56、听觉距离感知：原理、影响因素与复杂关系解析

听觉距离感知：原理、影响因素与复杂关系解析

1. 直达声与混响声比例（DRR）在听觉距离感知中的作用

1.1 DRR的基本概念与重要性

声音在到达听众耳朵前会经历复杂的传播路径，除了直达声，还有由反射、衍射或散射产生的混响声，且混响声通常比第一个波阵面晚几毫秒到达。直达声与混响声的能量比，即直达 - 混响比（DRR），会随着以自我为中心的距离增加而单调减小，因此可作为感知距离的绝对度量。同时，听音室中的其他物体也会影响DRR，进而影响声源的感知距离。例如，1923年有研究发现，当在听众和火柴盒声源之间放置一个木架子时，火柴盒的咔嗒声听起来比实际距离更远；而将架子放在声源后面时，声音听起来更近。

1.2 基于DRR的听觉距离感知计算模型

Bronkhorst和Houtgast提出了一个计算模型，用于说明DRR如何影响声源的感知距离。该模型不仅考虑了DRR，还引入了房间的混响半径$r_h$，即混响声能量等于直达声能量时与声源的距离。根据此模型，感知距离$d_s$与$r_h$成正比，与DRR呈幂律反比关系。计算公式如下：
$d_s = Ar_h\left(\frac{E’_r}{E’_d}\right)^j$
其中，$A$、$j$为模型参数，$E’_r$为混响声能量，$E’_d$为直达声能量。混响半径$r_h$取决于房间的体积$V$、混响时间$T$以及声源的指向性因子$G$，可通过特定公式计算。

1.3 直达声和混响声能量的获取

在Bronkhorst和Houtgast的模型中，直达声是指在第一个波阵面到达后约6毫秒内到达耳朵的声音，之后的为间接声。直达声能量通过积分窗口$W(t)$计算，其参数