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對于音樂和游戲愛好者，一款好的耳機是聽音樂和玩游戲時的必配裝備。不過即使是再好的耳機，因為它發(fā)出的聲音像是在我們的腦袋里發(fā)出的，所以總有種不真實的感覺。而隨著虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展，像杜比開發(fā)出的Atmos技術、森海塞爾開發(fā)出的AM BEO技術，它們通過模擬人腦定位聲源的信號，讓耳機的聲音更加真實（圖1）。那么這些整合虛擬現(xiàn)實技術的立體聲耳機是怎樣實現(xiàn)更為真實的聽覺效果？讓我們來看看它們的背后又有什么樣的技術支撐。

VR耳機？不是顯示技術

VR核心是“虛擬沉浸式體驗”，它可以讓用戶仿佛置身于真實的物理環(huán)境中，不過目前主流的VR主要存在于視頻體驗中。顯然VR耳機也要有類似的“沉浸式體驗”，能夠讓用戶聽到最真實的音效。大家知道，傳統(tǒng)的耳機產(chǎn)品聲音總是固定在用戶腦袋四周一個半徑極小的范圍內，它們與用戶視覺并不聯(lián)動，只會一直貼在耳朵邊上。因此不管用戶怎么晃動腦袋都一樣，感覺并不真實，始終覺得聲音只像是腦袋里發(fā)出的。

隨著VR技術的發(fā)展和VR設備的普及，VR耳機應運而生。VR耳機簡單地說就是整合VR技術，并且可以和VR視頻設備聯(lián)動的一種3D耳機。與傳統(tǒng)耳機相比，這類耳機能夠通過音頻信號VR處理技術，獲得類似VR視頻設備那樣的沉浸感。這就是VR耳機，比如森海塞爾開發(fā)出的支持AMBEO技術耳機（圖2）。

沉浸式？VR耳機背后

如上所述，VR耳機一個最重要的特征就是能夠給用戶帶來沉浸式的聽覺體驗。那么這種沉浸式體驗又是怎樣實現(xiàn)的？

傳統(tǒng)立體聲耳機是通過左右輸出立體聲實現(xiàn)，這種立體聲音頻的輸出是通過左右聲道聲場的變化實現(xiàn)。它的左右聲道的聲場是不一樣的，比如有人從舞臺左邊一直唱歌走到右邊，你左右耳機的聲音從左聲道開始大，變到左聲道小，然后右聲道大，通過用兩個耳機最大限度地實現(xiàn)現(xiàn)場音頻的重放。顯然這種傳統(tǒng)立體聲耳機提供的聲場變化不夠豐富，從聲場變化的效果看幾乎就是簡單的上下、左右、前后的平面直線效果，無法給用戶提供沉浸式的聽覺體險。

為了迎合日漸普及的VR設備，耳機制造商們紛紛推出各自的VR耳機。VR耳機的核心就是對聲場效果進行重建，比如森海塞爾開發(fā)出的支持AMBEO技術耳機，它可以將揚聲器按照空間分布，從而將聲源重建在3D空間中的任一位置，實現(xiàn)聲源方位的重現(xiàn)。它的耳機內設置了多個發(fā)聲單元，組成了一個3D麥克風陣列，能夠配合特定算法模擬出不同的聲學環(huán)境，用于營造一種仿真的可變聲場。這樣這些可變聲場可以發(fā)出不同變化的聲場效果，使得這些3D音頻能夠不再局限于雙聲道單層面立體聲音場，提供更好的立體感和空間感，讓用戶可以享受到沉浸式的聽覺體驗（圖3）。

另一方面，VR耳機為了能夠和VR視頻無縫結合，它可以與VR設備的發(fā)聲單元結合。目前VR耳機硬件廠商通過為內容開發(fā)商提供SDK接口實現(xiàn)VR音效的整合，這樣開發(fā)者就能在VR耳機上實現(xiàn)不同內容的聲音需求，讓耳機在特定的聲學環(huán)境下根據(jù)狀態(tài)（游戲、VR視頻）的聲音給用戶相應的反應。

VR耳機這種反應主要是借助HRTF（頭部相關傳輸函數(shù)）技術實現(xiàn)，比如在傳統(tǒng)的FPS游戲中，通過HRTF等聲音定位處理技術模擬游戲中的聲音定位，并利用特定的運算方式，這樣在玩家轉動頭部時實時計算出當前不同方向或位置聲音所產(chǎn)生的大小和音調等，進而制造出360度立體空間聲音定位的效果。舉個例子，比如在游戲中玩家轉頭向右，那么VR耳機感知到用戶的這個操作后就會讓虛擬立體聲場發(fā)生變化，如加強右側聲場的變化，使得用戶在執(zhí)行諸如轉頭、起身的動作時，都會覺得聽覺來源和效果是不一樣的，能夠在VR游戲中獲得和視覺效果一樣的沉浸式體驗（圖4）。

VR音效任重道遠

隨著VR設備的普及，顯然每個使用VR設備的朋友都希望能夠獲得更為真實的VR音效。雖然VR耳機技術的發(fā)展前景非常喜人，但是發(fā)展道路并不平坦。首先VR耳機的普及需要有內置3D SDK模塊的支持，而SDK開發(fā)又涉及到眾多的VR廠商，目前并沒有一個統(tǒng)一的標準；其次3D/VR內容的匱乏也是阻礙因素之一。目前雖然絕大部分VR游戲都支持3D音頻，但是從整體數(shù)量來看，目前那些數(shù)量有限的VR游戲顯然還無法刺激大家去使用VR耳機。

目前VR耳機主要是作為VR設備的配套組件存在，要想讓VR耳機自成一體獨立發(fā)展起來，開發(fā)者就要將音頻算法封裝到實體DSP模塊中，并對算法進行功耗和性能上的優(yōu)化，使得其能夠獨立在耳機內部電路中運行。這樣即使脫離VR視頻也可以讓用戶有沉浸式的聽覺體驗，這也是未來VR耳機的發(fā)展趨勢。