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7.1声道音响布置图示，7.1声道音响摆放图布线

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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

同大家一样，很久不玩PC游戏的小编在同事和主播的洗脑怂恿下，还是不小心成了盒子精，加入了沉迷“吃鸡”的队伍之中，不对，是加入到《绝地求生大逃亡》的电竞事业之中。为了吃到鸡，小编也是很拼的，不仅查询各种攻略，还观看游戏视频。

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

不过时间长了，心态还是崩了啊，开始信奉主播们的推荐，信奉“水平不够，外设来凑”。但是有一件装备还是让小编很茫然，我们的耳朵明明是2.0声道的，能感受到7.1声道耳机带来的区别吗？人类是如何实现听声辨位的？7.1声道的耳机对于“吃鸡”这类第一人称射击来说真的有效吗？

一个悲惨的事实：你的耳朵确实是2.0系统

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

人类接受的声音是由耳朵的结构决定的，外界声音通过外耳廓收集到外耳道，而引起鼓膜振动，随之带动锤骨运动，传向砧骨、镫骨，透过前庭窗传给内耳，最终在耳蜗内完成听觉刺激从声音向电信号的转换。

当然，实际上人类听到声音的机理会更复杂些，身体的其他部分，如骨骼等，也可能会充当声音的传播介质，但最主要的收声系统依然是通过外耳，内耳和耳蜗完成的。

听力的产生需要一个完整的系统，即耳、脑及联接它们的听神经。当声音信号从人的外耳（耳廓、外耳道）和中耳（骨膜、听骨链）传到内耳，内耳中的耳蜗负责听觉感知，耳蜗中的毛细胞（图1中的放大部分）将声音信号转换为生物电信号传入听神经，由听神经将该信号传入听觉中枢，然后经过大脑听觉皮层分析最终产生了听觉。同时，大脑发出调节信号对声音感知进行调节。所以，以后不要笑话烧耳机的会有“脑放”，其实大家都需要“脑放”才能解读声音。

从声音信号的传输过程来看，我们人体自带的听觉接收设备（你的听觉系统）确实是2.0的系统。

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

Figure 1声音在人体中的传导过程示意图

2.0的耳朵是如何实现听声辨位的？

那么，我们又是怎么用2.0的耳朵实现听声辨位的呢？这种能力是在我们长期的生存过程中为适应生存环境而进化来的——听力确实有比其他感知器官更早预知危险的潜质。

在感受危险的能力上，我们先diss一下我们最依赖的视觉系统，虽然人类视觉系统能够提供更大更清晰的接收素材（意味着你需要更多大脑的计算资源），但人类的视野是有可视角度的，一般在120度左右（见图2），周边三分之二的范围属于视野盲区，更苛刻的是，即便不在盲区范围之内，能对你的视觉产生有效刺激的范围，基本上就在视觉中心周围更小的范围中。

但左右两只耳朵却能形成360度无死角的监听范围，这是视力所不能比拟的优势。同时听力又不同于视力，不会在某一个方向或者角度占用过大的注意力。

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Figure 2人眼视域示意图

更重要的是，视觉系统有非常大的几率会被干扰，比如在黑夜中，你只能依靠星光和月光折射的光亮作为照明光源，视觉效果会大打折扣；同时，如果背景同目标非常接近，我们依然会很难发现危险的靠近（这也是保护色产生原因）。所以眼见为实不假，就怕眼不见。

听觉系统在监听环境的时候就有很大的优势了，一方面我们可以做到360度无死角，此外也无需侧重于某个方向，我们只需要先确定有异常，然后再进行更精确的辨位。我们是如何听声辨位的呢？答案是通过两只耳朵听到音源最终传到耳中的微小差异进行定位（图3）。

第一种方法是通过时间差定位，比如一个声音如果从左边来，那么左耳先听到它，于是做出判断：原来你在我靠左的位置。

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Figure 3依靠听到时间差异辨别声源方位示意图

但是这种方法有一定的局限，那就是如果声音的频率超过1500hz，波长会小于头部尺寸的一半，你的左右耳将无法分辨出声音先到达你的哪只耳朵。也就是说，达到了高音5（sol）音调的声音就不能用这种方法辨别方向了，所以这时，只能通过双耳听到的不同音量大小来分辨方向了（图4）。

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Figure 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，背向声音的一侧耳朵会因为身体的遮挡，产生滤波效果，导致声音的强度变低。如果右边的声音大，左边的声音小，我们就判断声源更靠近右边一些；左右两边的音量大小越接近，我们会感觉声音越接近中心。这就是我们第二种辨别声音方向的方法。

这种方法也有一定局限，那就是在声音的波长大于头部一倍的时候，（在650HZ左右，这个区间刚好在中音区）声音可以轻松绕过身体，使得耳朵很难分辨哪面的声音更大一些，所以我们更擅长听声音的长短先后，而对声音大小的敏感程度会低一些。

听声辨位的机制讲到这里，那么问题来了，如果声音在我们的正前方，正后方，正上方或者正下方，那么我们岂不是很难辨别声音的方位。非常庆幸的是，我们有个灵活的脖子，大多的时候你只需要转动下头颅（具体情形见图5），两耳的差异性就会产生了，你就可以准确定位声源的方位了。

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Figure 5侧耳倾听的真谛

而且，侧耳倾听虽然不是我们人类的特有动作，但人类作出这个动作的频率却相当高。主要原因是同动物相比，我们缺少一个异常灵活的耳朵，与我们基因组合最相近的黑猩猩（图6），其耳朵的大小和灵活度也要比我们大得多。

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Figure 6有着灵动耳朵的黑猩猩

那么就会有细心的朋友问，为什么同狗狗说话的时候，狗狗似乎也非常喜欢侧耳倾听（图7），而且似乎越是萌的小狗越喜欢做这个动作？

其实很好理解，越萌的狗狗一般也越小，他们通常处于一个比较低的位置，想要听清主人的话，就需要有一只耳朵朝上，才会比较有帮助，毕竟我们都没有听说过哪种动物的耳朵是朝天长的。

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Figure 7狗狗可爱的歪头杀

说了这么多，7.1声道耳机到底能不能助我顺利吃鸡？

现实中的情况要复杂得多，声音会遇到多个障碍物，然后发生散射折射，大大增加我们辨别声源方位的难度。声音发生传播的过程可能发生了多次的变化，并互相影响，但最后传到耳中的声音只是一个最终的结果。

大部分游戏（以及电影）在制作的时候为了满足耳朵虽然解析度不高，但却是360度的接受需求，在声源上就选择了多声源的方式——用两个以上的收音设备进行采集，而这些采集设备会被摆放在声音最终的发声位置，以达到声音还原，声场模拟的效果。不仅如此，理论上讲声音的收音和发音设备在周边布置得越多，其还原性越好（见图8）。

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Figure 8丧心病狂的n.1声道示意图

从这个意义上来说，多声道耳机对于声效的还原和声场的模拟是有意义的，7.1声道耳机在一定程度上可以让你更加精确的感知声源的位置，尽早预知危机。

有了7.1声道耳机就万事大吉了吗？

我们没有足够强大的听声辨位能力，不仅仅是耳朵的问题。还有一个原因是，常规频率的声音有个巨大的缺点，那就是中低频率的声音非常容易发生衍射，能量小，方向性差，遇到物体不反射的概率非常大。

所以，大多数听声辨位能力较强的动物所收集的声源信号是超声波。比如蝙蝠，通过发射短促的尖叫声（实际是我们无法听到的超声波）并分析该声波遇见周围环境中的物体后反弹的回声来躲避障碍物，捕捉昆虫。想具备完美的听声辨位能力，仅仅从外界接受声音是不够的，你还需要自备一个发射器。

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Figure 9蝙蝠的回声定位系统

不过大家不需要沮丧，我们人类的辨位能力并没有完全依赖耳朵。作为食物链中的掠食者，我们选择视觉作为主要的辨位（当然更重要的是测距）系统。回想一下，食肉目的大多数动物除了具有尖牙利爪的特点外，还具有一个很明显的特征就是，双眼前置，位于头部的前侧；

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

Figure 10 虎的头部结构示意图

而食草目的大多数动物则在这个特征上相反，双眼位于头部的两侧。这样虽然可以（图11）带来更大的视野范围，却牺牲了成像的空间感，导致食草目动物通过视觉判断距离的能力偏弱。

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

Figure 11马的头部结构示意图

光波的频率更高，在方向性上有更大的优势，抗干扰的能力也更强。通过双眼的交汇定位，其精度要超过超声波好几个数量级，从而让猎食者更好把握与猎物的距离，做到一击必中（图12）。

所以单纯快速地进行听声辨位其实是一件比较难的事情，除了本身要具备一定的听力能力，更需要大脑对其结果进行处理后才能较为准确地确定发声位置。所以，游戏中只接收到非常少量的信息就可以确定敌人的位置，也就是所谓的意识。

这不是玄学，而是从长期的战斗中迅速处理海量信息而获得第一反应的能力。这种感觉可能无法描述，但你就是知道敌人在哪，危险在哪，机会在哪，这种宝贵的战斗经验，是需要长期练习，并在大脑的协作下完成的。

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

Figure 12正在准备进行致命一击的猫咪

所以，你知道啦，耳朵能感知危险，但只能作为我们的预警设备，双眼则能制造危险，这才是我们进攻的利器；我们的祖先历经千万年的努力进化才让我们爬到食物链的顶端。所以，想要“吃鸡”，练好犀利的眼神和枪法才上上策，毕竟最好的防守是进攻。

7.1声道耳机真能助你成功吃鸡？它如何增强人类听声辨位能力？

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