【深度技術文】XPUMP 耳機模式原理

【深度技術文】XPUMP 耳機模式原理

 

|前言| 

 

 

許多粉絲,都會問XPUMP跟市面上往常的音效處理技術有何差異,XPUMP不同於往常3D音效處理產品,一般的3D音效產品,通常只針對耳機,或是喇叭單一的使用情境來設計;而XPUMP本身搭載的XROUND技術,分別設計了耳機與喇叭兩種模式。連接喇叭 或是耳機時,都能有良好的環繞體驗感。

今天小編來談談XPUMP上耳機環繞技術,是如何達到的。

XPUMP 使用的耳機環繞技術,主要為運用HRTF音訊處理技術,提升耳機的音場與方向感,再加上XROUND的球形環繞音場,來讓耳機有環繞的聽感。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|什麼是HRTF呢| 

 

 

 

 

 

HRTF是頭部相關傳輸函數的縮寫,全名為Head-Response Transfer Function。

 

 

 

 

 

為何會運用到此技術呢?

 

 

 

 

 

我們從人腦如何判斷聲音的方向來說明,當聲音傳到耳朵時,聲音會透過外耳傳遞到耳膜,再透過聽骨傳遞到耳蝸,最後到聽覺神經,由大腦判斷聲音的方向性,聲音傳送到左右耳時,接收到的聲音延遲、音量大小等細微的差異,讓人腦能判斷出聲音的方向感與定位。如同眼睛運作原理,雙眼會比單眼更容易判斷出物體位置。

 

 

 

 

 

所以HRTF,便是透過專業的器材,量測不同角度的左右耳的聲音差異,形成一個數據庫,並透過此數據庫處理聲音訊號,來強化聲音的定位、方向性

 

 

 

 

 

HRTF主要的量測資料有:

 

 

 

 

 

 

 

 


  •     
  • ITD(interaural time difference雙耳時間差):同一音源到達左右耳的時間不一樣,人腦會依據左右耳的細微時間差異,來判斷方向。ITD主要量測不同角度音源到達左右耳的時間差異。
        

     


        

  •     
  • ILD(Interaural level Difference雙耳音量差):同一音源,左右耳聽到的音量大小不一樣,且頭部會吸收部分聲波,人腦也會依據此音量差來判斷聲音方向,ITD會量測不同角度的音量大小。
        

     

     

        

     

        

     

     

        

     

     

        

     

     

        

    左邊為ITD,量測時間差

        右邊為ILD,量測音量差

        ITD跟ILD能讓人判斷聲音的水平位置

        參考網頁

     

        

     

     

        

     

     

        

     


        

  •     
  • 外耳反射、頻率量測:

        由於外耳造型,前後上下為不對稱,因為這些不對稱,當聲音傳遞到外耳後,聲音經過外耳反射到外耳到鼓膜的過程,會產生音量與頻率上的差異,讓人腦能判斷聲音的上下位置。所以HRTF也包含會量測不同角度反射到外耳的音量、頻率數據



  •  
  •  

 

 

量測上述數據後,透過這些數據建立相對應參數 ,並以此數據來處理聲音訊號,來提供優秀的音場、定位體驗,聲音也會更加自然。

 

 

 

 

 

|XPUMP上的HRTF特色| 

 

 

 

 

 

XUPMP premium開發時使用了自行建立的量測的數據,我們到專業的無響室,量測了數百個不同的數據,透過這些數據,來產生自己的HRTF資料庫,能有效掌握每筆量測資料的細節,透過這些資料,XPUMP可以更細膩的調整出環繞聽感。

 

 

 

 

 

研發過程

 

 

 

 

 

開發XPUMP時,模擬不同角度的量測治具

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在無響室量測,提供更準確的聲音資料

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

量測實拍

 

 

 

 

 

|XPUMP HRTF技術在耳機上的效果| 

 

 

XPUMP開啟耳機效果後果後,在音場大小與定位方向性都有所提升,能確切的反應聲音的位置,使用XPUMP來聆聽LIVE音樂或應用在第一人稱射擊遊戲,都能提供良好的沉浸體驗聽感。

 

 

 

 

 

以量測資料來說,開啟XPUMP效果後,低頻跟高頻,部分頻段的振幅會提升。使用頻率響應曲線的平直且左右聲道串音干擾較少的耳機,會有明顯的差異感受。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

耳機平直的曲線能,搭配XPUMP效果會更好

 

 

例如搭配XPUMP一起販售的XROUND AERO高解析耳機,在設計之初,便有將HRTF效果納入考量,使用了專利的空氣導流技術,讓聲音曲線變得更為平直。AERO並將耳機線路各自獨立,形成獨特了六芯線材設計,減少左右聲道的串音干擾,再搭配XROUND音訊技術,透過HRTF數據,讓音場定位,聲音效果更加自然,方向性會更好判斷,更有環繞聽感。

 

 

 

 

 

Abby

Abby

腦洞大開的廢文少女,最愛在家裡插著XPUMP看電影/聽音樂搖來搖去不亦樂乎。墜喜歡吃壽司,墜討厭被叫文青。

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