空間音頻技術
王鑫 謝凌雲
相關主題
商品描述
本書是一本系統闡述空間音頻的基礎理論與實踐應用的圖書，作為2008年出版的《數字聲頻多聲道環繞聲技術》的延續與升級版本，反映了這一領域在過去15年中的重要進展。本書在介紹環繞聲技術發展的基礎上，進一步探討三維空間聲的算法、編解碼方案，以及其在虛擬現實、沉浸式媒體和多維互動中的廣泛應用。
本書共分為9章，詳細闡述從單聲道到立體聲、多聲道環繞聲再到三維空間聲的技術變革歷程，並探討人耳對聲音定位的感知機制及影響因素。此外，還討論如何利用先進的錄音技術和算法來捕捉和重現真實的空間聲場，並分析不同的編碼格式和技術，如Dolby Atmos、DTS:X、Audio Vivid等。特別地，本書重點介紹空間音頻技術在虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等環境下的運用，以提升用戶體驗的沉浸感。本書通過具體的實例分析，展示空間音頻技術在影視、音樂、游戲等多個行業的實際應用。最後，本書展望空間音頻技術的發展方向，為相關領域的研究人員提供前瞻性視角。
本書適合音頻工程技術人員、電影電視製作人員、游戲開發者、虛擬現實及增強現實領域的專業人士，以及對空間音頻感興趣的音頻行業的從業人員和學生閱讀。
作者簡介
王鑫
中國傳媒大學音樂與錄音藝術學院錄音系教授、中國電子音響行業協會聲音與音樂技術專委會副主任、麥吉爾大學音樂技術專業訪問學者。2012年於中國傳媒大學獲通信與信息系統專業工學博士學位。研究領域是空間音頻、音樂感知計算及音樂聲學。迄今主持橫向科研項目等12項，出版著作5部，發表中、英文學術論文40餘篇，取得專利及軟著3項。
謝凌雲
中國傳媒大學信息與通信工程學院副教授。1999年於北京大學電子學系獲理學學士學位。2004年於中國科學院聲學研究所獲工學博士學位。2004年7月至今，在中國傳媒大學從事研究和教學工作。主持並參與了多項科研項目，在國內、外學術刊物和學術會議上發表70餘篇學術論文。
目錄大綱
目錄
第 1章 空間音頻技術的歷史發展
1.1 引言 1
1.2 環繞聲的歷史發展 2
1.2.1 環繞聲在電影中的應用 2
1.2.2 環繞聲在音樂中的應用 7
1.3 三維聲的歷史發展 8
1.3.1 三維聲的優勢 8
1.3.2 三維聲系統 9
1.4 空間音頻格式概覽 12
第 2章 空間聽覺感知原理
2.1 空間聽覺系統 14
2.2 人耳定位的方位感知 16
2.2.1 水平方向的感知 16
2.2.2 垂直方向的感知 21
2.3 動態聲源的方位感知 23
2.3.1 感知機理 23
2.3.2 影響因素 24
2.4 距離的感知 24
2.4.1 主觀感知因素 24
2.4.2 客觀聲學線索 25
2.5 空間聲場的感知 26
2.5.1 感知聲源寬度 26
2.5.2 包圍感（LEV） 28
2.6 頭相關傳輸函數 31
2.6.1 HRTF的定義與基本性質 32
2.6.2 HRTF的獲取 34
第3章 空間聲拾音技術
3.1 音樂空間聲節目製作的理念 37
3.2 多通路環繞聲拾音系統 39
3.2.1 多通路環繞聲的前方3聲道拾音系統 39
3.2.2 多通路傳聲器拾音系統中的環境信號拾音系統 75
3.3 三維聲拾音系統 91
3.3.1 大間距空間間隔型拾音系統 91
3.3.2 小間距空間間隔型拾音系統 95
3.3.3 無間距型拾音系統 97
3.4 空間聲拾音技術總結 99
第4章 空間音頻錄制監聽環境及校準
4.1 空間音頻錄制監聽環境的影響因素 101
4.2 控制室聲學環境 104
4.2.1 控制室的基本參數 104
4.2.2 控制室吸聲的聲學處理 108
4.2.3 控制室隔聲、隔振的聲學處理 108
4.2.4 聲擴散 109
4.2.5 共振 109
4.3 揚聲器的設置與擺放 110
4.3.1 ITU-R BS.2051標準 110
4.3.2 監聽揚聲器的選擇 113
4.3.3 揚聲器擺位設置 114
4.3.4 監聽距離 121
4.3.5 揚聲器擺位校正 124
4.3.6 低頻效果聲道和低頻管理系統 125
4.4 重放系統的檢測與校準 127
4.4.1 常用的檢測信號 128
4.4.2 主通道監聽聲壓級校準 130
4.4.3 主通道頻率響應特性的校準 132
4.4.4 LFE聲道監聽聲壓級校準 133
4.4.5 系統的延時校準 135
第5章 空間音頻編解碼技術
5.1 編解碼技術的必要性及理論基礎 137
5.2 環繞聲編解碼技術 139
5.2.1 感知編碼 139
5.2.2 無損編碼 158
5.3 三維空間音頻編解碼技術 170
5.3.1 三維空間音頻編解碼的歷史 170
5.3.2 MPEG-H 173
5.3.3 菁彩聲 178
5.4 空間音頻的元數據功能 183
5.4.1 對白電平 183
5.4.2 下變換及模擬監聽 184
5.4.3 動態範圍控制 186
5.4.4 交互性與個性化控制 188
第6章 空間音頻重放原理
6.1 幅度平移 190
6.1.1 正弦律和正切律 190
6.1.2 聽覺定位矢量 192
6.1.3 VBAP 193
6.1.4 MDAP 195
6.1.5 VHAP 196
6.2 波場合成 198
6.2.1 惠更斯原理 198
6.2.2 基爾霍夫-亥姆霍茲積分與三維波場合成 199
6.2.3 二維波場合成 201
6.3 Ambisonics 202
6.3.1 基礎數學物理模型 202
6.3.2 Ambisonics編碼方法 204
6.3.3 Ambisonics解碼方法 209
第7章 空間音頻重放系統
7.1 環繞聲重放系統 212
7.1.1 4.0環繞聲格式 212
7.1.2 5.1環繞聲格式 216
7.1.3 7.1環繞聲格式 227
7.2 三維空間音頻重放系統 234
7.2.1 杜比全景聲 234
7.2.2 Auro 3D 236
7.2.3 DTS:X 238
7.2.4 NHK 22.2 240
7.2.5 菁彩聲 242
第8章 虛擬空間聲系統及在虛擬現實中的應用
8.1 虛擬空間聲系統分類 245
8.1.1 基於聽覺傳遞函數的雙耳渲染系統 246
8.1.2 3D“準”環繞聲系統 247
8.1.3 多通路環繞聲的虛擬重放系統 248
8.2 虛擬處理技術 249
8.2.1 虛擬處理技術的分析與實現 249
8.2.2 串音消除網絡的實現 251
8.3 虛擬空間聲系統的穩定性 255
8.3.1 頭部跟蹤自適應法 255
8.3.2 多分辨率頻譜合成法 256
8.3.3 最佳揚聲器擺位法 265
8.4 VR中的虛擬空間聲 268
8.4.1 VR音頻發展現狀 269
8.4.2 VR音頻的關鍵技術及製作流程 271
8.4.3 VR音頻主要應用與問題 274
第9章 空間音頻的感知評價
9.1 空間音頻的感知評價術語 277
9.2 空間音頻的感知評價方法 281
9.3 空間音頻的感知評價數據分析 284
9.3.1 信度檢驗 284
9.3.2 數據分析的方法 285
9.4 案例分享：雙耳渲染算法的感知評測 287
9.4.1 實驗設計 288
9.4.2 數據分析 294
參考文獻 305
