单声道、双声道立体声与多声道系统：技术特性、应用场景与对比分析

　　TEANMA天玛

　　前言

　　声音是人类感知世界的重要媒介之一，而声音技术的演进始终围绕着一个核心目标：还原真实听觉体验。从最初的单声道到如今的多声道环绕声，每一次技术跨越都推动了音乐、影视、游戏等领域的沉浸式体验升级。本文将系统解析单声道、双声道立体声以及常见的多声道系统的技术原理、应用场景以及发展趋势。

一、单声道：声音的原始形态

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　　定义与技术原理

　　单声道(Mono)作为音频技术的起点，其核心技术是通过单一是音频通道传输声波信号。当听众正对单个扬声器时，无论是录音还是播放，所有的声音信息都会被混合到一个声道中，左右耳接受的声波在振幅和时间特性上保持完全同步，无法区分声源的方向或空间位置。这种信号特征在头戴式耳机呈现时，具体表现为双耳接收完全同源的音频信号。

　　该系统的声源定位完全依附于物理发声点，导致听众感知的声场位置被永久锚定在扬声器的实体位置，由此引发的空间感知偏差在对比立体声和空间音频系统时会呈现显著的方位判断失准现象。

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　　技术特点

　　单点声源： 所有音频信号通过单一通道传输，声像集中于一点。

　　相位一致性： 规避多声道相位干涉问题。

　　设备兼容性： 对播放设备要求最低。

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　　优缺点分析

　　优点：设备简单、成本低、兼容性强，适用于公共广播(如机场、商场)等无需空间感的场景。

　　缺点：声音扁平化，缺乏层次感和方位感。例如，在交响乐录音中，所有乐器的声音会混合在一起，听众无法分辨小提琴和管乐的位置。

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　　典型应用场景

　　语音通讯：电话、对讲机、视频会议(如Zoom基础音频模式)。

　　公共广播：机场、商场、校园通知。

　　低成本设备：便携式收音机、入门级蓝牙音箱。

二、双声道立体声：空间感的诞生

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　　定义与技术原理

　　在双声道立体声系统(Stereo)中，通过两个独立的音频通道(左、右声道)模拟人耳听觉差异。人脑通过分析左右耳接收声音的时间差和强度差，可判断声源方位，立体声技术正是基于这一原理。左右扬声器需以听音者为顶点呈等边三角形布局，对称分布于听音轴线两侧30°夹角位置，这是实现精准声场监听的基准条件。

　　立体声的制作与传输主要遵循两种编码范围：X/Y制式(图1)采用物理分离的左右声道直接记录声场空间信息;M/S制式(图2)则采用主辅复合编码策略。其中M(Mid)信号借助心型指向传声器轴向拾取声场中央声像区域，S(Side)信号通过8字形双指向传声器横向捕捉声场侧向扩展信息，两者通过矩阵解码器进行信号混合后可完整重构立体声声场空间结构。

图片来源①

　　图片来源①

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　　技术特点

　　左右声道仅通过左右幅度差异和时间差异传递方向信息。

　　立体声的声场范围局限于左右两个方向，没有上下(垂直)或前后深度的明确声场信息。此外，听众需处于“最佳听音位”，否则定位精度下降。

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　　优缺点分析

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　　典型应用场景

　　音乐领域：立体声麦克风阵列。立体声让听众能分辨乐器在舞台上的位置，增强临场感。例如，披头士乐队的《Sgt. Pepper‘s Lonely Hearts Club Band》是早期立体声录音的经典案例。

　　影视领域：对话定位。对话居中、背景音乐环绕的听感提升了叙事表现力。

三、多声道系统：沉浸式声场的革命

　　多声道系统命名规范中的数字序列精确编码了声道构成参数。第一个数字代表主声道数量;第二个数字表示低频效果声道(通常低音炮配置)的数量，。例如，5.1声道系统包含五个耳平高度扬声器和一个超低音声道。

　　以下为主流多声道格式：

　　5.1声道系统

　　5.1用于少数环绕声标准。这是最常用的环绕声格式，5.1通道分别为左、中、右、左环绕(左后方)、右环绕(右后方)+超低音声道，配置5个主音箱+1个低音炮。

图片来源②

　　*C=中;L=左;R=右;LFE=低频效果;Ls=左环绕(左后方);Rs=右环绕(右后方)

　　应用场景：家庭影院、电影院的主流配置。中置声道负责对白人声，环绕声道营造环境音效，低音炮增强爆炸、地震等低频效果。

　　7.1声道系统

　　7.1声道专为影院和家庭影院设计使用，在5.1基础上增加左后环绕和右后环绕声道，形成更密集的环绕声场。

图片来源②

　　*C=中;L=左;R=右;LFE=低频效果;Ls=左环绕(左后方);Rs=右环绕(右后方);Lm=中左;Rm=中右

　　优势： 适合大空间影音室，减少声音“空洞感”。例如，在《星际穿越》的太空场景中，7.1系统能够精准呈现飞船从后方掠过的音效。

　　杜比全景声（Dolby Atmos）与DTS

　　技术革新：突破传统“声道”概念，引入“声音对象”(Sound Object)技术。声音可被定位在三维空间中的任意坐标(包括头顶)，通过元数据动态分配至不同扬声器。

　　硬件配置：基础版本为5.1.2(增加2个顶置音箱)，高端系统支持多达64个声道。

　　体验升级：雨滴下落、直升机盘旋等音效可实现精准的空间移动轨迹。游戏领域(如《塞博朋克2077》)也借此打造沉浸式交互体验。

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　　优缺点分析

四、综合对比分析与选择建议

　　*数据来源：AES Journal 2022年声场系统测评报告*

　　选择建议

　　音乐爱好者： 高品质立体声系统(如2.0书架音箱)足矣。

　　影音发烧友： 5.1或7.1系统性价比最高。

　　追求极致体验： 支持杜比全景声的套装搭配顶置音箱是未来趋势。

　　图片来源：

　　(1) https://support.apple.com/zh-cn/guide/logicpro/lgcp31f97343/mac

　　(2)https://blog.csdn.net/qq_44100263/article/details/144536242