原標(biāo)題：耳朵是如何聽(tīng)聲辯位的 2.0的耳朵是如何實(shí)現(xiàn)聽(tīng)聲辨位的？
同大家一樣，很久不玩PC游戲的小編在同事和主播的洗腦慫恿下，還是不小心成了盒子精，加入了沉迷“吃雞”的隊(duì)伍之中，不對(duì)，是加入到《絕地求生大逃亡》的電競(jìng)事業(yè)之中。為了吃到雞，小編也是很拼的，不僅查詢各種攻略，還觀看游戲視頻。
不過(guò)時(shí)間長(zhǎng)了，心態(tài)還是崩了啊，開(kāi)始信奉主播們的推薦，信奉“水平不夠，外設(shè)來(lái)湊”。但是有一件裝備還是讓小編很茫然，我們的耳朵明明是2.0聲道的，能感受到7.1聲道耳機(jī)帶來(lái)的區(qū)別嗎？人類是如何實(shí)現(xiàn)聽(tīng)聲辨位的？7.1聲道的耳機(jī)對(duì)于“吃雞”這類第一人稱射擊來(lái)說(shuō)真的有效嗎？
一個(gè)悲慘的事實(shí)：你的耳朵確實(shí)是2.0系統(tǒng)
人類接受的聲音是由耳朵的結(jié)構(gòu)決定的，外界聲音通過(guò)外耳廓收集到外耳道，而引起鼓膜振動(dòng)，隨之帶動(dòng)錘骨運(yùn)動(dòng)，傳向砧骨、鐙骨，透過(guò)前庭窗傳給內(nèi)耳，最終在耳蝸內(nèi)完成聽(tīng)覺(jué)刺激從聲音向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
當(dāng)然，實(shí)際上人類聽(tīng)到聲音的機(jī)理會(huì)更復(fù)雜些，身體的其他部分，如骨骼等，也可能會(huì)充當(dāng)聲音的傳播介質(zhì)，但最主要的收聲系統(tǒng)依然是通過(guò)外耳，內(nèi)耳和耳蝸完成的。
聽(tīng)力的產(chǎn)生需要一個(gè)完整的系統(tǒng)，即耳、腦及聯(lián)接它們的聽(tīng)神經(jīng)。當(dāng)聲音信號(hào)從人的外耳（耳廓、外耳道）和中耳（骨膜、聽(tīng)骨鏈）傳到內(nèi)耳，內(nèi)耳中的耳蝸負(fù)責(zé)聽(tīng)覺(jué)感知，耳蝸中的毛細(xì)胞（圖1中的放大部分）將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為生物電信號(hào)傳入聽(tīng)神經(jīng)，由聽(tīng)神經(jīng)將該信號(hào)傳入聽(tīng)覺(jué)中樞，然后經(jīng)過(guò)大腦聽(tīng)覺(jué)皮層分析最終產(chǎn)生了聽(tīng)覺(jué)。同時(shí)，大腦發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)聲音感知進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，以后不要笑話燒耳機(jī)的會(huì)有“腦放”，其實(shí)大家都需要“腦放”才能解讀聲音。
從聲音信號(hào)的傳輸過(guò)程來(lái)看，我們?nèi)梭w自帶的聽(tīng)覺(jué)接收設(shè)備（你的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)）確實(shí)是2.0的系統(tǒng)。
Figure 1聲音在人體中的傳導(dǎo)過(guò)程示意圖
2.0的耳朵是如何實(shí)現(xiàn)聽(tīng)聲辨位的？
那么，我們又是怎么用2.0的耳朵實(shí)現(xiàn)聽(tīng)聲辨位的呢？這種能力是在我們長(zhǎng)期的生存過(guò)程中為適應(yīng)生存環(huán)境而進(jìn)化來(lái)的——聽(tīng)力確實(shí)有比其他感知器官更早預(yù)知危險(xiǎn)的潛質(zhì)。
在感受危險(xiǎn)的能力上，我們先diss一下我們最依賴的視覺(jué)系統(tǒng)，雖然人類視覺(jué)系統(tǒng)能夠提供更大更清晰的接收素材（意味著你需要更多大腦的計(jì)算資源），但人類的視野是有可視角度的，一般在120度左右（見(jiàn)圖2），周邊三分之二的范圍屬于視野盲區(qū)，更苛刻的是，即便不在盲區(qū)范圍之內(nèi)，能對(duì)你的視覺(jué)產(chǎn)生有效刺激的范圍，基本上就在視覺(jué)中心周圍更小的范圍中。
但左右兩只耳朵卻能形成360度無(wú)死角的監(jiān)聽(tīng)范圍，這是視力所不能比擬的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)聽(tīng)力又不同于視力，不會(huì)在某一個(gè)方向或者角度占用過(guò)大的注意力。
Figure 2人眼視域示意圖
更重要的是，視覺(jué)系統(tǒng)有非常大的幾率會(huì)被干擾，比如在黑夜中，你只能依靠星光和月光折射的光亮作為照明光源，視覺(jué)效果會(huì)大打折扣；同時(shí)，如果背景同目標(biāo)非常接近，我們依然會(huì)很難發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的靠近（這也是保護(hù)色產(chǎn)生原因）。所以眼見(jiàn)為實(shí)不假，就怕眼不見(jiàn)。
聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)在監(jiān)聽(tīng)環(huán)境的時(shí)候就有很大的優(yōu)勢(shì)了，一方面我們可以做到360度無(wú)死角，此外也無(wú)需側(cè)重于某個(gè)方向，我們只需要先確定有異常，然后再進(jìn)行更 的辨位。我們是如何聽(tīng)聲辨位的呢？答案是通過(guò)兩只耳朵聽(tīng)到音源最終傳到耳中的微小差異進(jìn)行定位（圖3）。
第一種方法是通過(guò)時(shí)間差定位，比如一個(gè)聲音如果從左邊來(lái)，那么左耳先聽(tīng)到它，于是做出判斷：原來(lái)你在我靠左的位置。
Figure 3依靠聽(tīng)到時(shí)間差異辨別聲源方位示意圖
但是這種方法有一定的局限，那就是如果聲音的頻率超過(guò)1500hz，波長(zhǎng)會(huì)小于頭部尺寸的一半，你的左右耳將無(wú)法分辨出聲音先到達(dá)你的哪只耳朵。也就是說(shuō)，達(dá)到了高音5（sol）音調(diào)的聲音就不能用這種方法辨別方向了，所以這時(shí)，只能通過(guò)雙耳聽(tīng)到的不同音量大小來(lái)分辨方向了（圖4）。
Figure 4依據(jù)聽(tīng)到聲音強(qiáng)度差異辨別聲源方位示意圖
聲音在傳播過(guò)程中，背向聲音的一側(cè)耳朵會(huì)因?yàn)樯眢w的遮擋，產(chǎn)生濾波效果，導(dǎo)致聲音的強(qiáng)度變低。如果右邊的聲音大，左邊的聲音小，我們就判斷聲源更靠近右邊一些；左右兩邊的音量大小越接近，我們會(huì)感覺(jué)聲音越接近中心。這就是我們第二種辨別聲音方向的方法。
這種方法也有一定局限，那就是在聲音的波長(zhǎng)大于頭部一倍的時(shí)候，（在650HZ左右，這個(gè)區(qū)間剛好在中音區(qū)）聲音可以輕松繞過(guò)身體，使得耳朵很難分辨哪面的聲音更大一些，所以我們更擅長(zhǎng)聽(tīng)聲音的長(zhǎng)短先后，而對(duì)聲音大小的敏感程度會(huì)低一些。
聽(tīng)聲辨位的機(jī)制講到這里，那么問(wèn)題來(lái)了，如果聲音在我們的正前方，正后方，正上方或者正下方，那么我們豈不是很難辨別聲音的方位。非常慶幸的是，我們有個(gè)靈活的脖子，大多的時(shí)候你只需要轉(zhuǎn)動(dòng)下頭顱（具體情形見(jiàn)圖5），兩耳的差異性就會(huì)產(chǎn)生了，你就可以準(zhǔn)確定位聲源的方位了。
Figure 5側(cè)耳傾聽(tīng)的真諦
而且，側(cè)耳傾聽(tīng)雖然不是我們?nèi)祟惖奶赜袆?dòng)作，但人類作出這個(gè)動(dòng)作的頻率卻相當(dāng)高。主要原因是同動(dòng)物相比，我們?nèi)鄙僖粋�(gè)異常靈活的耳朵，與我們基因組合最相近的黑猩猩（圖6），其耳朵的大小和靈活度也要比我們大得多。
Figure 6有著靈動(dòng)耳朵的黑猩猩
那么就會(huì)有細(xì)心的朋友問(wèn)，為什么同狗狗說(shuō)話的時(shí)候，狗狗似乎也非常喜歡側(cè)耳傾聽(tīng)（圖7），而且似乎越是萌的小狗越喜歡做這個(gè)動(dòng)作？
其實(shí)很好理解，越萌的狗狗一般也越小，他們通常處于一個(gè)比較低的位置，想要聽(tīng)清主人的話，就需要有一只耳朵朝上，才會(huì)比較有幫助，畢竟我們都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)哪種動(dòng)物的耳朵是朝天長(zhǎng)的。
Figure 7狗狗可愛(ài)的歪頭殺
說(shuō)了這么多，7.1聲道耳機(jī)到底能不能助我順利吃雞？
現(xiàn)實(shí)中的情況要復(fù)雜得多，聲音會(huì)遇到多個(gè)障礙物，然后發(fā)生散射折射，大大增加我們辨別聲源方位的難度。聲音發(fā)生傳播的過(guò)程可能發(fā)生了多次的變化，并互相影響，但最后傳到耳中的聲音只是一個(gè)最終的結(jié)果。
大部分游戲（以及電影）在制作的時(shí)候?yàn)榱藵M足耳朵雖然解析度不高，但卻是360度的接受需求，在聲源上就選擇了多聲源的方式——用兩個(gè)以上的收音設(shè)備進(jìn)行采集，而這些采集設(shè)備會(huì)被擺放在聲音最終的發(fā)聲位置，以達(dá)到聲音還原，聲場(chǎng)模擬的效果。不僅如此，理論上講聲音的收音和發(fā)音設(shè)備在周邊布置得越多，其還原性越好（見(jiàn)圖8）。
Figure 8喪心病狂的n.1聲道示意圖
從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，多聲道耳機(jī)對(duì)于聲效的還原和聲場(chǎng)的模擬是有意義的，7.1聲道耳機(jī)在一定程度上可以讓你更加 的感知聲源的位置，盡早預(yù)知危機(jī)。
有了7.1聲道耳機(jī)就萬(wàn)事大吉了嗎？
我們沒(méi)有足夠強(qiáng)大的聽(tīng)聲辨位能力，不僅僅是耳朵的問(wèn)題。還有一個(gè)原因是，常規(guī)頻率的聲音有個(gè)巨大的缺點(diǎn)，那就是中低頻率的聲音非常容易發(fā)生衍射，能量小，方向性差，遇到物體不反射的概率非常大。
所以，大多數(shù)聽(tīng)聲辨位能力較強(qiáng)的動(dòng)物所收集的聲源信號(hào)是超聲波。比如蝙蝠，通過(guò)發(fā)射短促的尖叫聲（實(shí)際是我們無(wú)法聽(tīng)到的超聲波）并分析該聲波遇見(jiàn)周圍環(huán)境中的物體后反彈的回聲來(lái)躲避障礙物，捕捉昆蟲(chóng)。想具備完美的聽(tīng)聲辨位能力，僅僅從外界接受聲音是不夠的，你還需要自備一個(gè)發(fā)射器。
Figure 9蝙蝠的回聲定位系統(tǒng)
不過(guò)大家不需要沮喪，我們?nèi)祟惖谋嫖荒芰Σ](méi)有完全依賴耳朵。作為食物鏈中的掠食者，我們選擇視覺(jué)作為主要的辨位（當(dāng)然更重要的是測(cè)距）系統(tǒng)�；叵胍幌拢橙饽康拇蠖鄶�(shù)動(dòng)物除了具有尖牙利爪的特點(diǎn)外，還具有一個(gè)很明顯的特征就是，雙眼前置，位于頭部的前側(cè)；
Figure 10 虎的頭部結(jié)構(gòu)示意圖
而食草目的大多數(shù)動(dòng)物則在這個(gè)特征上相反，雙眼位于頭部的兩側(cè)。這樣雖然可以（圖11）帶來(lái)更大的視野范圍，卻犧牲了成像的空間感，導(dǎo)致食草目動(dòng)物通過(guò)視覺(jué)判斷距離的能力偏弱。
Figure 11馬的頭部結(jié)構(gòu)示意圖
光波的頻率更高，在方向性上有更大的優(yōu)勢(shì)，抗干擾的能力也更強(qiáng)。通過(guò)雙眼的交匯定位，其精度要超過(guò)超聲波好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而讓獵食者更好把握與獵物的距離，做到一擊必中（圖12）。
所以單純快速地進(jìn)行聽(tīng)聲辨位其實(shí)是一件比較難的事情，除了本身要具備一定的聽(tīng)力能力，更需要大腦對(duì)其結(jié)果進(jìn)行處理后才能較為準(zhǔn)確地確定發(fā)聲位置。所以，游戲中只接收到非常少量的信息就可以確定敵人的位置，也就是所謂的意識(shí)。
這不是玄學(xué)，而是從長(zhǎng)期的戰(zhàn)斗中迅速處理海量信息而獲得第一反應(yīng)的能力。這種感覺(jué)可能無(wú)法描述，但你就是知道敵人在哪，危險(xiǎn)在哪，機(jī)會(huì)在哪，這種寶貴的戰(zhàn)斗經(jīng)驗(yàn)，是需要長(zhǎng)期練習(xí)，并在大腦的協(xié)作下完成的。
Figure 12正在準(zhǔn)備進(jìn)行致命一擊的貓咪
所以，你知道啦，耳朵能感知危險(xiǎn)，但只能作為我們的預(yù)警設(shè)備，雙眼則能制造危險(xiǎn)，這才是我們進(jìn)攻的利器；我們的祖先歷經(jīng)千萬(wàn)年的努力進(jìn)化才讓我們爬到食物鏈的頂端。所以，想要“吃雞”，練好犀利的眼神和槍法才上上策，畢竟最好的防守是進(jìn)攻。
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