三维环绕声场的数字化实验系统..doc

目录 目录 1 1绪论 3 1.1 引言 3 1.2 三维声场的数字化实验系统 4 1.3 实验软件开发 4 2 理论研究 6 2.1 三维环绕声及虚拟环绕声 6 2.1.1 概述 6 2.1.2 头相关传输函数(HRTF) 6 2.1.3 用HRTF实现虚拟环绕声的原理 7 2.1.4 本系统的虚拟3D立体声合成的实现方案 8 2.2 声音的数字化处理 9 2.2.1 脉冲编码调制(PCM) 9 2.2.2 声音文件的存储格式 11 3 系统设计 14 3.1 实验的原理与功能设计 14 3.1.1 立体环绕声的真人头式录制与回放 14 3.1.2 ITD，IID对听觉定位的影响演示 14 3.1.3 头部相关传递函数(HRTF)虚拟空间定位演示 14 3.2 实验的软硬件组成 15 3.3 演示实验系统软件的结构设计 15 4 软件开发 16 4.1 总体设计 16 4.1.1 功能和界面设计 16 4.1.2 类设计 18 4.2 wav文件的读取及处理 19 4.2.1 将文件读取到内存中 19 4.2.2 波形格式及数据的读取 20 4.3 HRTF的计算与处理 23 5 总结 25 谢辞 26 参考文献 27 攻读学位期间所发表的学位论文 28 三维环绕声场的数字化实验系统 应用物理　金赞　指导教师　吴於人 【摘要】 本文主要围绕三维环绕声场数字化实验系统的原理、设计和实现进行相关的研究和介绍，该实验系统主要目的是用于大学物理探索实验，增加学生对声波的基本特性以及立体声、三维环绕声原理的了解。 在该系统的设计和实现的过程中，相关原理的研究和软件开发是两个主要的难点所在。本文也是主要围绕这两个方面进行了研究和探讨。 原理部分主要对立体声的原理和虚拟立体环绕声的产生原理进行了介绍和研究。这方面的概念主要有耳间时间差(简称ITD)、耳间强度差(简称IID)、头部相关传递函数(简称HRTF)等。在这个基础上选择了头部相关传递函数这个概念进行了详细的讲解和介绍。另一方面也对计算机系统中声音的处理原理进行了介绍，主要涉及的概念有脉冲编码调制(简称PCM)、资源交换文件格式The paper mainly centers on the principle, design and the fulfillment process of the digital experiment system of three-dimensional surrounding sound field. The main purpose of this experiment system is to apply itself to the exploring experiment of college physics, and improve the students’ comprehension of the basic characters of sound, stereo，three-dimensional surrounding sound and so on. In the process of design and fulfillment of the experiment system, the researches on the principles related and the software development are two main difficulties, which have been studied and probed in the paper. The principle part chiefly introduces and makes researches on the principle of the stereo and the emerging principle of the virtual surrounding stereo. The related concepts are the Interaural Time Differences (ITD), the Interaural Intensity Differences (IID), the Head Related Transfer Function (HRTF) and so on. The paper gives a detailed description of the HRTF which is selected from the mentioned above. In addition, the paper also makes an introduction of the proces