对于当前影院中各式沉浸音大行其道，大多数人并不知道其研发的由来。今天我们就从人耳的听觉特性谈起吧。

一、人耳的听觉灵敏度

人的听觉是非常灵敏的，首先是听到的声音频率为20-20KHz，响度范围是10-5pa(3400Hz时儿童刚能听到的微风吹树叶的响度)—64pa（远程射击时枪在射手耳边的响度），折合成分贝（对数关系）为0—140dB（从最轻到最响约相差一千万倍）。

二、人耳的分辨力

人的听觉对于声音频率变化能察觉到的最小范围lkHz以下为±3Hz，对于lkHz以上的频率为∆f/f =0.003，其中f为某一固定频率，∆f为人耳能分辨的频率相对变化值，比如对于10Khz的频率，要变化30hz，就能能被分辨。

听觉对声音响度的变化能察觉到的数值为±2dB，折合成绝对值得关系是约1.6倍。

三、人耳听觉的几种效应

(1)双耳效应。双耳效应是一种定位效应。两只人耳分隔l8cm左右，对于声源发声方位能进行判断。一般对2kHz以上的声音，靠双耳的声强差定位；而对于l kHz以下的声音定位，靠双耳的相位差（或时间差）判断。双耳定位声源的能力称为双耳效应，这种效应是立体声听音的重要条件。

(2)掩蔽效应。两个声源同时发声，人耳听其中一声源发声会因为另一个声源的存在而受到干扰，使该声的听阈提高才能听到，这种现象叫做掩蔽效应。人们在听很大的音乐声时，在大声过后120ms内听不见噪声，便是这种掩蔽效应的体现。

(3)哈斯效应。两个同样的声音（频率、幅度相同）到达人耳，会出现三种情况。

1) 一个声音比另一个声音先到达5～30ms，则会感觉到一个延长了的声音，它来自先到达声音的方向，迟到声音好像不存在。

2)如两个声音先后到达的时间差为30～50ms，就会感到存在两个声音，声音的方向仍由先到达的决定。

3)若两个声音先后到达时间在50ms以上，则可清楚地听到两个声音来自各自方向。

(4)劳氏效应。是一种赝立体声效应，将一个延迟声信号以反相叠加在原声信号上，即产生出一种明显的空间印象，声音似乎来自四面八方，听音者置身其中。

(5)耳廓效应。也称单耳效应，单耳的耳朵轮廓对不同方位的声音，各部分反射声信号之间存在微秒级的时间差，这给听音者带来方位判断的信息。

(6)德·波埃效应。两扬声器放置在听音者正前方，左右对称位置，两只扬声器放出相同声音，其声强差∆I=0，时间差∆T=0，听音者觉得声源发声来自中间方向，若∆I>15dB或时间差∆T>3ms，听音者觉得声源声像来自较响的扬声器方向或来自较先到达声音的扬声器方向。

(7)多普勒效应。声源与听声人处于相对运动状态时，听声人会感到声源所发声音的频率有变化，这种现象称为多普勒效应。设声源与听声人的运动发生在二者连线方向，声源相对于媒质的运动速度为μs，听声人相对于媒质的运动速度为μ1，声速为C，会出现以下4种情况。

1)声源与听声人相对静止，声源所发声音频率为f，波长为λ，听声人听到的频率为f，此时频率没有变化。

2)声源不动，听声人相对于声源运动，当听声人朝向声源运动，在单位时间多接收了由声源发出的声波(μ1/C)，，相当于声音的频率升高，声音音调变高。如果听声人背向声源运动，则相当于声音的频率降低，声音音调变低。

3)听声人不动．声源相对于听声人运动，声源向听声人运动，由于所发声波将向运动方向挤紧，在一完全周时间内，相当于波长缩短了μs/f，因此，通过听声人处的声波波长、频率都会发生变化，听声人听到的声音音调变高。如果声源背向听声人运动，所发声波变得疏一些，听声人听到的声音音调会变低。

4)听声人、声源都相对于媒质运动，两者相向运动，听声人听到的声音音调要变高。声源与听声人相反运动，听声人听到的声音音调要变低。

以上罗列的这些人耳听觉特性，就是我们电影立体声还音系统试图还原画面营造的的现实环境音效的理论基础。相较画面的3维特性，声音的3维特性对人的听感机理来说更复杂、牵涉的面更广。

这首先是声音的采集，不同的采集方式（制式）就体现出不同的立体声音效，而重放方式的不同，不仅取决于采集方式也与重放环境的声场（建筑声学、音箱布置）密不可分；同样对声音素材的加工（艺术创作）以及人们的听音位置的不同，也将对立体声音效产生重大影响。

总结以上，就是电影沉浸式音效的聆听，不但取决于人的听觉特性、心理声学，而且和声音采集、加工、重放环节的物理声学相关。

由此产生了电影立体声技术的不断进化。这些进化，无一不是围绕着人的听觉特性和心理效应来不断优化。表现在：

1、针对人的双耳效应和德·波埃效应，采用两路具有时间差、强度差的声信号来分辨声源方位（水平方向）；

2、针对人耳的掩蔽效应和耳廓效应，采用5.1/7.1环绕声系统可以更好地还原环境音效；

3、根据劳氏效应及综合其他效应可以采用虚拟立体声技术营造现实环境音效；

4、 随着技术的不断发展，利用人耳的听觉特性和心理声学的研究进展，开发出具有沉浸感的环境音效。

正是以上这些，一项一项地满足了人的生理和心理需要，才使得人们在影院可以聆听到电影画面所营造的环境音效。

通过影院中采用的立体声制式和扬声器布置及还原方案的不断改进，才有了5.1/7.1等平面立体声方案，随着对人的听觉特性的进一步研究，发现人耳除了对水平方向的声音有较强的分辨能力外，人耳对垂直方向的声音也有辨别能力，为了模拟现实场景中的声音包围感，自然要在垂直方向上步子音箱，来还原这部分音效声，这就是所谓的三维立体声带来的沉浸感。