無論是豎直方向上的聲源，還是正前方與正后方聲源，都具備同一個特征——即無法提供雙耳差線索。這樣的聲源是如何被人耳定位的？

在體驗VR游戲時，3D音效可使玩家感受到聲音的遠近和方位；另外，在影視劇中經(jīng)常能看到演員用抖動耳朵，來表現(xiàn)分辨聲源。那么在現(xiàn)實中呢？細(xì)心的朋友應(yīng)該會注意到，大家聽聲辨位時經(jīng)常會不自覺地將頭輕歪，這是為什么呢？小編閑著的時候特地在大知乎上搜了一下“人耳如何辨別聲源方位”，果然有相關(guān)的問答，而且令小編忍不住抱拳的是回答者不僅專業(yè)詳細(xì)，還圖文并茂，大知乎果然人才輩出！小編特地整理了一下兩位用戶的回答，分享給大家。

知乎用戶夏曉昊：無論是來自于實驗結(jié)果，還是人類的實際經(jīng)驗，都可以得出一個很簡單的結(jié)論——即神經(jīng)系統(tǒng)通過對比同一個音源到達兩耳之間的時間差（Interaural Time Difference，簡稱 ITD）以及強度差（Interaural Intensity Difference，簡稱 IID），就可以判斷出聲源在水平方向上的位置。

對人耳空間定位（包括水平定位以及豎直定位）更細(xì)致的研究表明：

●低頻（1.5KHz以下）的情況下，主要是 ITD 在對聲音定位起主要作用；

●中頻（1.5K-4KHz范圍內(nèi)）的情況下，主要是 ITD 和 IID 共同作用；

●中高頻（4KHz-6KHz范圍內(nèi)）的情況下，主要是 IID 起作用；

●高頻（6KHz以上）的情況下，則是耳廓對聲波的散射引起的干涉效應(yīng)起作用。

但無論是豎直方向上的聲源，還是正前方與正后方聲源，都具備同一個特征——即無法提供雙耳差線索。這樣的聲源是如何被人耳定位的？

知乎用戶胡癡兒2.0圖文并茂地解釋道：一切聲音定位的基礎(chǔ)都是左右耳定位。左右定位是基礎(chǔ)，上下定位是輔助。

左右定位有兩種方式：

1、通過時間差定位

第一種是通過聲音的時間差，比如一個聲音如果從左邊來，那么左耳先聽到它，于是做出判斷：『喲，原來你在我靠左的位置』。

局限：

如果頻率超過1500hz的聲音，波長小于人的頭部尺寸的一半，你的左右耳無法分辨出哪個先到達你的耳朵。

所以這時，只能通過雙耳聽到的不同音量大小來分辨方向了。

2、通過聲源的大小定

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；而如果左右兩邊的音量大小越接近，那么我們會感覺聲音越接近『中心』。

局限：

在500-800hz之間的聲音（波長剛好比頭部大一倍），我們的耳朵很難分辨出哪只耳朵聽到的聲音更大一些，所以用『雙耳聽到不同音量以分辨聲源的方向』這種方法失效了。

所以我們只能根據(jù)『左右耳聽到的時間差』來辨認(rèn)聲音的方向。

3、HRTF（什么是人頭錄音？）

這時可以用到HRTF，比如上面來的聲音會被肩膀所反射，身體下面來的聲音則會被肩膀和身軀所遮擋。

比如頭部對聲音的遮擋，消掉了一部分低頻。

所以經(jīng)過身體『濾波』后，便可以用雙耳聽到不同大小的聲音來分辨聲音的方向。

二、聲音的前后定位

當(dāng)聲音位于正前方或者正后方時。

這兩個聲音你左右耳聽起來音量一樣大，并且同時被你聽到。

你便無法區(qū)分它們是前面?zhèn)鱽淼倪€是后面?zhèn)鱽淼摹?/span>

1. 濾波器（filter）對聲音的反射和遮擋

每個人的耳朵都是不同的（特別是外耳的形狀），它們是一個個特殊的濾波器（filter）。

就像聽覺上的『指紋』

聲波達到我們耳朵時會被耳朵的pinna反彈，導(dǎo)致回響共振（resonance）。

而每個人的pinna因為形狀各異，所以反彈的方向也都不太相同。

就像濾波器（filter）一樣，濾掉了某些聲音。

比如你耳朵后面?zhèn)鱽硪粋€聲音，被你耳朵擋掉了一部分。

2、頭部轉(zhuǎn)動

當(dāng)你實在無法分辨聲音的方向時，轉(zhuǎn)動你的頭部吧~

（這一點和視覺一樣，當(dāng)我們看到的東西無法區(qū)分前后時，也需要轉(zhuǎn)動頭部引發(fā)透視變化，從而判斷視覺上的前后關(guān)系。）

當(dāng)你轉(zhuǎn)動頭部時，聲源和耳朵的位置關(guān)系改變了，所以雙耳通過『時間差』和『音量差』分辨聲音方向的能力又回來了。

如圖，右邊的圖是她輕輕扭頭，這時A和B相對于你的頭部的位置發(fā)生了一些改變。

你馬上能分辨他們的位置了：『咦，你聽，B的D1比D2近，所以B在左邊，而A的D1比D2遠，所以A在右邊』然后轉(zhuǎn)過頭來，即刻就明白了A和B的前后關(guān)系。

垂直方向上同理，如果沒辦法區(qū)分聲音的音源是來自上面還是來自下面，微微傾頭，左耳向下右耳向上，D1比D2短，所以聲音在你的上方。

總結(jié)：

綜合上述由于人體的構(gòu)造原理，被人耳所能接受到的聲音會受到耳廓，肩部以及頭部構(gòu)造的影響——一部分聲音在傳播過程中，遇到人體阻擋時會發(fā)生衍射、散射，并與直達耳道的聲音在耳道口的位置發(fā)生干涉，從而影響到進入人耳的聲音頻譜；

另一方面，錄音師 @闞歐禮 老師也曾提到過，人耳在判斷聲源位置時會無意識地扭動頭部——而這一過程會造成一定的雙耳差線索（例如當(dāng)聲源在正前方時，向左輕微扭動頭部，則右耳會離聲源更近，左右耳之間形成一定的 ITD 與 IID），從而幫助人耳進行聲源定位。

換句話說，此時之所以能夠定位，是來自于神經(jīng)系統(tǒng)對單耳接收到的聲音進行特征分析和識別從而得出的結(jié)論。其中甚至?xí)▉碜杂诼?lián)想和以往經(jīng)驗的要素在起作用，故實際過程非常復(fù)雜。

但是在研究過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種動物的聽覺定位系統(tǒng)很有意思，該動物就是倉鸮。倉鸮的兩只耳朵并不在同一個高度上，而是左耳朝下，右耳朝上。在捕捉獵物時，通過 ITD 來判斷聲源水平位置，通過 IID 來判斷聲源豎直位置。NASA 有本書中對此現(xiàn)象的推測是：倉鸮之所以進化出了這樣的耳朵是因為他們的食物在半空中，而人類的耳朵始終保持在一個水平面上的原因則是因為人類的獵物/威脅則一直呆在地面上。