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双耳录音技术

双耳录音技术的原理是将话筒放置在人的头部(或人造头部)上。话筒的位置要么位于每个耳道的外侧,要么位于靠近耳膜的耳道底部。当你重现录音并用耳机聆听时,图像非常类似于“身临其境”。本文解释了使用双耳耳机(而不是人造头解决方案),因此双耳录音发生在真人的耳道入口处。
2026年6月2日
双耳录音技术

DPA 话筒大学

双耳录音技术

双耳录音技术的原理是将话筒放置在人的头部(或人造头部)上。话筒的位置要么位于每个耳道的外侧,要么位于靠近耳膜的耳道底部。当你重现录音并用耳机聆听时,图像非常类似于“身临其境”。本文解释了使用双耳耳机(而不是人造头解决方案),因此双耳录音发生在真人的耳道入口处。

Binaural 录音 techniques

头部影响我们的听觉

我们用所谓的头部相关传递函数(简称 HRTF)来表达头部的物理影响。该传递函数表示头部、耳朵(以及躯干)如何影响声学信号从声源到耳膜的传输。头部的大小和形状、耳朵的大小和形状以及耳朵之间的距离都有助于声学信号在到达耳膜之前的过滤。

当声音从人面前传来时,其影响是对称的,即两耳听到的声音是相同的。然而,一旦声音移动到一侧,声音到达每只耳朵时就会变得不同。电平、频率响应和到达时间不同。头部最靠近声源的一侧提供反射,导致中频范围内压力积聚。在头部的另一侧,在相同的频率范围内会出现一些阴影效应。

HRTF与人体头部的个体形状密切相关。因此,如果使用您的个人 HRTF 录制,双耳录音听起来效果最好。然而,一般来说,每个人都会体验到更高的周围声音包络度,即使 HRTF 不是他们自己的。这就是为什么双耳录音技术值得考虑用于多种用途。

在过去 30 年里,人们对双耳声音进行了大量研究。丹麦奥尔堡大学的研究人员在上世纪90年代进行了综合研究[1]。

在下图中,您可以看到两组曲线 (HRTF)。每条曲线代表许多受试者的平均值。左侧的曲线是在开放耳道的情况下测量的。右侧曲线显示耳道堵塞受试者的 HRTF。

Binaural 录音 techniques

图 1 人类受试者的 HRTF,耳道开放和闭合 [1]。

使用双耳耳机时所测得的 HRTF 与堵塞耳道时测得的 HRTF 非常接近(右侧)。

剧中原声片段:一无是处

该剧由丹麦国家表演艺术学院的学生创作。 Nanna-Karina Schleimann 创作了声音设计和音乐作品。

剧中,观众在演员之间走动。整个剧场空间充当舞台,小“事件”时有发生。 Nanna 选择为几名演员使用双耳话筒,并通过立体声接收器和耳机将信号传输给观众。这样,观众就以最亲密的方式参与。

表演期间,音乐在舞台上现场演奏和混音。原声片段是直接从表演中录制的录音。

“Pose Paranoia”:场景的合成/音效。

双耳声音的上混音

双耳技术专为使用耳机播放而设计。如果通过扬声器播放双耳录制的声音,则需要进行一些校正。该校正基本上是逆 HRTF。由于HRTF随着方向的变化而变化,因此设计这个倒函数是很复杂的。然而,一个简单的滤波器就可以近似理想的校正。滤波器的功能是重新创建音色平衡,以匹配耳机中再现的声音的音色。

Binaural 录音 techniques

图 2 建议的用于扬声器播放的双耳录音上混音的滤波器曲线。

在图 2 中,所示的滤波器曲线是通过应用 Adob​​e Audition 的参数均衡器创建的。大多数参数均衡器都可以创建一条像这样的曲线 - 或接近的曲线。

设置:

480 Hz 低架,增益 = +2 dB 4 kHz 响铃,增益 = -11 dB,Q = 1 8 kHz 响铃,增益 = +8 dB,Q = 2 主增益 = 0 dB

因此,当进行双耳录音时,只需将均衡添加到两个通道即可。然后录音可以更好地适应扬声器再现。

HRTF 是单独的,因此您可能需要使用除上面所示的滤波器补偿之外的其他滤波器补偿。

下面的曲线是在混响很大的空间中录制的,因此声场相当分散。声源是扬声器再现的粉红噪声。全指向话筒 (DPA 4060) 记录某一点的扩散声一分钟。然后由佩戴 DPA 4560 的人代替全指向话筒,并记录声音(在两个通道中)一分钟。执行 FFT 分析(FFT 大小 = 8K)。对双耳耳机录音的左右频谱进行平均。然后从双耳录音的平均频谱数据中减去全指向测量的频谱数据。该曲线或多或少地显示了在扩散声场中头部(频率方面)的影响。

将耳机戴在另一个人身上会产生略有不同的结果。

Binaural 录音 techniques

如果您正在采集声音效果,则可以将信号保持不均衡状态,直到将其放入混音中,以尽可能长时间地保持信号尽可能干净。或者您可以应用“不太激进”的均衡,例如搁置。

Binaural 录音 techniques

补偿曲线,2.2 kHz 的 -6 dB 架。

应用领域

在许多应用中,双耳技术可以提供有趣的新声音体验。以下是一些:

播客

佩戴双耳耳机进行交谈或采访,为播客增添了全新的维度。听众将从播客的(声学)角度体验周围的世界。与其他技术相比,小组讨论将提供更高的空间分辨率和清晰度。

音效采集

声音设计师一直在寻找令人兴奋的声音。在录音行为需要不显眼的情况下(不应看到话筒),可以使用双耳耳机解决方案。录制完成后,您可以校正音色以达到目的。

双耳录音是我们能够最接近真实事物的方式——体验耳朵实际听到的声音。

免提主动录音

在巴西狂欢节游行中一边跳舞一边录音怎么样?或者记录冰岛的黄金瀑布,同时感受周围瀑布的力量?使用双耳耳机可以轻松完成这些类型的以动作为导向的录音。它允许用户在几乎任何情况下捕捉真实的音频,而且它的效果并不引人注目。

分析音景

从科学的角度来看,城市、街道、公园、游乐场、市场等的声景都需要进行分析。在环境背景下,声景有助于我们了解一个地方的声学生态。我们可以开始理解声音如何相互作用。应用双耳技术可以为这些类型的分析提供情感维度。

游戏行业的声音

大多数游戏玩家都戴着耳机,这使得它成为双耳录音的完美应用。以这种方式制作的真实场景录音被混合到最终混音中,通过耳机提供非常逼真的音频体验。

AR/VR 声音

虚拟现实和增强现实的声音是建立在双耳音频的基础上的。使用耳机的头部或将耳机放置在人体模型或人造头上来拾取声音。

戏剧表演,包括双耳讲故事

现代戏剧寻求以多种方式向观众呈现戏剧,有时涉及具有挑战性的新技术。越来越多的耳机、移动设备、蓝牙、Wi-Fi、动作捕捉、3D 音频系统等进入影院以提供增强体验。

通过为演员配备双耳耳机和为观众配备耳机,您可以将观众的体验直接传送到舞台。添加了新的维度,它可以成为一种非常亲密的体验。

音响系统的文档

声音设计师、声音工程师和系统工程师可以从使用双耳录音记录系统性能中受益。通过在 PA/SR 系统上使用参考音乐(或粉红噪音),用户可以从一个位置移动到另一个位置,在录制整个会话的同时评论位置和体验。这提供了评估给定音响系统在不同场地的性能的选项。

音乐会场地和现场音乐的声学评估

就像测试场地的声音设计一样,那里发生的事件可以双耳录制。再次聆听大厅或体育场的不同位置可以提供用于评估的声音样本 - 并增强您对事件的回忆。

录制乐队

音乐家可以录制乐队的录音,以非常准确地了解合奏的感觉、演奏方式以及在混音中的定位。

心理声学实验

在心理声学研究中,双耳技术的应用相当普遍。双耳录音可以提供比其他技术更多的细节。

耳机的声音暴露

可以通过使用耳机垫下的双耳话筒来比较(耳罩式)耳机。

DPA 的 4560 双耳耳机话筒

4560 双耳耳机话筒本质上是一对安装在两个耳挂上的精选 4060 CORE 微型全指向话筒(如 4266 Flex 类型耳机所示)。话筒是一对立体声;两个精心挑选的 4060,选择灵敏度在 ±1.5 dB 以内。实际的耳机采用人体工程学设计,佩戴舒适、轻松。它可以调节以适应任何耳朵尺寸和头部形状,同时安装牢固且几乎不可见。话筒附带泡沫防风罩,以固定在耳朵中的位置并提供一定的风噪声阻尼。

出于某些(更科学的)目的,通常的做法是校准双耳耳机中应用的话筒。最简单的程序是使用产生已知频率和 SPL(通常为 1000 Hz/94 dB SPL)的声学校准器。或者使用活塞电话(通常为 250 Hz/114 dB SPL)。

DPA 提供适合所有具有 1" 开口的校准器的特殊插件:适用于 4060s 的 DWA1011 校准器插件(这是用于 4560 CORE 双耳耳机话筒的话筒类型。

如果您没有校准器,可以将话筒彼此靠近地排列在扬声器前面,并使用窄带噪声来校准话筒。

使用 MMA-A 数字音频接口进行高分辨率录音(已停产)

DPA 为您的双耳录音提供了一种特殊工具:MMA-A 数字音频接口。通过 MMA-A 的 MicroDot 连接器连接 4560。 (如果白色标记的话筒位于左耳,请将白色套管连接器连接到“I”,即立体声信号的左声道)。

然后将接口连接到iPhone。在 App Store 中获取应用程序“DPA MAA-A”。安装后,在“模式”部分中,选择“立体声”。如果您在户外录音,您可以激活低切滤波器(在立体声模式下按一个可激活两个通道)。

Binaural 录音 techniques

在 iPhone 上使用您最喜欢的立体声录音软件。 MMA-A 可容纳高达 24 位/96 kHz 的录音。您可能更喜欢使用 USB 录音设备,例如笔记本电脑。 MMA-A 也支持此解决方案。

参考

[1] 亨里克·默勒;弗里斯·索伦森,迈克尔;哈默修伊,多尔特; Jensen,Clemen Boje:人类受试者的头部相关传递函数。 J. 音频工程。 《社会学会》,第 43 卷,第 5 期,1995 年 5 月。

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