5.1声道和7.1声道：环绕声技术详解

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@小白创作中心

5.1声道和7.1声道：环绕声技术详解

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https://www.cnblogs.com/aeolian/p/18116305

随着音频技术的不断发展，5.1声道和7.1声道已经成为家庭影院和专业音频设备中的常见配置。但这些数字究竟代表了什么？它们又是如何实现环绕声效果的？本文将从双耳效应出发，深入解析5.1和7.1声道的音频技术原理，并介绍AirPods Pro的空间音频技术。

空间音频

双耳效应是实现空间音频的基础。当声音进入耳朵时，大脑会根据声音到达左右耳的时间差、音量差和频率差来判断声源的方向。例如，来自左侧的声音会先到达左耳，经过墙面反射后以微小的延迟到达右耳，且音量和频率会发生改变。这种差异使得大脑能够准确地定位声源。

立体声（Stereo）系统通常使用两个声道来模拟这种双耳效应。即使使用多个扬声器，本质上也还是两个声道，主要负责左右方向的声音定位。

要实现5.1或7.1声道的环绕声效果，每个扬声器都需要独立的声道。影院通常采用这种方式，因此能够提供比普通立体声更丰富的空间感和层次感。

然而，传统的立体声系统在处理上下方向的声音时存在局限。因为头顶和脚下的声音到达左右耳的距离相同，无法通过时间差或音量差来区分方位。人耳主要依靠耳廓的反射和声音进入耳道的角度来辨别上下和前后方向。

一个简单的实验可以验证这一点：用蓝丁胶或橡皮泥堵住耳廓的沟壑，让他人在你的前后上下左右方拍手。实验结果表明，只能准确辨别左右方向，而上下方向的定位则较为困难。这说明传统立体声耳机仅依靠音量、频率和时间差是无法完美模拟环绕声效果的，因为缺乏耳廓反射和声音入射角度的细节。

AirPods Pro的空间音频技术通过方向性声音过滤和精细的频率调节，模拟了这些缺失的细节，从而在两个耳机中创造出多声道的效果，增强了上下方向的声音感知。

双声道

双声道系统通过一个声道模仿左侧声音，另一个声道模仿右侧声音，形成基本的立体声效果。

5.1环绕声

5.1环绕声在水平方向上扩展了音频布局，但在垂直方向上没有扬声器。它由六个扬声器组成：前方三个、左右各一个、后方一个，加上一个重低音扬声器。其中，“5”代表五个3-20,000Hz的全局扬声器，“.1”代表3-120Hz的重低音扬声器。常见的5.1声道音效系统包括Dolby Digital、SDDS、DTS及Pro Logic II。在观影时，中央声道通常用于播放主角的语音；在观看综艺节目和大型体育赛事时，则用于播放主持人和解说员的语音。