人耳凭借什么产生方向感 图解声像相位的原理

　　何为声像，何为相位，以实验证明说明人耳靠听如何能产生方位感，这什么是声像什么是相位，在汽车音响调试中有着什么重要作用。

　　首先说说，究竟什么是“声像”。

　　“声像”是指乐器在声场中的发声位置点。说白了就是声音的方位，是靠左还是靠右。

　　要理解“声像”这个概念，你首先要知道，人耳究竟是如何辨别声音方位的?为什么我们能清楚地辨认出一个声音是从哪个方向发出来的呢?

　　下面我举个例子，两个音箱，摆位和你的脑袋成等边三角形，边长都是350厘米，这时在两个音箱里同时播放强度相等，时间也相等的音频信号，这时你会感到声音是正前方传来的。

　　然后，继续保持两个音箱的发音时间没有时间差，而将右边音箱的音量逐渐加大，你就会感到声像位置逐渐向这个音箱偏移。当两个音箱的声级差超过了15分贝的时候，你就会感到声像完全是固定在右边的音箱上了。

　　这个试验证明了什么?你是靠两耳得到的声音的声级差来辨别声音的方位的。

　　接下来再重新做一次试验。还是那两个音箱，这次不是增加右边的音量，而是将右边的信号延时播放，并逐渐加大延时量，随着两个音箱所发出的声音之间的时差逐渐加大，你会感到，声像逐渐向左边的音箱偏离。当两个音箱之间的时超过3毫秒后，你就会感到声像是在左边的音箱上了。其实，两个音箱的音量是一样的。

　　也就是说，在3毫秒到30毫秒的范围内，人耳会将声源的位置确定在首先到达耳朵的那个声源上。这就是声学上著名的“哈斯效应”。但如果超过了50毫秒以上就完蛋了，你就仍然感觉到声源是从未经延时的音箱上来的，但能感到这个声音之后有一个回声。

　　这两个实验证明了，人耳靠什么来辨别声音的方位呢?在一般的普通音量下(50-70分贝内)靠的是两耳之间的时间差和声级差。这就是所谓的“双耳效应”。

　　我们在舞台上看一个交响乐团演出的时候，演员在舞台上各自有各自的座位。也就是每件乐器都有着自己的声像点。如果我们在做音乐的时候，声像都在中间，那就好比交响乐团像“千手观音”那样一溜站在舞台中间给你演奏。哈。所以，声像要按人的听觉习惯来各自摆开。这就是声像的概念。

　　下面的这张图是交响乐队各乐器在舞台上的摆位

　　接着说一说“相位”这个概念。

　　相位是物理中的概念。其实只要你学过高中物理课就应该起码知道这个名词。但好像很多人高中物理课都在睡觉……

　　声音是由物体的振动产生的。振动就是是物质粒子相互碰撞并以向前移的脉冲或波的形式传递能量的快速运动。声波是一种周期运动，声波在周期运动中所达到的精确位置就叫做相位。通常以圆圈的度数来计算。任何一个波的起始点离其相邻波的起始点都是360度，也就是说所有波峰或者波谷都是同相位的，波峰、波谷之间则是互相反向，相位差正好是180°。同相位相加，反相位相减。

　　举个例子，我们来看下面这两个函数的波形

　　这两个波形是根本不一样的，但频谱却是相同的，因为在s和2s的位置各有两个相同大小的峰。这个原因就在于功率频谱不记录谐波的相位。事实证明，人的听觉对相位是没有感觉的，所以这两个波形的声音听上去是完全一样的。

　　这个实验说明， 人耳对波形的相位是没有感觉的。因此做为一个单声道的音频波形，反相之后听不出任何区别。而反相后的波形正好与原来正的波形的波峰、波谷是反的，是负数。我们都知道-1加上1，等于零。所以反相了的波形就会和正的波形抵消。混音时都是多个波形一起播放，而这些波形中如果有抵消现象(当然肯定不会都抵消掉的)，表现出来就是这个声音就不自然了，不好听。

　　不信你试试，将一段波形反相之后再和原来的一起播放，根本没有声音。因为正负相互抵消掉了。

　　再讲个例子，你头戴耳机，我这里有两个一样的单声道音轨，同时给你的两耳机(俩耳朵都响)，然后再新建两个Mono轨，将这两条单声道音轨再各复制一份，并延时50毫秒，再反相，再叠加到你的耳机上，你就会立刻感觉到一种空间感，好像声音来自四面八方。这个现象就是声学上著名的“劳氏效应”。

　　关于声像、相位，这些都属于最基本的音频常识。对于音频工作者来说，这属于育红班级别的知识。也就是说，玩音频，就首先要知道人耳究竟是怎么产生方位感的。