空间音频是什么意思（空间音频技术全面讲解）

本周，苹果召开了WWDC全球开发者大会，大会结束过后所有媒体基本上都表示出了失望的情绪。首先没有发布任何新硬件，其次在系统方面的更新也乏善可陈。目前开放的iOS15测试版本基本上也都是一些软件层面的改善，安卓用户普遍表示多少年前就已经用上了。

相对比较吸引人的手机、平板、电脑之间跨屏幕交互的体验，目前还没有实装，所以首先效果还不明朗。另外这个所谓“前所未有的效果”就在几天前已经被鸿蒙抢先带来了，所以并没有给人很大的震撼。

如果要在这次开发者大会当中找到一丝亮点，那就是“空间音频”技术的广泛应用，未来会有更多的音乐软件或者视频软件，以及耳机等等硬件支持“空间音频”技术，而且这个技术也在不断破圈，向着安卓阵营扩展。

今天我们就来聊聊“空间音频”。

“空间音频”（Spatial Audio）这个词其实是苹果造的，它的本质是“计算音频”。别被这些名词概念吓到，它非常好理解。

拿我们生活当中最的常见朋友圈发照片举例，现在敢不修图就直接发原图的人都是真正的勇士。尤其是合照，如果不把对方稍微修饰一下，或者只给自己美颜，那友谊的小船说翻就翻。

这里有朋友可能会说我就不修图，我每次就是拍完了直接发。但即便如此，你发的照片依然是修过的。这是因为计算视觉已经是我们手机设备上必不可少的一部分了。在我们拍照时，影像处理系统就已经帮我们锐化了照片，提高了对比度，让天更蓝草更绿人更瘦。

哪怕我们拍出来照片真的原汁原味，但是在显示端，也就是我们的屏幕上，画面还会是经过美化。计算视觉如此无孔不入，为的就是给我们营造出一种来源于真实，但要比真实更符合人类审美的感觉，即便我们眼前的景象根本不是这个样子。

比起图像技术的突飞猛进，声音相对就显得传统太多了。除了供娱乐消遣使用的所谓变声软件，计算音频技术很长一段时间都没有找到合适的窗口期。

直到降噪耳机开始迅速普及，它的原理是通过耳机上的麦克风，先捕捉环境噪音，然后在耳机内部发出一个反相的声波，来抵消掉环境噪音。从而让我们能够更加清楚地听到耳机里的声音。

现在我们的手机已经大量应用了这种技术，随着计算音频技术的发展，设备还可以更准确地识别人声，只对人声部分进行增强，让我们在通话时声音更清楚。

有些音乐软件如今已经可以做到把一首歌中的人声部分全部消除，只保留伴奏，或者相反，只保留人声去掉伴奏。这些都是计算音频技术的典型应用。

说回耳机，它有个致命伤，就是无法营造出临场感。从原理上，我们的耳机只能做到双声道立体声，永远没办法和影院的5.1、7.1声道的那种被声音包围起来的效果媲美。

现在的全景声影院，可以让观众清晰地感受到一架飞机从头顶上飞过的声音效果。这是怎么做到的呢？

这里我需要再普及一个知识，我们的耳朵是如何分辨出声音的方向的。

我们之所以可以明确地判断出声音从哪个方向传过来，是因为我们有两只耳朵，两只耳朵听到的声音不一样，产生了两种差。一个叫做时间差，另一个叫做声级差。

说白了就是一个声源传递出来的声波，到达我们两只耳朵的时间会有细微的不同，另外，由于我们的头部对声音有遮挡，来自左侧和右侧的声音音量大小会有不同，这两不同都会被我们用来判断声音方向。

如果还是很难判断，我们会下意识地侧一下头，这个动作会让我们人为扩大时间差和声级差，有助于我们做判断。

我们头部的直径大约是20厘米左右，换算成波长大约是1500Hz的声波。低于1500Hz的声波，波长大于我们头部的直径，因此可以绕过我们的头部，到达我们两只耳朵的声音会感觉差不多。这也就是为什么低音炮这种低频设备没有指向性，理论上放到哪儿都行的原因，因为我们无法判断出低频声音的方向。

这个时候问题就来了，我们是怎么判断出来上方和下方的声音的呢？想象一下，来自上方45度和下方45度的声音，时间差和声级差是一模一样的，但是我们还是能够判断出来。

这是因为我们有耳廓。我们的耳廓之所以长成这个奇怪的造型，而不是一个平滑的漏斗状，是有原因的。来自上方和下方的声音在我们的耳廓里会产生不同的反射效果，这种不同会被我们敏锐捕捉，从而判断上下方位的声音。

有兴趣的朋友可以做个试验，闭上双眼，让一个朋友在你的面前用一串钥匙垂直晃动，你会很准确地指出声音的方向。但如果您捏住耳廓，改变它们的形状，或者比如用橡皮泥，把耳廓填平。虽然耳朵没有被堵住，但这时我们就很难分辨出声音到底来自上方还是下方了。

以空间音频为代表的计算音频技术，首先要实现的就是让我们的双耳还原听声辨位的能力。现在当我们戴上耳机的时候，无论手机上的画面在哪个方向，我们始终都会觉得声音是从正前方传过来的，这其实是反直觉的。

如果耳机中有陀螺仪，可以感受到我们头部的晃动，计算音频技术就可以判断出我们双耳和屏幕的相对位置，然后在我们的两耳中播放出不同时间差、声级差的声音，甚至模拟出耳廓反射的效果。这种计算会和手机屏幕的位置匹配起来，让我们误以为，声音永远是从屏幕的方向传过来的，甚至如果把手机拿到身后，我们也会觉得耳机里的声音是从后面传来的。

这样做有什么好处呢？这就和我们在影院里看电影的感觉一样了，电影院里银幕的方向永远是声音的主要来源，它不会随着我们的头部晃动而改变。这也更符合自然直觉，每个声源都在它本来的位置，而我们只是置身其中。

用一幅耳机就能实现x.1声道的效果，这在过去绝对是夸大宣传，但现如今，计算音频技术的普及，让这种效果真的就来到了我们的耳边。

那多声道的传统音频设备岂不是要被取代？

也不是。

能够判断出声音方向，和能够提供高质量的声音效果是两码事。很多人就想安安静静欣赏音乐，不希望被空间音频技术干扰，目前支持空间音频技术的耳机，和同价位的经典有线耳机相比，音质上还差不少。而对于影视内容，临场感比音质往往更加重要，空间音频在这方面会发挥更大作用。

当然，还有提供更加真实的VR体验。

虽然基于算法，但目前空间音频还是需要特定软硬件配合，耳机、视频软件以及视频内容要同时支持空间音频，才能发挥出最好的效果。

计算音频的浪潮已然袭来，我们听见的世界也将似真似幻。

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空间音频是什么意思（空间音频技术全面讲解）

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