3D音频会是人头录音的“终结者”吗？

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     近日，JJ林俊杰发布的全新专辑中，号称率先使用了“人头录音”技术。其历时两年研究“人头录音”技术，不但走出传统录音室，更设计许多场域，将自己的歌声声音“3D立体化”。此举被媒体赞为创了华语乐坛“人头录音”的先例，引起不小轰动。
     “人头录音”虽在音乐内容中未全面普及，我们现在市场上更多的音乐内容都还是普通的环绕立体声。很多终端、内容也都跟不上技术的应用，但这也不过是时间的问题。除了上面提到的“人头录音”技术之外，其实现在国内外更火的VR行业，特别是3D音频技术正迎来更好的发展阶段，大有盖过前者风头又有普及之风。
       从行业来说，“人头录音”技术现在也还未普及应用到大众音乐市场，实际与其制作条件是有关系的。相反3D音频技术实际制作或者推广可能更容易，终端和内容也更容易产生。所以这几年风头正盛，像谷歌、三星、索尼、Visisonics、Coolhear等等这些国内外企业都在积极跟进，不仅仅是VR行业的前景，更是3D音频技术的可操作性更强，甚至音质更好有关系。

        当然此两者对改变音乐市场的好处都显而易见，都是技术的进步所致。“人头录音”技术和3D音频技术都号称是使人们得到更真实的“立体音乐”，都满足所谓的“音乐3D化”，但是实际上两者是有很大的区别的，我们来看看：
       先来看歌手林俊杰发布的3D音乐专辑，其只是采用了是“人头录音”而已。说白了只是把录音模式模拟成人的“左、右耳”，营造真实空间的音场，制造临场感。执行时需将麦克风安装在接近真人耳膜构造的“假人头”内！简单地说，就是把两个微型全方向性话筒安置在一个与真人头几乎一模一样的假人头的耳道内（接近人耳鼓膜的位置），模拟人耳听到声音的整个过程。这样做的目的是为了：尽可能真实地模拟人耳在听到声音时所受到的一切HRTF的影响。 当用耳机去听这类录音制品时，便会产生不同于真实情况但又甚为奇妙的三维空间感。这种方式录音的唱片又称“人头唱片”，专供耳机使用。
那么，3D音频与以上有何区别呢？
       再来先了解一下人类的听觉系统。人耳的基本声音定位原理是IID和ITD。IID（Interaural Intensity Difference，两侧声音强度差别）指距离音源较近的哪一边耳朵，所收到的声音强度比另一侧高，感到声音更大一些。ITD（Interaural Time Difference，两侧声音时间延迟差别）指方位的不同，使声音到达两耳的时间有差别，人们会觉得声音位于到达时间早些的那一边，IID+ITD的结果是把音源定位到以听者两耳这间连线为轴线的锥体范围之内。所以模拟3D音频需要满足还原以上IID、ITD和耳廓、反射混合的条件，并分析不同角度声音发生的变化，通过计算机模拟合成来建立一种虚拟声音系统----数字化音场。

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    3D音频的两个最重要因素是定位和交互。定位即让人们准确地判断出声音的来源，可以通过预选录制声音，再进行特定的解码来实现。实时的定位就是交互， 声音并非预选录制好的，而是按照你的控制来决定声音的位置。即时生成的交互式声音对输入设备的要求，比预选录制音轨的放音设备（如：电影）要更强一些。如果要举例，比如像近期Coolhear发布的Coolhear V1全息声互动耳机，以及3D音频SDK解决方案——就是通过这种算法，即使只用两个喇叭便可以在耳机上实现了全息3D声场还原。
       Coolhear音频还原终端和普通还原终端最大的不同，在于它采用的是从音源到软硬件一揽子的技术解决方案，在音频采集时就采用3D的方式，可以充分记录当时的环境数据和音源方位，形成3D音频数据，然后通过智能手机的专用APP、Coolhear 3D耳机来真实还原。而在3D音频源并不普及的今天，Coolhear也提供了2D转3D的解决方案，让用户入手即可获得可闻的3D音频提升。Coolhear 3D音频解决的则是：感知人所在的环境，位置、距离、人耳情况、环境噪音等，再根据这些因素，提供更接近于现实更逼真的声音。很显然前者似乎只是模拟，后者就不同了，是相对完整的“重现还原”，更注重身临其境的“体验”，这是非常具有“革命性”的一点。
更重要的是，相比比较简单粗暴的“人头录音”技术，只是在音效去的上近似三维立体音效。3D音频的控制是通过API（Application Programming Interfaces，常见的API有：微软Direct Sound 3D、Aureal A3D、Creative EAX、Qsound等）软件来实现的。所以3D音频技术非常复杂的音频数字信号处理算法更是精准和“真实”得多。
       “人头录音”的双声道录音方式虽然解决了耳机音场不足的弊端，堪称“完美”。但这种仿真人头录音只适合耳机重放，这大大限制了它的使用范围，所以市面上采用人头录音技术录制的CD、音乐产品极少，很难寻觅。这也是为何音乐市场至今没有“人头录音”产品的缘故。
       最后笔者想展望一下3D音频和人头录音两者的市场潜力，前者会是后者的“终结者”吗？答案是显然的。因此可以想象Coolhear在数字降噪、 空间降噪等领域的研究，未来将中国电声技术提高到一个新的水平。