7.1声道耳机怎么设置

人类的“2.0声道”与“听声辨位”

出品：科普中国

制作：科了个普 荆博

监制：中国科学院计算机网络信息中心

和许多人一样，我很久没碰过PC游戏了。但在同事和主播的“安利”下，我也入了“吃鸡”（《绝地求生大逃亡》）的坑，为了“吃到鸡”，我可是做足了功课，不仅研究各种攻略，还观摩了不少游戏视频。

游戏时间一长，我也开始“心态崩了”。受到主播们推荐的影响，我也开始相信“技术不够，装备来凑”。有一种装备却让我困惑不已：我们的耳朵明明是“2.0声道”的，真的能感受到7.1声道耳机带来的区别吗？人类究竟是如何实现听声辨位的？7.1声道的耳机对“吃鸡”这类FPS游戏真的有效吗？
残酷的现实：你的耳朵确实是“2.0系统”

人类之所以能听到声音，是因为耳朵拥有特殊的构造：外界声音经外耳廓收集后传到外耳道，引起鼓膜振动，进而带动锤骨、砧骨、镫骨运动，最终将声音传递到内耳，在耳蜗内将听觉刺激从声音转化为电信号。
人类的听觉机制远比这复杂，骨骼等身体其他部位也可能参与声音的传递，但最主要的收声系统仍然是外耳、内耳和耳蜗。
听力的产生需要耳、脑以及连接它们的听神经共同参与。声音信号从外耳（耳廓、外耳道）和中耳（骨膜、听骨链）传递到内耳后，由耳蜗中的毛细胞（图1放大区域）将声音信号转换为生物电信号，再由听神经传递到听觉中枢，最终由大脑听觉皮层分析产生听觉。大脑也会发出调节信号对声音感知进行调节。 别再说那些烧耳机的人是在“脑放”了，其实每个人都需要“脑放”才能听懂声音。
从声音信号的传递过程来看，我们人体自带的“听觉接收设备”（你的听觉系统）确实是“2.0系统”。

图1 声音在人体中的传导过程示意图

“2.0”的耳朵如何实现听声辨位？
那么，拥有“2.0”耳朵的我们是如何实现听声辨位的呢？这种能力是我们在漫长的进化过程中，为了适应生存环境而逐渐形成的。听觉确实比其他感知器官更能预知危险。
在感知危险方面，我们先来“吐槽”一下我们最依赖的视觉系统。虽然人类的视觉系统能够提供更广阔、更清晰的信息（这意味着需要占用更多的大脑计算资源），但人类的视野范围有限，一般在120度左右（见图2），周边三分之二的区域属于视野盲区。更“过分”的是，即使在视野范围内，能够对视觉产生有效刺激的区域也主要集中在视觉中心周围很小的范围内。
相比之下，我们左右两只耳朵却能形成360度无死角的“监听”范围，这是视觉所无法比拟的优势。听觉与视觉不同，它不会在某个特定方向或角度占用过多的注意力。

图2 人眼视域示意图

更重要的是，视觉系统很容易受到干扰。例如，在夜晚，我们只能依靠微弱的星光和月光作为照明光源，视觉效果会大打折扣。如果目标与背景颜色非常接近，我们也很难发现危险的靠近（这也是“保护色”存在的原因）。“眼见为实”没错，就怕“眼不见”。
而听觉系统在“监听”环境方面就具有很大优势了。一方面，它可以做到360度无死角“监听”，无需侧重于某个特定方向，只需先确定异常情况，然后再进行更精确的定位。我们是如何做到听声辨位的呢？答案是利用两只耳朵听到同一声音的微小差异进行定位（图3）。
第一种方法是根据时间差定位。例如，如果一个声音来自左侧，那么左耳会先听到它，大脑便会做出判断：声源在左侧。

图3 依靠听到时间差异辨别声源方位示意图

这种方法存在局限性。当声音频率超过1500赫兹时，其波长会小于头部尺寸的一半，左右耳将无法分辨出声音先到达哪只耳朵。也就是说，高音5（sol）以上的声音就无法用这种方法辨别方向了。只能通过双耳听到的声音大小差异来判断方向了（图4）。

图4 依据听到声音强度差异辨别声源方位示意图

声音在传播过程中，如果遇到障碍物，就会产生遮挡效应。背对声源一侧的耳朵会因为头部遮挡产生滤波效果，导致声音强度降低。如果右侧的声音大，左侧的声音小，我们就判断声源更靠近右侧；左右两侧音量大小越接近，我们就感觉声音越接近正前方。这就是我们辨别声音方向的第二种方法。
这种方法也存在局限性。当声音波长大于头部尺寸一倍时（大约在650赫兹左右，属于中音区），声音可以轻易绕过头部，导致耳朵难以分辨哪一侧的声音更大。我们更擅长通过声音的长短和先后顺序来判断方向，而对声音大小的敏感度相对较低。
了解了听声辨位的机制后，问题来了：如果声音来自我们的正前方、正后方、正上方或正下方，我们岂不是很难判断声音的方位？幸运的是，我们拥有灵活的脖子，大多数情况下，只需要稍微转动一下头部（具体情况见图5），两耳的差异就会立即显现，便可以准确定位声源方向了。

图5 侧耳倾听的真谛

“侧耳倾听”虽然不是人类独有的动作，但人类做出这个动作的频率却相当高。主要原因是，与其他动物相比，我们缺少一对灵活的耳朵。与我们基因最为接近的黑猩猩（图6），其耳朵的尺寸和灵活度也远超我们。

图6 拥有灵动耳朵的黑猩猩

细心的朋友可能会问：为什么我们和狗狗说话时，狗狗也喜欢“侧耳倾听”（图7）？而且体型越小的狗狗似乎越喜欢做这个动作？
其实道理很简单，越小的狗狗体型也越小，它们通常处于比较低的位置，想要听清主人的话，就需要将一只耳朵朝上，这样才能听得更清楚。毕竟，我们还没见过哪种动物的耳朵是朝天长的。

图7 狗狗可爱的歪头杀

（文章未完待续……）
7.1声道耳机能带你“吃鸡”吗？
说了这么多，7.1声道耳机到底能不能助我顺利吃鸡？

现实远比想象复杂。声音在传播过程中会遭遇各种障碍物，发生散射、折射，这极大增加了我们辨别声源方位的难度。虽然声音在最终抵达耳朵前经历了多重变化和相互影响，但我们听到的只是最终结果。

为了模拟真实的声音环境，大部分游戏（和电影）采用多声道技术。他们使用多个麦克风从不同位置采集声音，并将这些声音分配到不同的声道，从而营造出逼真的声场效果。理论上，声音采集和播放设备越多，声音还原度就越高（如图8）。

Figure 8 令人震撼的n.1声道示意图

由此可见，多声道耳机对提升音效和模拟声场确实有帮助。7.1声道耳机能在一定程度上帮助你更精准地感知声源位置，提前预判危险。

那么，有了7.1声道耳机就万事大吉了吗？

答案是否定的。我们听声辨位的能力有限，这不仅受限于耳朵本身，还因为常规频率的声音容易发生衍射，能量小，方向性差，难以反射。

相比之下，许多动物依靠超声波进行精准的声波定位。例如，蝙蝠通过发出人耳听不见的超声波，并分析其遇到物体后的回声来躲避障碍物和捕捉猎物。想要拥有完美的听声辨位能力，仅仅接收声音是不够的，还需要自身具备“发射”功能。

Figure 9 蝙蝠的回声定位系统

人类作为食物链顶端的猎食者，进化出了强大的视觉定位系统。与大多数食草动物不同，食肉动物的双眼位于头部前方（图10），这牺牲了部分视野范围，却获得了更强的立体视觉和距离感，使其能够精准判断猎物距离，一击制胜（图12）。而食草动物的双眼位于头部两侧（图11），拥有更广阔的视野，但牺牲了空间感知能力。

Figure 10 虎的头部结构示意图

Figure 11 马的头部结构示意图

光波频率更高，方向性更强，抗干扰能力也更强。通过双眼的协同运作，视觉定位的精度远超声波定位，这使得猎食者能够更准确地把握与猎物的距离。

想要快速准确地进行听声辨位并非易事。除了需要一定的听力基础，还需要大脑对接收到的信息进行快速处理。在游戏中，高手们往往能够凭借少量信息迅速判断敌人的位置，这就是所谓的“意识”。

这种“意识”并非玄学，而是长期战斗经验积累的结果。它是一种对海量信息的快速处理和反应能力，让你能够 instinctively 地感知到敌人的位置、危险的来源以及机会的出现。而这种宝贵的战斗直觉需要长期练习和大脑的协同运作才能形成。

Figure 12 准备发动致命一击的猫咪

总而言之，耳朵能够帮助我们感知危险，但它更像是预警系统；而双眼才是我们精准打击的利器。我们的祖先经过漫长的进化才让我们站到了食物链的顶端。想要“吃鸡”，苦练枪法和提升观察力才是王道，毕竟进攻才是最好的防守。

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