听觉空间感知:距离与方向的奥秘
1. 个人空间内的距离感知
在个人空间(即靠近听者的空间)内,听觉距离感知受到多种额外因素的影响,这与外部空间的距离感知研究有所不同。
1.1 声音波前与强度差异
当声源靠近听者时,其波前不能再近似为平面波。在声源较远时,双耳间的强度差异(ILDs)主要源于头部的遮蔽作用;而当声源靠近时,由于强度的衰减与距离的平方成反比(平方反比定律),双耳间传播距离的差异对ILDs的影响就不能被忽视了,无论是低频还是高频声音。例如,对于靠近听者的侧向声源,即使是低频声音,ILDs也会变得显著。简单计算表明,当外部声源位于双耳轴上,且与同侧耳的距离等于两耳间距时,同侧耳的强度至少比另一侧耳高6dB(假设声源与对侧耳之间没有头部阻挡,头部的遮蔽效应会进一步增大这个差值)。研究显示,对于距离为0.12m的侧向声源,ILDs可能高达20dB。对于低频成分,ILDs不仅会影响侧向声源的距离感知,甚至起主导作用。
1.2 头部相关传递函数(HRTFs)
头部和肩部在近距离时对声音的影响会发生变化,导致HRTFs随距离改变,这种变化主要在不同方位角上较为显著,而仰角和HRTF对距离感知似乎没有交互作用。这些效应使得听者对侧面声源的距离估计比靠近正中面的声源更准确。
1.3 混淆区域的变化
由于附近声源的波前并非球形,具有相似ILDs的位置集合不再能用混淆锥来近似,而是变成一个以双耳轴延长线为中心的球体。该球体与由双耳时间差(ITDs)定义的混淆锥的横截面形成一个平行于正中面、以双耳轴延长线为中心的圆,即混淆环面。混淆环面与正中面的距离提供了绝对距离的度量。此外,耳廓在低频时对强度几乎没
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