人类的听觉除了对声音的音调、强度和音色的主观感觉外,还包括对声音空间特性的感觉。利用单一生源所发生的声音,听觉系统可以对生源进行定位,判断出声源的方向。从物理角度上看,声压在空间和时间上的分布决定了声场。在不同的声场中,听者可能会得到不同的主观听觉感受。人类对声音的空间特性的感觉也称空间听觉,包括声源定位和对环境的声学空间特性感觉两个方面。
基本的声像定位原理 声像定位是指在三维空间中精确定位声音位置的能力。人类对声源的定位原理是由于声源产生的直达声经过头部等的衍射后到达,从而产生双耳时间差和声级差。听者通过听觉系统利用双耳时间差和声级差,来判断声源的方向。研究表明,耳廓对头部的转动引起双耳处的改变和对声波的衍射所引起的梳状滤波效应,均对定位起着十分重要的作用。
听觉系统对声源方向的辨别能力和声源方向、声源特性有关,也会因人而异。 在水平面,正前方声源的定位能力最高,在1~3度之间;两侧和后方稍差一些,一般为5~10度范围内;而对上方声源的定位能力更差,在中垂面上达到15~20度。若声源偏离了听者前方的中垂面方向,到达两耳的声音就会有差别。听觉系统根据这些差别可以判断出声音的方位,成为“双耳效应”。
当声源位于人体的右侧,声音首先到达右耳,从而在到达双耳的时间先后上形成时间差,这种时间差成为双耳时间差,它与声源的方向角度有关。 在频率小于1.5KHZ的低频段,双耳时间差是定位的主要因素。这时,对于一定频率的声音,双耳时间差与双耳相位差是对应的。
而对于更高的频率,双耳相位差的概念就模糊了。因此双耳相位差只对低频声的定位判断起主要作用。而双耳时间差可作为频率在1.5~4.0KHZ的一个定位因素。