你是如何做到听声辨位的？又该如何更加高效率地运用效果器？

文章转载自公众号：上和弦 

不管你是潜在电竞选手还是音乐人还是两者皆是，听声辨位都是一项十分重要的技能。

事实上这一项技能我们每个人都有、与生俱来，以至于我们其实不太关心背后的原理，反正我就是可以。

但是，通过了解背后的原理，我们可以更加好地去理解一些我们在混音时会用到的效果器，以及如何更加高效率地运用这些效果器去创造我们想要的效果。

为此，这一期我们先来了解一下我们为什么可以做到听声辨位？

好的，那我们直接进入正文。我们的双耳及大脑是如何定位声源位置的？

主要是通过三种方式，前两种方式主要通过两耳收到信号的不同来实现定位，另外一种是通过频率的差别来实现辨位，下面我们来详细讨论一下前面两者。

一.通过双耳时间差（ITD）来实现定位

首先我们每个人都有两个耳朵（废话），其次它们分布在我们脑袋的两侧（也是废话），自然的，一个声源发出的声响到达我们两个耳朵的时间是不同的，学术上将这个时间差称为双耳时间差（Interaural Time Difference，缩写为ITD），虽然这个差值非常的小，通常为百微秒级别（也就是10-4秒），但大脑就是可以通过这么短的时间差给你计算出声源的方位。

大脑：我厉害吧！

但这样的定位方式它有一个频率的上限，理论上如果我们只通过ITD的方式来判断声源方位的话，对于那些超过了频率上限的声音，我们的大脑就会直接乱套，也就算不出一个准确的方位。

至于为什么会这样？您确定要问吗？

既然这是笔者2020的第一篇“硬核”推文，我们就让久违的数学公式一个出场的机会（如果你看到数学公式就头疼的话，你只要记着双耳时间差，然后就可以直接跳到下一个段落了）：

(其中c为声音在空气中的传播速度)

首先宏观上大脑是通过时间差来计算方位，但其实大脑接受的是双耳信号的相位差来进行方位的判断，通过上面的式子我们可以得知，当入射角给定时，频率f其实是有一个范围的，原因是相位差的范围为0至180度，当相位差超过180度时，相位差跟入射角就是不再是一一对应的关系了，此时大脑便分不清声音究竟是从哪一个位置发出的。

举一个例子让大家更好地理解这个事。假定现在声源在我们的右侧（90度的入射角），根据上面的公式，我们可以算出其频率上限f=743Hz，也就是说当声源在我们的右侧90度时，频率低于743Hz的正弦波（为了简化，我们使用正弦波举例），我们可以分辨出其方位，但当频率高于这个数值，理论上我们就分辨不出其方位了，但事实上我们还是可以分辨的，只不过背后的原理不再是时间差，而是接下来我们要介绍的双耳强度差。 

二.通过双耳强度差（IID）来实现定位

那既然通过时间差来判断声源方位有它的频率上限，那么就肯定存在另外一种方式来帮助我们判断高频声音的方位了，对吧？

确实是这样的，另一种方法是利用双耳的强度差来实现声源的定位。至于为啥双耳会产生强度差？那是因为头部的遮蔽效应。      

当声源在我们的正前方时，到达双耳的声级是一致的；当声源开始向一边偏移时，一只耳朵的声级逐渐增大，而另一只耳朵的声级逐渐减小。

大脑通过双耳强度差（Interaural Intensity Difference，缩写为IID）来判断声源的位置。

调音台上的声像旋钮（Pan Knob）使用的就是这一种原理，通过改变发送至Master轨道左右声道的电平大小，实现声像的定位。

正如上文所说的那样，双耳强度差主要对高频声音的定位起作用，它存在一个频率下限，对于频率在下限之下的声音，通过强度差来实现的定位效果不明显。

之所以说不明显，是因为你仍然可以判断方位，但需要声源偏移比较大的量时你才会发现声源发生了移动，而对于频率比较高的声音，只要左右耳的声级发生了一点变化，你都可以很快地判断出其位置。 

根据公式我们计算出，假设我们的头直径为18cm，声源入射角仍然如上文所假设那样呈90度，那么这个下限频率为637Hz，也就是说双耳时间差跟双耳强度差两中定位方式可以形成一个互补，大自然就是这么奇妙哈哈哈。

但事实上大脑对于声源的定位并不止这两种原理，还有一些更加复杂的因素会影响声源的定位，但以上这两个就是音乐制作中最常见的，也是最基本的原理。

而这一些更加复杂的因素，将会在以后的文章中给大家详细介绍，虽然复杂，但其实是相当有趣的。

责编：nina

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