音箱摆位不能不了解耳廓效应

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耳廓效应也称单耳效应，人们利用单耳对声音进行定位的能力，由于声音来自方向不同，到达人耳
经耳廓反射进入耳道后，会出现时间（相位）和音量等方面的微小差异，根据这些差异，听音者就
耳机的指标里，对于音质和声场定位，这个主要靠主观听音作出评价的“软指标”无法表述。一个频响曲线相近的不同厂家的耳机，对其音质感觉和声场再现会有较大区别，这已是耳机爱好者们共同的认识。
耳机音质的不同比较容易理解，人们会想到这和振膜的材料、大小、结构以及耳机腔体的设计有关。但是对于耳机声场以及声源定位表现的差异，就较难搞清楚。
都是哪些因素在影响着耳机声场以及声源定位的重放准确性，到底哪种结构的耳机能够相对准确地播放出原来声音的现场感？这并不是单靠想象就能得出来的结论。
也许有人会问，声音的定位靠的是“双耳效应”，我们听立体声耳机时都是用双耳，听的都是立体声音乐，耳机声场和定位表现的差异难道还和“双耳定位效应” 以外的什么原因有关? 答案当然是肯定的。要不我们就无法解释以上的现象。
一、耳廓效应——另一种声音定位机理
对声音信号的方位、来向和对集群声音信号的展开感、深度感的感知能力，是人们听觉系统天生所具备的能力。古典声学把人们感知立体声音和声场的机理归结于“双耳效应”。
“双耳效应” 的原理十分复杂，但简单的说，就是人的双耳的位置在头部的两侧，如果声源不在听音人的正前方，而是偏向一边，那么声源到达两耳的距离就不相等，声音到达两耳的时间与相位就有差异，人头如果侧向声源，对其中的一只耳朵还有遮蔽作用，因而到达两耳的声压级也有不同。人们把这种细微的差异与原来存储于大脑的听觉经验进行比较，并迅速作出反应从而辨别出声音的方位。
可是到了上世纪70年代末期，人们却发现即使是聋了一只耳朵的人，对声音方向仍具有判别能力。如果我们用双手把耳廓向后压平，在听音上就会有异样的感觉。这种感觉实际上是对声音方位判断能力的减弱，特别对高频声更是如此。
当外界声音入射到人耳时，耳廓对声波具有反射作用，耳廓的形状使得这些反射声成为一组具有短延时量的重复声。
对于垂直方向的入射声，这些反射声的延时量大约在20~45μs左右，对于水平方向的入射声，其反射声的延时量大约在2~20μs左右。这是因为人的耳朵是长卵形的，其长轴垂直、短轴水平的缘故。人们从这些反射声的短延时量的范围就可判断出声音是上还是下、是左还是右。如果声音来自人的后面，由于没有反射声人们也会以此作出判断。德国一些物理学家认为: 耳廓效应造成了类似的“梳状滤波器效应”，如图2b所示。“梳状滤波器效应”的形成是由于耳廓反射形成的一组具有不同延时量的反射声与直达声之间的相位干涉引起的，这种相位干涉使人听到的声音出现了梳状波动，入射声角度的不同这种梳状波动的疏密、间隔也不同，因而带来了声音方向的信息。
虽然耳廓效应的物理原因还需要进一步研究搞清，但是它对声音定位的明显作用是不容置疑的，试验表明,它对4kHz~20kHz频段的定位起重要作用。
还要特别说明的是: 耳廓协助声音定位，主要是将每次接收到的声音,与过去存储在大脑里的重复声或梳状波动的记忆进行比较，然后才判断出声音方位。因为每个人的耳廓、耳腔尺寸并不完全相同，因而每个人在大脑存储的记忆是不相同的。换言之，每个人是自动熟悉了自己耳廓、耳腔所形成的这种重复声或梳状波动的。
耳壳效应的研究提醒人们，如果用耳机听音，要注意不要破坏耳壳效应的作用，因此耳机的结构、耳罩的形式，单就声音定位来讲就显得至关重要了。
二、我们听到的——原来是“一把梳子”
我们听音评价为频响平直的曲线，原来到达耳膜的并不是想象的图3中的曲线a,而是曲线b。曲线b上存在一些具有一定间隔的跌落(这些间隔状况因人而异略有不同)。它们的形成是由于耳廓效应、外耳谐振和各种声音的衍射共同作用的结果。因为这个曲线形状像一把齿朝下的梳子，所以称作“梳状滤波器效应”。这是一种听音固有的自然现象,它包含着声源方位的特定信息。如果这个曲线的跌落间隔和跌落幅度有所变化，人们是可以明显感觉出来的。
在音频领域，“梳状滤波器效应”还产生在传声器中，传声器中“梳状滤波器效应” 的形成是由于直达声和反射声到达传声器的声程差所引起的。它会引起拾取声音信号的染色现象,在实际应用中都采取一定的措施予以削弱或消除。这些措施包括:1、选择接近声源辟开或远离反射声处拾音；2、尽量选择指向性强的传声器；3、反射面增加吸声材料,减小反射声强度；4、当采用两只传声器拾音时,应一只为主,另一只为辅；5、采用特殊的界面传声器(在传声器受声面的附近设置质地坚硬、光滑的全反射面的传声器)。
这里还要说明的是，在电视传播的过程中也有一个“梳状滤波器”的概念，我们知道电视信号是采用频谱交错原理，将色度信号与亮度信号插入在同一谱带里进行传送的，在接收端则使用了一个频率传输特性曲线像梳子一样的“梳状滤波器”，通过它把色度信号与亮度信号彻底分离出来,再经过同步检波和解码、放大，最后输出R(红)、G(绿)、B(蓝)信号提供给显像管。这里提到的“梳状滤波器”的概念与前面提到的完全是两回事。由于“梳状滤波器” 的字样频繁出现在各种电视机的宣传单和包装箱上，为了防止混淆，觉得还是有必要提一下。
动圈式耳机有密闭式(闭式)、开放式(开式)和半开放式(半开式)之分,由于其结构的不同听音时也会产生不同的“梳状滤波器”效应。
闭式耳机的情况。由于密闭空腔使低频得到了提升，这就使得中低频段的一些耳道自然谐振被掩盖，其他的梳状跌落的幅度、数目、间隔也受到了影响，这就破坏了正常的平直频响的印象，因而在一定程度上破坏了声音的真实感。闭式耳机如果阻尼设计不当还会形成轰鸣，使人听起来不舒服。
开式耳机的情况。开式耳机有一个和大气连接的“通道”，这个通道或是振膜前面的透气耳垫，或是振膜后面的透气腔体，有的干脆“双管齐下”前后都通。这个“通道”阻尼掉了低频谐振，消除掉了可能引起的轰鸣感觉，但同时也或多或少地压低了我们所需要的耳道谐振，使正常的“梳状滤波器”效应受到调制，从而在一定程度上也影响了正常的听音条件。
特殊设计的半开式耳机的情况。特殊设计的半开式耳机是奥地利著名电声厂家AKG公司的专有技术，这种结构的耳机耳垫是不透气的，采用的是多振膜系统。耳机主振膜的后腔不直接和大气相通，而是在它的周围分布了六个无源从动振膜，这些从动振膜采用极薄的高顺性材料制成，按照声旁路元件机理工作。 并且巧妙地使六个从动振膜振动的相位略有差异，这就模拟了图2中的“梳状滤波器”效应，使听音者产生一个印象，似乎他本人的耳壳也在工作，因而给出一个空间立体感和空间开放的感觉。新生产的K240DF和K240M将六个从动膜改为六个围着主振膜排列的狭缝，AKG公司将其称为声学摩擦器，它们也是按照声旁路元件机理工作,其效果等同于六个从动膜。这种结构的耳机在声场的还原和乐器的定位感上有其明显的优势。K340有一个动圈单元和一个驻极体静电单元，因为静电单元阻抗太高，所以在一个从动振膜的位置安置了升压装置，在驻极体静电单元的后面安装有动圈式耳机单元。
三、立体声耳机听音的——专用CD唱片
耳机的声场再现除了和耳机的结构有关外，还和选用的CD唱片有很大关系。采用仿真头拾音制式和真人头拾音制式制作的CD唱片称为仿真头CD唱片和真人头CD唱片，这两种唱片是专为高质量立体声耳机听音制作的。图6是一张仿真头录音的CD片。
立体声的拾音方法主要有: A/B制式、X/Y制式、M/S制式、声像移动器(Pan Pot)制式、仿真头制式、真人头制式、ORTF制式、声场制式等等。
仿真头是个直径约为18cm的木质或塑胶制成的假人头，在它的耳道末端装有两只完全相同的传声器。拾取的信号分别作为立体声L、R声道信号，把这样的两声道信号放大后，供人用立体声耳机听音时，就完全模拟了人在舞台前聆听音乐时的真实状态。因此会产生非常好的临场感。
仿真头制式属于时间差、相位差和声级差的复合型系统。在这个系统中如果使用扬声器放声的话，听音者左、右耳除了直接听到左、右扬声器发出的声音以外，还能听到它们绕过头部形成的交叉音。听音者所判断出的声像就会与原声场中的声源位置有所不同，由此产生声像畸变，实际的听音感受是声像有些模糊不清。
真人头制式是将两只微型传声器，悬挂在音乐演奏现场听音人耳道口处拾取声音信号的方法，它的效果类似于仿真头制式。
如果在立体声耳机听音中，采用仿真头CD唱片和真人头CD唱片，我们就会感受到比其他CD唱片好得多的声场再现效果。
综上所述，在立体声耳机的听音系统中要实现良好的声场再现效果，一是要尽量选择罩耳式耳垫的耳机或不带耳垫的耳机，如AKG公司的K1000，以求不破坏耳壳的形状； 二是尽量选择采用“相位校正技术” 的多振膜结构的耳机(如AKG公司的K240M、K240DF),这两种耳机也是广播、电视部门采用较多的品种； 三是尽量选用仿真头CD唱片和真人头CD唱片，可惜的是品种极少。
当然这种选择标准只是“顾其声场,不及其余” 的作法，耳机爱好者们真要获得一件自己心仪的产品，亦然需要根据自己的喜好全面考虑才是。

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耳部
　　耳朵位于眼睛后面，它具有辨别振动的功能，能将振动发出的声音转换成神经信号，然后传给大脑。在脑中，这些信号又被翻译成我们可以理解的词语、音乐和其他声音。
  






耳廓
　　耳廓位于头颅两侧，除耳垂为脂肪和结缔组织构成外，余皆为弹性软骨构成支架，上覆以软骨膜和皮肤。其后(内)面较平而微凸，前(外)面凹凸不平，形成耳轮、对耳轮、耳屏、对耳屏、耳甲艇、耳甲腔等解剖标志。前面的皮肤与软骨粘连较后面为紧，皮下组织少，故外伤后形成的血肿不易吸收，感染后易发生软骨膜炎。耳廓皮肤薄，血管位置浅表，又是冻疮的好发部位。耳廓与外耳道连续，当外耳道发炎时，牵拉耳廓或压迫耳屏可使疼痛加剧。

外耳道
　　外耳道起自耳甲腔的外耳门，止于鼓膜，成人长约2.5~3.5厘米。外1/3为软骨部，内2/3为骨部。软骨部皮肤有皮脂腺，盯聆腺和毛囊，外伤后易感染成疖。由于皮肤与软骨附着较紧，故感染肿胀时易致神经末稍受压而引起剧痛。软骨部前下壁常有2-3个由结缔组织充填的垂直裂隙，称Santorini裂，它可增加耳廓的可动性，亦系外耳道与腮腺之间感染互为传染的途径。骨部与乳突前壁、颅中窝及颜下颌关节相邻接，外伤或感染时可相互影响。骨性外耳道中部较窄，称外耳道峡部，易于嵌顿异物。

　　外耳道略呈S形弯曲，外段向内向前而微向上，中段向内向后，内段向内向前而微向下。故在检查外耳道深部或鼓膜时，需将耳廓向后上提起，使外耳道成一直线方易窥见。婴儿的外耳道软骨部与骨部尚未完全发育，故较狭窄。

外耳神经
　　外耳的神经主要有二:一为下领神经的耳颞支，分布于外耳道等的前半部，故当牙病等疼痛时可传至外耳道;二为迷走神经的耳支，分布于外耳道等的后半部，故当刺激外耳道皮肤时，可引起反射性咳嗽。另有耳大神经、枕小神经、面神经、舌咽神经的分支支配。

　　外耳的血管:动脉来自颈外动脉的耳后动脉、颞浅动脉和上颌动脉。颞浅动脉和耳后动脉主要分别供应耳廓的前后面，且两者之间有细小分支相吻合。上颌动脉的耳深动脉经外耳道骨部与软骨部交界处供应外耳道及鼓膜外面。静脉与同名的动脉伴行，汇流至颈外静脉，部分回流至颈内静脉，耳后静脉可经乳突导血管与乙状窦相通。

　　外耳的淋巴引流至耳前、耳后、耳下、颈浅和颈深淋巴结上群。

外耳的生理
　　外耳的主要功能是将自由声场的声波传播到鼓膜。
  


　　耳廓可收集声波汇人外耳道。两侧耳廓的协同作用，可以判断声音的来源方向。耳廓缺如，不仅影响美观，还可引起一定程度的听力减退。

　　外耳道是声波传导的通路，具有传递声波及扩音作用。其一端开口，另一端为鼓膜所封闭。根据物理学原理，充气的管道可与波长4倍于管长的声波产生最大的共振作用，即增压作用。外耳道长约2.5厘米，据此计算，它作为一个共鸣腔的最佳共振频率约在3800Hz，这样的频率及其邻近频率在鼓膜附近的声压可提高10-12dB。此外，外耳道尚有保护耳的深部结构免受损伤及保持耳道深部温度恒定的作用

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感兴趣的可以找找下载这篇论文的测量：

CT测量成人正常耳廓相关夹角的研究
前言：目的　探索一种客观、准确地测量耳廓夹角的方法。方法　于 30例成人正常耳廓 (共 6 0只 ) ,采用CT作经眶—耳平面的断层扫描 ,绘制成图后测量常用的 3个夹角的角度 ,并进行统计分析。结果　显示成年人正常耳廓的颅—耳角为 (45± 14 )度 ,颅—耳甲角为 (83± 13)度 ,耳甲—耳舟角为 (92± 4)度。左右对称。男女之间 ,女性的颅—耳角大于男性 ,颅—耳甲角、耳甲—耳舟角无显著差异。结论　用CT测量人类耳廓的相关夹角是一种无干扰、方便、准确的方法 ,对指导临床有一定的实际意义。

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成年人正常耳廓的颅—耳角为 (45± 14 )
这个解释了为什么两侧音箱和人最好形成接近等边三角形能获得比较好欣赏效果，也就是说通过测量自己耳廓和头颅的夹角就知道皇帝位大概会在哪里。

心灵手不巧

介..深了.....

sunrong

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有道理！

火星人88

招风耳和普通人的听感不一样？[s:97]

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火星人88 发表于 2012-1-6 23:20
招风耳和普通人的听感不一样？

招风耳肯定和小耳的效果不一样，反射的面积加大了嘛，要不自己伸个手掌上去试试？
另外一些结构上的不同也会造成听感的差异，极端情况有鼓膜穿孔、中耳炎、鼻咽癌、鼻窦炎、听神经炎、脑瘤等，都会造成听力的明显异常，既然极端情况会有耳聋耳鸣，当疾病渐进发展或明显不同耳发育情况时，自然有不同的听感。

bebear

很有道理，但关于AKG那段东西深表怀疑，越大的骗局，其基础理论越坚实。

bebear

耳机还原音箱效果，在理论上是完全可能的，关键是有没有厂家愿意投入去研究处理算法和专用芯片，创新公司应该有一些研究，做得怎样就不知道了。

salemhifi

好帖！感谢分享。

火星人88

有没有大虾试图造一对人造招风耳，发烧的时候戴上，哇定位，频响好很多，岂不乐斋[s:97]

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火星人88 发表于 2012-1-9 22:23
有没有大虾试图造一对人造招风耳，发烧的时候戴上，哇定位，频响好很多，岂不乐斋

恐怕不会好，某些频段会人为导致加强或减弱，不平衡。

发烧盗版

:victory::victory:

港城

[s:97][s:97]