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环绕声（surround sound）是一种通过多声道扬声器系统构建三维声场的技术，使听者感受到被声音包围的沉浸式体验。与传统立体声只能在左右平面营造声像不同，环绕声在听者周围（包括前方、侧方及后方）布置扬声器，结合声源定位和空间反射模拟，让观众不仅能辨识声源方向，还能感受到声场在垂直与水平方向的动态延伸，从而产生"声源移动变化"的真实临场感。这种技术彻底改变了声音的呈现维度，从线性声场升级为包裹听者的球形声场，成为现代影视、音乐及游戏音频制作的基石。
环绕声的雏形可追溯至20世纪50年代。当时研究人员如凯斯、斯坦恩克与瓦格纳已提出在听者后方增设扬声器以模拟音乐厅声场的构想，但因技术限制未能商业化。60年代多轨磁带录音机的出现（从3轨发展到24轨）为多声道独立录制奠定基础。70年代，环绕声技术在电影院取得突破——1976年《星球大战》首次采用杜比模拟矩阵编码技术，将四声道（左、中、右、后环绕）编码为双声道传输，放映时通过解码还原，开创了影院环绕声时代。1987年广播电视正式引入环绕声格式，而1992年杜比数字（Dolby Digital）在电影《蝙蝠侠归来》中的首次应用，则标志着数字环绕声技术的成熟。
环绕声的核心原理基于声波传播特性与人耳听觉机制： • 延迟效应：通过将声音延迟数十毫秒（通常20-100ms）后与原声混合，模拟自然环境中反射声的"余响"，增强声场纵深感。延迟时间越长，感知声场空间越大。 • 掩蔽效应：强直达声会掩盖同时出现的弱反射声，但当反射声延迟足够长时，人耳可感知其存在并据此判断声源距离。 • 哈斯效应：当直达声与延迟声的时间差小于50ms时，人耳会将其融合为单一增强声源；超过该阈值则感知为独立回声，用于创造环绕声的方位感。 电子设备通过模拟电路（如BBD电荷耦合器件）或数字处理器（DSP）实现精准延迟与相位调控，结合HRTF（头部相关传递函数）模型优化三维定位。
环绕声系统按声道数量与编码逻辑可分为三类： 1. 分离式（4-4-4）：拾音、传输、放音均为独立四声道，因传输成本高，仅用于专业制作。 2. 矩阵式（4-2-4）：将四声道编码为双声道传输（如杜比定向逻辑），播放时解码还原，兼顾效率与效果。 3. 虚拟式（2-2-4）：对立体声信号进行电子处理，生成模拟环绕信号，成本低但真实感较弱。 主流物理配置包括： • 5.1声道：前置左/右/中置、后环绕左/右 + 0.1超低音声道（频响20-120Hz），为DVD与蓝光标准。 • 7.1声道：在5.1基础上增加侧环绕左/右，扩展水平声场。 • 杜比全景声（Dolby Atmos）：突破声道限制，采用"基于对象音频"技术，结合顶置扬声器实现垂直声场定位，支持最高64声道独立渲染。
行业主流环绕声标准各有侧重： • 杜比系列： • Dolby Digital：首个数码5.1标准，采用AC-3压缩，动态范围达105dB。 • Dolby Atmos：通过顶部扬声器与对象音频技术实现三维声像移动，影院支持最多64声道。 • DTS系列： • DTS 5.1：码率高于杜比数字（1.5Mbps vs 448kbps），细节保留更完整。 • DTS:X：无固定扬声器布局，自适应空间声学环境。 • THX认证：卢卡斯影业制定，包含再均衡、去相关、音色匹配三大技术，确保家庭设备精准还原影院效果。 解码芯片（如M69032、NJM2177）与房间校正系统（如Audyssey）进一步保障声场一致性。
环绕声已渗透多领域： • 影视制作：电影混音采用全景声技术构建动态声景（如雨滴从头顶落到身后）。 • 游戏与VR：配合头部追踪技术，实现声像随玩家视角实时变化（如Auro-3D引擎）。 • 车载音响：多扬声器布局结合座舱声学建模，抵消行驶噪声干扰。 未来趋势聚焦： 1. 个性化HRTF：通过耳廓扫描生成定制化三维声场映射。 2. AI声场优化：机器学习实时分析房间声学缺陷并自动校准。 3. 无损无线传输：基于Wi-Fi 6E的多声道无损音频协议取代传统线缆。 这些演进将持续强化环绕声在元宇宙、远程协作等新兴场景中的沉浸感与功能性。
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