TEANMA天瑪

　　前言

　　聲音是人類感知世界的重要媒介之一，而聲音技術的演進始終圍繞著一個核心目標：還原真實聽覺體驗。從最初的單聲道到如今的多聲道環(huán)繞聲，每一次技術跨越都推動了音樂、影視、游戲等領域的沉浸式體驗升級。本文將系統(tǒng)解析單聲道、雙聲道立體聲以及常見的多聲道系統(tǒng)的技術原理、應用場景以及發(fā)展趨勢。

一、單聲道：聲音的原始形態(tài)

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　　定義與技術原理

　　單聲道(Mono)作為音頻技術的起點，其核心技術是通過單一是音頻通道傳輸聲波信號。當聽眾正對單個揚聲器時，無論是錄音還是播放，所有的聲音信息都會被混合到一個聲道中，左右耳接受的聲波在振幅和時間特性上保持完全同步，無法區(qū)分聲源的方向或空間位置。這種信號特征在頭戴式耳機呈現(xiàn)時，具體表現(xiàn)為雙耳接收完全同源的音頻信號。

　　該系統(tǒng)的聲源定位完全依附于物理發(fā)聲點，導致聽眾感知的聲場位置被永久錨定在揚聲器的實體位置，由此引發(fā)的空間感知偏差在對比立體聲和空間音頻系統(tǒng)時會呈現(xiàn)顯著的方位判斷失準現(xiàn)象。

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　　技術特點

　　單點聲源： 所有音頻信號通過單一通道傳輸，聲像集中于一點。

　　相位一致性： 規(guī)避多聲道相位干涉問題。

　　設備兼容性： 對播放設備要求最低。

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　　優(yōu)缺點分析

　　優(yōu)點：設備簡單、成本低、兼容性強，適用于公共廣播(如機場、商場)等無需空間感的場景。

　　缺點：聲音扁平化，缺乏層次感和方位感。例如，在交響樂錄音中，所有樂器的聲音會混合在一起，聽眾無法分辨小提琴和管樂的位置。

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　　典型應用場景

　　語音通訊：電話、對講機、視頻會議(如Zoom基礎音頻模式)。

　　公共廣播：機場、商場、校園通知。

　　低成本設備：便攜式收音機、入門級藍牙音箱。

二、雙聲道立體聲：空間感的誕生

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　　定義與技術原理

　　在雙聲道立體聲系統(tǒng)(Stereo)中，通過兩個獨立的音頻通道(左、右聲道)模擬人耳聽覺差異。人腦通過分析左右耳接收聲音的時間差和強度差，可判斷聲源方位，立體聲技術正是基于這一原理。左右揚聲器需以聽音者為頂點呈等邊三角形布局，對稱分布于聽音軸線兩側30°夾角位置，這是實現(xiàn)精準聲場監(jiān)聽的基準條件。

　　立體聲的制作與傳輸主要遵循兩種編碼范圍：X/Y制式(圖1)采用物理分離的左右聲道直接記錄聲場空間信息;M/S制式(圖2)則采用主輔復合編碼策略。其中M(Mid)信號借助心型指向傳聲器軸向拾取聲場中央聲像區(qū)域，S(Side)信號通過8字形雙指向傳聲器橫向捕捉聲場側向擴展信息，兩者通過矩陣解碼器進行信號混合后可完整重構立體聲聲場空間結構。

圖片來源①

　　圖片來源①

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　　技術特點

　　左右聲道僅通過左右幅度差異和時間差異傳遞方向信息。

　　立體聲的聲場范圍局限于左右兩個方向，沒有上下(垂直)或前后深度的明確聲場信息。此外，聽眾需處于“最佳聽音位”，否則定位精度下降。

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　　優(yōu)缺點分析

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　　典型應用場景

　　音樂領域：立體聲麥克風陣列。立體聲讓聽眾能分辨樂器在舞臺上的位置，增強臨場感。例如，披頭士樂隊的《Sgt. Pepper‘s Lonely Hearts Club Band》是早期立體聲錄音的經(jīng)典案例。

　　影視領域：對話定位。對話居中、背景音樂環(huán)繞的聽感提升了敘事表現(xiàn)力。

三、多聲道系統(tǒng)：沉浸式聲場的革命

　　多聲道系統(tǒng)命名規(guī)范中的數(shù)字序列精確編碼了聲道構成參數(shù)。第一個數(shù)字代表主聲道數(shù)量;第二個數(shù)字表示低頻效果聲道(通常低音炮配置)的數(shù)量，。例如，5.1聲道系統(tǒng)包含五個耳平高度揚聲器和一個超低音聲道。

　　以下為主流多聲道格式：

　　5.1聲道系統(tǒng)

　　5.1用于少數(shù)環(huán)繞聲標準。這是最常用的環(huán)繞聲格式，5.1通道分別為左、中、右、左環(huán)繞(左后方)、右環(huán)繞(右后方)+超低音聲道，配置5個主音箱+1個低音炮。

圖片來源②

　　*C=中;L=左;R=右;LFE=低頻效果;Ls=左環(huán)繞(左后方);Rs=右環(huán)繞(右后方)

　　應用場景：家庭影院、電影院的主流配置。中置聲道負責對白人聲，環(huán)繞聲道營造環(huán)境音效，低音炮增強爆炸、地震等低頻效果。

　　7.1聲道系統(tǒng)

　　7.1聲道專為影院和家庭影院設計使用，在5.1基礎上增加左后環(huán)繞和右后環(huán)繞聲道，形成更密集的環(huán)繞聲場。

圖片來源②

　　*C=中;L=左;R=右;LFE=低頻效果;Ls=左環(huán)繞(左后方);Rs=右環(huán)繞(右后方);Lm=中左;Rm=中右

　　優(yōu)勢： 適合大空間影音室，減少聲音“空洞感”。例如，在《星際穿越》的太空場景中，7.1系統(tǒng)能夠精準呈現(xiàn)飛船從后方掠過的音效。

　　杜比全景聲（Dolby Atmos）與DTS

　　技術革新：突破傳統(tǒng)“聲道”概念，引入“聲音對象”(Sound Object)技術。聲音可被定位在三維空間中的任意坐標(包括頭頂)，通過元數(shù)據(jù)動態(tài)分配至不同揚聲器。

　　硬件配置：基礎版本為5.1.2(增加2個頂置音箱)，高端系統(tǒng)支持多達64個聲道。

　　體驗升級：雨滴下落、直升機盤旋等音效可實現(xiàn)精準的空間移動軌跡。游戲領域(如《塞博朋克2077》)也借此打造沉浸式交互體驗。

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　　優(yōu)缺點分析

四、綜合對比分析與選擇建議

　　*數(shù)據(jù)來源：AES Journal 2022年聲場系統(tǒng)測評報告*

　　選擇建議

　　音樂愛好者： 高品質立體聲系統(tǒng)(如2.0書架音箱)足矣。

　　影音發(fā)燒友： 5.1或7.1系統(tǒng)性價比最高。

　　追求極致體驗： 支持杜比全景聲的套裝搭配頂置音箱是未來趨勢。

　　圖片來源：

　　(1) https://support.apple.com/zh-cn/guide/logicpro/lgcp31f97343/mac

　　(2)https://blog.csdn.net/qq_44100263/article/details/144536242