虛擬環場音效 傳統環場音效 虛擬環場音效 分辨聲源位址 耳機使用者 音響使用者 虛擬環場的架構 定向聲波

傳統環場音效

傳統環場音效的達成 欲求音效環場-就讓音響環場(5.1聲道) 傳統環場音效需由適當的空間、多個音響、適當的擺放達成。大致的要點如下: 1. 左右與中央聲道同高 2. 中央聲道較左右聲道後退

傳統環場音效的達成 3. 左右聲道與使用者夾角45度 4. 環繞聲道較使用者高90cm 5. 環繞聲道為相對，不傾斜 結論:有錢人的專利

虛擬環場音效

決定聲源位置的因素 欲達成模擬環場音源，須先知人腦如何判斷音源的位址 雙耳聽到同一聲音的時間差 雙耳聽到同一聲音的強度差 外耳形狀 (外耳各個部位有不同形狀，因此會產生不同的共振模式，而腦則會將不同的共振頻率與各種角度的聲音關聯起來 ) Head shadowing 效應 (雙耳位於頭部兩側，所以某一耳不可能直接聽到聲音，而是間接聽到反射的聲音)

人類聽覺的實際觀測 HRTF (head-related transfer function)的取得 為了達到前述四個判斷聲源原則， 必須取得人耳實際聽覺的數據，於 是有了如左圖的人體模型。在距離 此模型1.4公尺的距離以7個音響製 作環場音效的環境。(此模型上 有710個sensor) Name: (KEMAR)Knowles Electronic Mannequin for Acoustic Research

耳機的虛擬環場音效實現 人腦由抵達兩耳聲音的時差、強度差，來推算音源位置。只要能用軟體控制好讓兩邊耳朵聽到的音效符合前述的聲源位置判別四要素，即可做出環場音效的感覺。戴上耳機來聽，就會讓腦誤以為聲音來自頭部附近不同的位置。

喇叭的虛擬環場音效實現 漏音 (右側喇叭發出的聲音，左耳會聽到一部分，反之亦然。) 運用2聲道喇叭裝置來模擬展現5.1聲道的3D環場音效相較於耳機，喇叭實現虛擬環場多出了許多挑戰。 漏音 (右側喇叭發出的聲音，左耳會聽到一部分，反之亦然。) Haas effect ~搶先效應 (聽見一個音訊之後，腦會在40毫秒內壓抑任何類似的訊息。右喇叭釋出的遲滯聲音如果太早到達，緊挨著左喇叭的聲音，那它就會被完全忽略。) 解決方案:Crosstalk cancelation讓另一個喇叭發出一個完全相反的聲波來抵消原有喇叭的漏音(額外的挑戰:用以抵消的波也會傳達到兩耳，並與漏音一樣會干擾原音。)

機器以外，腦袋的問題 不論是傳統環場或虛擬 環場，只要不是耳機， 腦袋就有問題。必須在 特定的一點才能得到理 論上的音效。 不論是傳統環場或虛擬 環場，只要不是耳機， 腦袋就有問題。必須在 特定的一點才能得到理 論上的音效。 前述的crosstalk cancellation 亦只在一定區間有效 解決方案: 頭上的小藍盒子是 Head Tracker… (相當極端的作法)

利用電腦達成虛擬環場的架構

新的技術:定向聲波

密音入耳~定向聲波 超音波可形成集中的狹窄波束(聲納) 原理: 發射器尺寸必須超過聲波波長許多倍 超聲波的波長頂多幾公釐 普通的喇叭頂多半公尺寬，可聞聲波的波長範圍則是幾公分至十幾公尺，兩者的比例不符合發出定向聲波的條件。 超聲波的波長頂多幾公釐 如果發射器的尺寸超過十公分，兩者的比例便符合發出定向聲波的條件。因此可用這樣大小的發射器，發射出人類聽不見的定向超聲波。

3.空氣對超聲波而言是非線性介質 4.隱形發射器 5.結論 這種非線性導致定向超聲波會在空氣中再產生可聞聲波。換句話說，定向超聲波成了可聞聲波的「隱形發射器」。 4.隱形發射器 定向超聲波(波束)大約呈柱狀，這根隱形柱子可長達好幾公尺，足以發射波長並非很長(頻率並非很低)的定向可聞聲波。 5.結論 定向可聞聲波的發射機制如下：超聲波發射器發出定向超聲波，由於空氣介質的非線性，定向超聲波會再發出定向的可聞聲波。 應用:汽車裡的個人喇叭(已有DaimlerChrysler這家公司推出這樣的概念車) 、虛擬喇叭與環場音效 、展區的情境模擬、自我推銷的商品 、鍋爐吹灰系統。

參考資料 http://www.oc.com.tw/article/9910/readgoodarticle.asp?id=165 PC 家庭劇院 實戰報告 (二)--喇叭配置說明 http://music.ee.ntu.edu.tw/data2.htm 虛擬室內三度空間聲場的實現-詹志龍(2000) http://mail.apol.com.tw/~scisci/ 科幻科學報當聲音有了方向 http://sa.ylib.com/circus/circusshow.asp?FDocNo=38&CL=20 逼真的環場音效