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耳机作为我们日常使用的音频设备，其技术发展按理来说已经非常成熟了，一般来说，人们购买耳机更多看重其音质和便携性等。不过，随着娱乐内容技术水准的提升和游戏玩家的增多，一些功能特色鲜明、专门为游戏和娱乐设计的耳机和技术逐渐流行起来。双音腔和多声道，就是最近流行的两种娱乐耳机优化技术。那么，这两类技术都有什么优势，谁更符合用户的选择呢？多声道耳机登场，更棒的影音体验多声道音箱的发展，带给耳机发展上新的思路。既然音箱可以多声道，那么耳机自然也可以。不过，相比音箱有足够的空间容纳更多音源，耳机在多声道技术上的发展可谓颇为不易。为了讲清楚多声道耳机的原理，先来看看人类听觉系统是如何工作的。从生理角度描述的话，人类的听觉系统由左右耳、大脑以及相关神经共同组成。外部声音通过耳廓的集中进入耳道，随后由中耳的鼓膜通过震动和听骨链将声音传至内耳的耳蜗，然后再由耳蜗毛细胞将声音转为生物电通过神经传给大脑，大脑解码并获得声音。从这个过程来看，人类的听觉系统实际上是一个2.0系统。那么，一个2.0的人类听觉系统如何实现听声辨位呢？实际上，人耳的听声辨位，是利用声音的时间差、强度差、耳廓的遮挡效应以及头部的运动来综合判断的，是一个复杂的过程。举例来说，声音从右边过来的时候，右耳肯定先听到，左耳的时间要慢点，因此人们就可以判断出声音来自右边。不过当声音频率超过Hz的时候，波长会小于头部尺寸的一半，因此耳朵就无法分辨是哪里来的声音了，但好在音量还可以帮助我们区分远近，也可以勉强分清楚声音的方位。此外，还有耳廓的遮挡效应，后部的声音由于遮挡，总会小一些，这也可以帮助判断声音来源。对其他的一些声音，比如波长较长的中音，其波形可以绕过人的身体，此时就需要转动头颅来寻找到声音的方位。从上文可以看出，人耳对声音位置的判断是一个复杂的系统工程，并不是单一因素可以决定的，但是在很多情况下，声音的强度和时间差是可以影响发声位置判断的，这就是多声道耳机最根本的技术来源所在。也就是说，通过调整耳机的发声强度和时间差，是可以实现定位模拟效果的。为了达到这样的效果，在多声道耳机的发展中，也出现了两条道路。第一条道路是采用更多的发声单元并对单元的距离、摆放位置进行一定的设计，从而实现对声音位置的模拟。在耳机上，耳机的左右半边都可以实现半幅5.1音频。一款典型的5.1声道耳机左侧有四个扬声器，对应低音、前、后、中央声道，实现了完整的左半侧声场。右侧则稍微简单一些，只有低音、中央和后置三个单元，其中前置单元的声音也由低音喇叭发声，这样可以减少一个单元以节省成本。▲典型的多声道耳机，清晰可见数个单元。前文提到，人耳实际上是一个彻彻底底的2.0系统，因此，所有声音在人耳的角度来看，只具有强弱、时间前后等差异，其位置合成更多地依赖于大脑。换句话来说，虽然多声道耳机可以通过更多单元以及单元位置的调整来实现，但原理上两个音频单元、通过合理的算法处理后，也应该能够呈现多声道效果。因此，人们将使用多单元呈现多声道技术的耳机称为物理多声道，而将第二条道路：依旧使用2.0单元，但依靠算法处理的多声道耳机，称为虚拟多声道耳机。虚拟多声道耳机的算法往往是基于HRTF也就是头相关变换函数进行计算，体现在耳机上就是类似耳机都使用独立的USB声卡完成声音的计算和传输，并不使用板载或第三方声卡。▲虚拟多声道通过HRTF算法来实现多声道效果从实际体验来看，采用虚拟多声道技术的耳机由于专用算法的加持，定位效果要比传统2.0声道耳机更强，在影音视频中效果表现颇为出色。比如本刊曾介绍过的HyperX黑鹰S就使用了DolbyHeadphone技术实现了声场定位，这项技术通过自带的USB声卡实现，可以手动切换开关满足不同用户需求。▲HyperX黑鹰S采用外置USB声卡，支持虚拟7.1声道。根据众多用户体验来看，在支持7.1声道的影音播放中，其从7个方向袭来的各种声音可以带来远好于立体声耳机的沉浸感、代入感，说得通俗点就像用VR看电影与用显示器看电影的区别一般。但其在游戏上的应用则存在一定的问题，目前支持多声道的游戏太少，比如大热的《绝地求生》就不提供对多声道技术的支持。一些玩家甚至指出，在这些不支持多声道技术的游戏中强行开启多声道技术后，反而有可能造成定位错误。此外还有资料指出在部分多声道系统反复计算声音的算法中，会存在一定情况的失真，距离感会减弱，对要求精准的FPS游戏中有部分影响。因此有部分玩家甚至在使用7.1声道耳机游戏时会切换到立体声模式，所以多声道耳机更适合的应用暂时还是在影音播放、多声道音乐等娱乐应用，对游戏的兼容性还存在一定不足。双音腔来袭，更出色的兼容性那还有什么技术可以帮助人们更好地实现听声辨位呢？近期由游戏硬件厂商HyperX推出的双音腔技术很好地回答了这个问题。HyperX是存储厂商金士顿旗下的高端电竞品牌，品牌创立于年。从最初只有高性能内存一条产品线，现已发展为拥有内存、固态硬盘、闪存盘、游戏耳机、麦克风、键盘、鼠标、鼠标垫、游戏主机配件等多条产品线，专门致力于打造高性能游戏硬件的品牌。同时其不少产品线都获得了很好的发展，根据官方资料，HyperX系列游戏耳机自年上市以来，至今已推出7个系列共计20款产品，累计出货量突破万套。所谓双音腔技术，是指耳机内部有两个独立的音腔。与音箱类似，耳机也是由扬声器、声学腔体组成。耳机的障板、耳机耳垫以及耳机声道形成了一个腔体。目前大部分普通耳机均采用传统的单音腔设计，即在一个空间里面，输出包含了高频、中频、低频三个频段的声音，也就是说将三种声音混在一起输出，因此耳机腔体的设计对于是否能真实地还原声音、降低噪音也是非常重要的。▲采用双音腔技术的耳机大幅降低了在低频和高频部分的失真表现在一些激烈复杂的游戏中，如果存在武器声音、脚步声音以及语音对话的声音同时出现的场景时，一些声音可能就会由于其他声音音量过大或者低音过强，导致细节丢失或者无法清晰呈现。鉴于单音腔技术存在一些缺陷，因此人们就在考虑是否将不同频段的声音分开在不同的音腔中呈现，这就是双音腔技术。以本刊介绍过的HyperXCloudAlpha阿尔法游戏耳机为例，这款耳机拥有两个音腔，其中一个音腔负责传播高频与中频声音，另一个音腔则只输出低频声音，将低频部分的输出与高、中频分离开来，从而减少低频对其他两种频段声音的影响。▲HyperXCloudMix天际耳机不仅采用双音腔技术，还拥有Apt-X无线蓝牙连接功能。借助蓝牙技术，耳机可以直接与PC和手机等拥有蓝牙模块的设备连接，更具备低延迟特性，玩家戴上耳机就可直接“作战”。从HyperX提供的官方数据来看，CloudAlpha阿尔法耳机在总谐波失真（TotalHarmonicDistortion）测试中，大幅降低了在低频和高频部分的失真表现，比原来的单音腔设计Cloud耳机要好上很多，能为听者呈现出更清晰的音色。除了这款产品外，近期HyperX推出的CloudMix天际也采用了双音腔技术，并且还加入了APT-X蓝牙无线连接，实现了几乎无延迟的无线连接。▲HyperXCloudAlpha阿尔法游戏耳机是一款定位于高音质和高清定位的高端耳机，拥有双音腔技术，采用了两个50mm的含钕磁铁发声驱动单元。从实际效果来看，相比传统的耳机而言，双音腔技术的确能够带来更为清晰的定位，多种声音的干扰也被大幅度降低—耳机可以干脆地将脚步声、枪声，以及子弹打在物体上的声音区分开来，几类声音互不干扰，不会因为出现枪声就听不见脚步声，或者因为队友在附近频繁移动，脚步声“淹没”其他声音的现象。同时玩家可以轻松判断枪声、脚步声、车辆发动机声音的左右方位，提前预估危险，整体效果相比传统耳机有明显的提升，更适合《APEX英雄》、《绝地求生》这类音源复杂、混合度高的游戏。更值得一提的是，由于双音腔技术是通过内部的物理设计来降低干扰，提高定位清晰度，其本身并不涉及任何的处理和算法，因此其游戏兼容性极为出色，能够支持任何游戏。娱乐游戏两不误，多声道和双音腔你爱谁？从本文的介绍来看，耳机在经过漫长的发展后，呈现出更多的技术和更好的体验。多声道技术在影音娱乐上有独特的优势，但是在游戏方面还需要进一步加强兼容性和适配度。双音腔技术通过巧妙而独特的物理设计另辟蹊径，实现了干扰降低的同时，不仅加强了声音的定位，没有任何游戏兼容性问题，同时还加强了耳机低音的下潜力度，中高音的通透性与清晰度，在音乐上的表现也要更加出色一些，实现了娱乐、游戏两不误。更为重要的是，目前双音腔技术非常成熟，就像前面展示的那样，有多款实际产品已经上市，根据厂商的透露，未来还有多款产品将在今年陆续上市。对于这类通过巧妙设计，就能快速达成实用效果的技术，我们认为是非常值得推广的，为此本刊也特地对HyperX研发的双音腔技术颁发《微型计算机》技术创新奖，希望厂商能多多开发类似技术，更快捷、更方便地带给玩家更好的游戏体验。

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