定制的AudioDome阵列超越环绕声 重现现实的音频系统

在《美国声学学会杂志》上发表的一项研究中，来自安大略省伦敦西部大学的研究人员使用他们定制的 AudioDome 阵列探索了环绕声再现的能力。Ambisonics 算法利用圆顶形扬声器阵列生成沉浸式虚拟音景。环绕声系统可以增强多媒体体验，但想象一下能够完全重现三维声音环境的扬声器设置。

AudioDome 是一款能够重现整个环绕声场的扬声器，让听众仿佛置身于真实的音景之中。图片来源：sonible GmbH，奥地利格拉茨

AudioDome 不仅仅是一个扬声器阵列，而是一个旨在提供沉浸式 360 度环绕音效的穹顶结构。当听众坐在中心位置时，该系统可以精确地重现来自任何方向的声源的位置和移动。

全景声渲染是一种利用扬声器阵列模拟3D声音精确位置的方法。全景声算法使研究人员能够创建丰富的虚拟“音景”，使每个声音听起来都仿佛来自录音中出现的精确位置。

研究员 Nima Zargarnezhad 表示：“环境立体声技术有望实现高度聚焦的声源再现，这对于希望保持严格实验控制的研究人员来说非常有价值，同时还可以研究人类听觉系统进化而来的复杂、动态、三维音景中的听觉空间感知。”

然而，AudioDome 用于模拟音景的 Ambisonics 算法是否适用于研究人类感知尚不清楚。这取决于它模拟声音位置的精确度和聚焦度，以及它再现声音能量成分的能力。由于 Zargarnezhad 的团队有兴趣使用该装置进行人体实验，他们希望验证 AudioDome 的 Ambisonics 技术模拟真实生活的有效性。

Zargarnezhad 表示：“我们已经知道，一些重建误差在理论上被预测并通过模拟得到证实，但我们不知道它们将如何以及在多大程度上影响人类对声音位置和身份的感知。”

人类区分不同位置刺激的能力，即空间敏锐度，在脸部前方时较高，但在头部两侧时会降低。研究人员的实验从AudioDome的听众那里获得了非常相似的结果，证明了扬声器阵列能够在超越人类感知极限的空间尺度上重现声音位置。

他们还发现，模拟声音位置的准确度和精确度并不取决于它与实际扬声器位置的距离，这表明环境立体声算法的空间分辨率适用于研究人类在三维空间中几乎任何地方的感知。然而，他们还观察到，环境立体声算法能够准确地再现高达约4千赫兹频率的声能，足以再现语音，尽管听起来会有所降低，就像通过电话听到的一样。他们表明，对高频的错误再现会伪造与声源高度感知相关的定位线索，而高频成分的声源会被感知到来自意想不到的高度。

“我们得出结论，Ambisonics 算法能够准确地再现许多常见声音（包括语音）的特性和位置，其空间分辨率甚至优于人类的空间敏锐度，”Zargarnezhad 说道，“这足以确保再现的声景准确地模拟现实世界。”

编译自/ScitechDaily