1,700Hz聲波在空氣中的波長，所以人頭對千余赫茲以上的聲音分量有掩蔽作用。也就是說，同一個聲音中的各個分量繞過頭部的能力各不相同，頻率越高的分量衰減越大。于是左耳聽到的音色同右耳聽到的音色就有差異。只要聲音不是從正方向上來，兩耳聽到的音色就會不同，從而成為人們判別聲源方位的一種依據。
(5)直達聲和邊疆反射聲群所產生的差別
由聲源發出來的聲音，除直接到達我們雙耳的直達聲之外，還會經周圍障礙物一次或多次反射而形成反射聲群，陸續到達人們的雙耳。因此直接聲和反射聲群的差別，也就會提供聲源在空間分布的信息。
(6)由耳廓造成的差別
耳廓是向前的，顯然能使人們區分前后。另一方面，耳廓的形狀非常微妙，不同方位上來的聲音會在其中發生復雜的效應，肯定也會提供一定的方位信息。
實踐證明，以上種種差別，以聲級差、時間差、相位差三種對聽覺定位的影響較大。但是，在不同條件下它們的作用也不相同。一般地說，在聲頻的低、中頻段，相位差的作用較大;中、高頻段以聲級差的作用為主。對于猝發聲，則時間差的作用特別顯著。而在垂直定位方面，耳廓的作用更為重要。實際上雙耳效應是綜合性的，人們的聽覺系統理應是根據綜合的效應來判決聲源的方位。
順便指出，人們的聽覺系統除了有響度、音色、方位等感覺之外，還有其他許多效應。其中有一個同我們今后的講座有密切關系的疚，叫做“優先效應”(又稱“哈斯效應”)。由實驗得知，當兩個相同的聲音，其中一個經過延時，先后到達人們的雙耳時，如果延時時間在30ms之內，則人們將感覺不到延minzhu遲聲的存在，僅能覺察到音色和響度的變化。但如果延時太長，情況將有所不同。大家已經知道，當兩個先后到達的聲音時差超過50ms-60ms時(相當于聲程差大于17m)，聽音者就能感到。
由于左右兩耳之間有一定距離，因此險了正前方和正后方來的聲音之外，由其他方向來的聲音到達兩耳的時間就有先后，從而造成時差。如果聲源偏右，則聲音必先到達右耳而后左耳;反之，則必先到達左耳而后右耳。聲源越是偏向一側，則時差也越大。實驗證明，如果人為地造成兩耳聽音的時差，就可以產生聲源偏向的幻覺。當時差到達0.6ms左右時，就感到聲音完全來自某一側了。
(2)聲音到達兩耳的聲級差
兩耳相距雖然不遠，但由于頭顱對聲音的阻隔作用，聲音到達兩耳的聲級就可能不同。靠近聲源一側的聲級較大，而另外一側較小。實驗證明，較大聲級差可達25dB左右。
(3)聲音到達兩耳的相位差
大家知道聲音以波的形式傳播，而聲波在空間不同位置上的相位是不同的(除非剛好相距一個波長)。由于兩耳在空間上有距離，所以聲波到達兩耳時的相位就可能有差別。耳朵內的鼓膜是隨聲波而振動的，這個振動的相位差也就成為我們判斷聲源方位的一個因素。實驗證明，即使聲音到達兩耳時的聲級、時間都相同，只改變都相同，只改變其相位，我們也會感到聲源方位有很大差異。
(4)聲音到達兩耳時的音色差
聲波如果從右側的某個方向上來，則要繞過頭部的某些部分才能到達左耳。已知波的繞射能力同波長與障礙物尺度之間的比例有關，人頭的直徑約為20cm，相當于1,700Hz聲波在空氣中的波長，所以人頭對千余赫茲以上的聲音分量有掩蔽作用。也就是說，同一個聲音中的各個分量繞過頭部的能力各不相同，頻率越高的分量衰減越大。于是左耳聽到的音色同右耳聽到的音色就有差異。只要聲音不是從正方向上來，兩耳聽到的音色就會不同，從而成為人們判別聲源方位的一種依據。
(5)直達聲和邊疆反射聲群所產生的差別
由聲源發出來的聲音，除直接到達我們雙耳的直達聲之外，還會經周圍障礙物一次或多次反射而形成反射聲群，陸續到達人們的雙耳。因此直接聲和反射聲群的差別，也就會提供聲源在空間分布的信息。
(6)由耳廓造成的差別
耳廓是向前的，顯然能使人們區分前后。另一方面，耳廓的形狀非常微妙，不同方位上來的聲音會在其中發生復雜的效應，肯定也會提供一定的方位信息。
實踐證明，以上種種差別，以聲級差、時間差、相位差三種對聽覺定位的影響較大。但是，在不同條件下它們的作用也不相同。一般地說，在聲頻的低、中頻段，相位差的作用較大;中、高頻段以聲級差的作用為主。對于猝發聲，則時間差的作用特別顯著。而在垂直定位方面，耳廓的作用更為重要。實際上雙耳效應是綜合性的，人們的聽覺系統理應是根據綜合的效應來判決聲源的方位。
順便指出，人們的聽覺系統除了有響度、音色、方位等感覺之外，還有其他許多效應。其中有一個同我們今后的講座有密切關系的疚，叫做“優先效應”(又稱“哈斯效應”)。由實驗得知，當兩個相同的聲音，其中一個經過延時，先后到達人們的雙耳時，如果延時時間在30ms之內，則人們將感覺不到延minzhu遲聲的存在，僅能覺察到音色和響度的變化。但如果延時太長，情況將有所不同。大家已經知道，當兩個先后到達的聲音時差超過50ms-60ms時(相當于聲程差大于17m)，聽音者就能感到。
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