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【科普向】【空间音频】到底是个什么东西？

我们创设一个场景：你正在路上骑车，耳机里放着最爱听的歌。这时，前面遇到一个转角，你赶紧调转车头，准备来一个漂移过弯。就在过弯的一瞬间，你突然发现自己的耳机好像坏了——怎么扭个头的功夫，声音就跑到脑袋后面去了？

把头扭回来之后，好巧不巧，声音又恢复正常了。

你不信邪，又试着向左扭了一下头，果然，声音就跑到右边去了。

去店里修耳机，师傅左检查右检查，挠挠头说：“耳机没有任何问题啊？不过听你说的问题，你是不是打开空间音频了？”空间音频？这是个社会东西？你打开耳机界面，果然发现了一个叫“空间音频”的功能。

你不禁疑惑了，空间音频到底是个什么东西？怎么还能让声音不停地变换位置？于是抱着好奇心，你点开了这篇文章，来看看空间音频到底是怎么个事儿。

一、空间音频到底是个什么东西呢？

在刚刚创设的情景里，我们发现耳机的声音会随着我们头部位置的移动而改变，这其实就是空间音频在起作用。顾名思义，音频被加上了“空间”的属性，就说明它肯定是和“方位”紧密联系的。脑袋的空间方位变了，声音的空间方位也会变。既然一提到“空间”，我们脑海中或许就会浮现经常说的“三维空间”，毕竟都说空间是长、宽、高三个维度组成的嘛。所以空间音频的规格，往往也被叫做三维声规格。

当然嗷，刚刚我说的只是个人理解。如今各种论坛上关于空间音频的科普随处可见，每一种说法都看着挺有道理的。但我想告诉大家的是，目前空间音频其实并没有非常精确的定义。这玩意儿还处在谁说谁有理的阶段。（后面你就知道为什么了）

为了方便理解，你可以想象一下我们平时看的电影。传统电影的音频只能帮助我们分辨出人的大概方向，但是并不能让我们知道人的位置改变。但现在用上空间音频之后，我们就立马可以感觉到摄像机后面跑来的主角了，因为耳机的声音就是从我们的脑袋后面传来的。这感觉简直不要太爽。

·空间音频是怎么记录音频的？

或许我们想象中空间音频的录音，是派人拿着麦克风不停地换位置录音，但是这样绝对能把录音大哥给累死了。目前空间音频的录音方式已经非常完善了，主要有假人头、麦克风阵列和Ambisonic 麦克风三种。

假人头就是我们看耳疗视频、助眠视频里经常出现的小道具。它是把两个麦克风放置在假人头的耳朵中，模拟人类对声音的感知。假设在一个房间里，假人头放在正中心收音，那四面八方不同方向的声音就能够以不同的位置传到假耳朵里，音频的空间感自然就做出来了。
麦克风阵列录音是以放置多个单声道的麦克风录制声源，好几个地方同时单独收音，然后再麻烦后期大哥进行一波处理，最后把声源放置在我们创造的场景中。这个方法比较笨重，毕竟不是所有录音室都可以豪华到能够用一大堆麦克风组成一个方阵，所以一般只有在特殊情况下才会使用。
那Ambisonics又是什么呢？这个又长又难念的东西是一种长相很怪异的四面体（可以看图自行体会），通过放置四个朝向的Ambisonics麦克风，让收音设备以球形方式捕捉场景内各方向的声音。这个设备其实和假人头的工作原理比较相近，但是Ambisonics毕竟是“三头六臂”，收音质量更高，记录声音位置也会更准确。

·录好音频后，空间音频怎么处理

录好原始音频之后，我们就要进行音频的空间化处理了。音频的空间化处理也主要有声道、物体、场景三种导向。

空间音频的声道导向是最传统，但也是专业人士一直在用的一种处理方式。它的思路是创建一个基于多声道的混音，再把这个混音传输给我们的耳朵。我们平时最常见的什么5.1、7.1声道都是这种类型的；
物体导向相比于声道导向就牛逼多了，它能够把每种原始音源在哪个方向、有多少音量独立进行编码，相当于每种声源都是独立团，互不干扰，这样每种音源都能在后期很快地进行定位，工作效率也提高了一大截。
场景导向和我们在某站上看的4K音乐欣赏（强烈推荐UP主JLRS-jayfm，音质很保真）特别像，它会扬声器的正中央收录完整的场景信息，再用每一个麦克风进行单点捕捉，最后再交给后期大哥去完成渲染。

·处理之后，空间音频怎么对我们的耳朵渲染？

所谓渲染，就是把处理好的音频用合理的方式播放给我们的耳朵。我们平时听歌，无外乎就是耳机和扬声器外放两种方法。但不管是哪一种，空间音频的渲染方法都是一样的。

空间音频是通过音响的合理摆放，将不同声源的信号和耳机的位置映射，来实现播放声音信号的空间感和方位感。啥意思呢？脑后传来的声音，就给耳机后面的小音响发信号，让他放出声音；前方传来的声音，就给前面的小音响发信号。这样的话实际上就是让你所在的位置“八面来风”，模拟出我们生活的真实场景，空间感自然而然就产生了。

在此基础上，空间音频还需要做一个左右耳的三维渲染。渲染之后，耳机就会模拟出一个三维空间，我们的头就相当于来自三维空间中的原点。这样空间音频就达到了欺骗我们大脑的效果，使我们感觉听到的声音源处在这个空间坐标系的不同位置。

二、谈谈空间音频的老祖宗——苹果杜比全景声

一谈到空间音频，永远绕不开的一个话题就是它的老祖宗——苹果杜比全景声。苹果在空间音频技术的地位堪比物理学的牛顿，连“空间音频（Spatial Audio）”这个单词都是苹果造的，可见它在空间音频界的地位有多威猛。（现在知道为啥空间音频没有精确定义了吧，因为他就是苹果造的词）

你是否还记得空间音频是啥时候开始火起来的？没错，正是四年前的秋天，也就是2020年9月，苹果在 AirPods 系列产品线上更新了“空间音频”功能，标志着空间音频技术正式和大众见面。等到2021年6月，苹果宣布支持杜比全景声正式登陆 Apple Music，并开始对所有订阅用户免费开放。苹果的空间音频采用的是主动开启模式，只需要在听歌时动动小手，就可以体验到杜比全景声的快乐了。

作为空间音频技术界的龙头老大，苹果在这四年里还是有很大进步的。首先就是随着iOS 15系统的发布，苹果也跟进推出了动态头部追踪技术。头部追踪技术是啥呢？就是为了防止你听歌时突然扭头导致音频出bug，苹果就开发出了这个技术来定位你的头部动作，这样就不会听着听着突然只有一边出声音了。

2022年，苹果发布了空间音频技术的增强版本，也就是个性化空间音频。这项技术被搭载到了同年推出的IOS 16系统上。许多人说在听歌时使用杜比全景声，“感觉像是坐在剧院一样”身临其境。但也有更多的人反映，虽然打开了空间音频，但许多歌儿并没有明显的空间感，用了等于白用。

不排除确实有木耳给出无效评价的情况，但事实就是即使发展了四年，杜比全景声也远没有达到家庭影院的水平，它也只是在一定程度上改变了用户的听歌体验。不过说到底，杜比全景声的搭载设备AirPods只是一个低功耗的移动设备，想要实现大型电脑一样的复杂算法本身就很不现实，苹果能把空间音频做成这样的效果已经是可圈可点了。

三、探寻空间音频市场：八仙过海，各显神通

看到这儿你可能想问：难道其他公司就没有空间音频技术了？答案当然是肯定的。像华为、索尼、三星这样的大厂，这几年也都在积极地探索空间音频市场。可能目前其他品牌的研发成就不如苹果这么亮眼，但也都有了很大的进展。

·SONY“360临场音效”

其实早在2019年，SONY就提出了空间音频的概念——“360临场音效”，只不过近几年的发展始终没有达到预期。目前SONY“360临场音效”支持等20款耳机。SONY的“360临场音效”保持了SONY一贯的装逼和高技术力的风格。“360临场音效”要求使用者在使用前对耳朵拍照进行分析。据SONY官方说这是因为声音取决于我们的头部和耳朵形状，通过分析耳朵照片能够创造个性化的最优音域，但说实话，我并没有get到耳朵形状和音效之间有什么关联……

还有就是收费，如果想体验SONY的“360临场音效”，必须下载索尼的Hi-Res客户端 App，并且在付费之后才能使用，不然就只有几首免费歌听，0元购爱好者请谨慎使用哈。

·华为和Audio Vivid空间音频

在苹果和索尼之后，“遥遥领先”也紧随其后。华为目前使用的是Audio Vivid空间音频，这项技术并不是华为的自己技术，但支持在其无线耳机产品HUAWEI FreeBuds Pro 2/3上使用。这项空间音频功能采用了被动开启模式，使用者需要进入华为音乐APP的“空间音频专区”，点击歌曲后才能体验到空间音频效果。

值得注意的是，2023年达芬奇官宣了和Audio Vivid的合作，Audio Vivid也在国际市场上找到了一个大客户。要知道苹果的杜比全景声之所以能够风靡全球，一个很重要的原因就是杜比全景声与好莱坞还有一众游戏公司保持着合作关系。那些耳熟能详的3A大作，像《赛博朋克2077》、《漫威蜘蛛侠》都老早采用了杜比全景声技术。

用户数量增加，产品才有知名度，和达芬奇的合作或许就能够帮助Audio Vivid在国际上开拓属于自己的一片天地呢。

·SAMSUNG的“360音频”

相比于前面几位，三星就有点老瓶装新酒的感觉了。2022年4月，三星宣布给其2020年8月发布的耳机Galaxy Buds 2增加空间音频固件，标志着三星也开始打入空间音频市场。三星使用了自家的“360音频”，采用主动开启模式，使用者只需在设置界面打开“360音频”功能就可以使用。

相比于其他三种空间音频技术，三星的“360音频”并没有太亮眼的地方。在打开空间音频后，本来丰满的人声瞬间会变得单薄许多，效果甚至还不如我们自己在APP上打开“帧享影音”来得实在。

同时，三星也明确宣布了自家的“360“音频只会搭载在Galaxy Buds 2和Galaxy Buds Pro两款耳机上，这种迷惑操作不知道会不会把三星的其他产品用户给气死……

四、四年走来，空间音频的未来在哪里？

任何电子技术的发展趋势都是平民化和规模化，早年的时候1个w才能买一个大砖头电脑，如今3-4k就可以入手一个很优秀的商务本了，空间音频技术自然也不例外。最早那一批搭载空间音频的耳机动辄就要1599、1999，对于大众来说这个价格实在是难以承受。

而随着空间音频技术发展了四年，一些厂家已经开始探索千元级以下的空间音频耳机市场了。像是漫步者、品存、一如等等，这些厂家都已经发布了百元级的空间音频耳机产品。

不过总的来看，空间音频技术目前还不太可能快速普及到下沉市场。一方面，就像我们刚才说杜比全景声一样，空间音频技术需要强大的虚拟现实算法作为支撑，而目前大部分千元以下的耳机都无法达到这么高的算力，自然也就不能让平民党轻松玩到空间音频耳机了。

另一方面，空间音频技术也并不是说弄就弄的，目前开发出空间音频技术的还只是几家大公司，中小型耳机厂家既没有钱，也没有精力去研发一个独立的空间音频科技。所以我们如果想体验空间音频技术，最好还是去买一个千元以上的耳机，不然就只能在少数几款百元级的耳机中作出选择。

目前的空间音频技术还只是搭载在耳机上，未来随着元宇宙技术的发展，空间音频技术才到了真正大显身手的时候。因为目前的元宇宙必须要用到VR设备实现互动，戴上眼镜才是真的进到了赛博世界。而虚拟现实设备如果想达到完全的拟真效果，也就必须用到空间音频技术来增强其听觉效果。不然，所谓的拟真就只有视觉上的“真”，体验直接大打折扣。

2023年6月发布的苹果vision pro就是空间音频的新引路人。作为一款号称“跨时代”的VR设备，苹果提出了一个全新的“空间计算”概念（是不是和空间音频挺像的），而空间音频就是“空间计算”的一个重要组成部分。Vision pro正是元宇宙时代的第一批时代弄潮儿，而肉眼可见的是空间音频已经开始在这个领域大放光彩了。