HRTF

說起HRTF就要說到binaural recording技術。

人有兩個耳朵，卻能定位來自三維空間的聲音，這得力於人耳對聲音信號的分析系統。HRTF可以分解為三部分，Interaural Time Difference,Interaural Level Difference及Spectral Cues。從空間任意一點傳到人耳（鼓膜前）的信號都可以用一個濾波系統來描述，音源+濾波器得到的就是兩耳鼓膜前的聲音信號。這個傳輸系統是一個黑盒子，我們不必關心聲音是如何傳遞到雙耳的，而只需關心音源和雙耳信號的差別。如果我們得到這組描述空間信息的濾波器（傳遞函數），即HRTF，就能還原來自空間這個方位的聲音信號（如通過雙聲道耳機）。如果我們有空間所有方位到雙耳的濾波器組，就能得到一個濾波矩陣，從而還原來自整個空間方位的聲音信號。但是一個嚴峻的問題是，HRTF是高度個人化的，在實驗室測得每個人的函數組是不現實的。因此，HRTF技術就致力於研究如何方便的真實還原個人化的空間函數。這也是virtual reality（虛擬現實技術）希望達到的目標。

簡單說這就是個頭部反應傳送函數（Head-Response Transfer Function）。要具體點呢，可以分成幾個主要的步驟來描述其功用。第一步：製作一個頭部模型並安裝一支麥克風到耳膜的位置；第二步：從固定的位置發出一些聲音；第三步：分析從麥克風中得到聲音並得出被模型所改變的具體數據；第四步：設計一個音頻過濾器來模仿那個效果；第五步：當你需要模仿某個位置所發出的聲音的時候就使用上述過濾器來模仿即可。過濾器的回應就被認為是一個HRTF，你需要為每個可能存在聲源的地方來設置一個HRTF。其實我們並不需要無限多個HRTF。這裡的原因也很簡單，我們的大腦並不能如此精確。對於從我們的頭部為原點的半球形表面上大約分佈1000個這樣的函數就足夠了，而另一半應該是對稱的。至於距離感應該由迴響、響度等數據變化來實現。

·HRTF英文全名為Head Related Transfer Function，這是一種聲音定位的處理技術，其原理非常複雜，由於聲音會從耳廓、或肩膀反射到人耳內部，於是當我們用兩個音箱模擬聲音定位時，可以利用HD ITD的運算方式，來計算不同方向或位置聲音所產生的大小和音調等，進而製造出立體空間聲音定位的效果。另外HRTF除了使用HD ITD兩種技術之外，還利用製作假人頭拾音的技術，以推算出立體聲音環繞模型，於是可以取得比HD ITD更好的聲音效果。