吃鸡听不到敌人在哪？怪耳机还是怪大脑？
“人在哪儿啊我怎么听不见？”
“就在你楼上啊傻子！”
......
这样的对话，是不是很熟悉？笔者在打某 fps 游戏的时候，经常会被队友责备， “这么大的脚步声都听不见？换个耳机吧” 。可是，到底是什么阻止我听音辨位，走上吃鸡巅峰的呢？
笔者的第一次吃鸡 ↓↓
酷炫脑作者 / Prismo
审核校阅 / 酷炫脑
编辑 / Mandy
首先，我们的听觉系统是怎么知道声音是从哪里来的呢？要知道，位于耳蜗的听觉神经只能把声音的频率（frequency），强度（intensity）和相位（phase），相当于声音是什么时候开始的）这三个信息传达给大脑：很明显，这些信息不包括声音是从哪里来的。但是神奇的是，我们的听觉系统可以仅用这几个特征为我们做到声音定位；这其中的奥秘就是：我们有两个耳朵。
双耳听觉是声音定位的重要基础
对，就这么简单。当我们有两个耳朵的时候，声音会分别到达两边，而两耳得到的信息是不一样的，很大程度上取决于声音的位置。第一个不同就是强度的不同。当声音从一边传来的时候，由于我们的头相当于一个障碍物，声波必须发生衍射（diffraction）才可以到达另一边。这使得另一边的声音会比来源那边弱。这个偏差叫做双耳强度差（interaural level difference, ILD）。ILD 对高频率的声音更加有效，甚至最高可以达到 40 dB 。
声音需要绕过头去传播到另一边
双耳强度差，ILD
第二个不同叫做双耳时间差（interaural time difference, ITD）。顾名思义，它指声音到达远边的耳朵时会花费更多时间，尽管只有几微秒。有了这两个双耳差异，我们可以轻松地知道声音是从左边还是右边来的。
双耳时间差，ITD
等等，那我们是怎么知道上和下，前和后呢？而且对只有一只耳朵的人来说，他们岂不是没有听音辨位的能力了吗？别着急，我们还有第三个线索可以用，而且这第三个线索只需要一只耳朵。它就是：耳廓。
耳廓其实是有着复杂的结构
是的，每个人的耳廓都不一样，而它的作用可不止是好看。当声波传播到耳朵的时候，由于耳廓的特殊形状，声波中的某一特定频率将会被消弱，而具体是哪个频率将由声音的来源方向决定。举个例子，如果是从上面来的声音，其中的 8 kHz 那一频率将会触发更弱的神经反应；如果是下方来的声音，6 kHz 的频率会更弱。我们的大脑学会了认识这一点，能够找到声谱缺口（Spectral notch）在哪里，并得出声音的上下。
根据声音的高低，被消弱的频率是不一样的（注意箭头所指的地方）
更神奇的是，耳廓不仅能告诉你上下，它实际上包含了声音的具体位置，只不过因为这个信号不及前两种准确可靠，双耳听觉的人仍然会仅用 ITD 和 ILD 判断左右。但是对于一出生就只有一只可以工作的耳朵，或是后天一只耳朵永久失聪的人，仅有的耳廓信息则是至关重要的。如果把有着健康双耳听觉的人的一只耳朵堵住一会儿，对他/她来说，那一阵子的声音将只能从没有堵住的耳朵方向传来。而如果他/她是先天单耳听觉，或是堵上几个月，这个人的大脑就会适应并调整，使其能利用较弱的声谱缺口信息去判断声音的方向，尽管这远不及双耳听觉准确。
左图是堵住一只耳朵的双耳听觉者的定位表现，可以看出声音只会被判断是在没有堵住耳朵的方向；右图是天生单耳听觉者的定位表现，尽管有误差，但是与实际声音来源不会差太远
除了上述的三种定位手段，还有一个很重要的因素会影响我们对声音的感知，那就是我们眼睛在看的位置。要知道，人类是视觉动物。我们的大脑收到的绝大多数信息都是来自眼睛；相比其他感官，我们也最信赖视觉作为理解周围环境的工具。因此，视觉会对听觉造成一定的影响，其中就包括定位：我们会倾向把声音定位在我们眼睛注视的地方。
黄圈为眼球注视点，红点为声音来源，蓝点为参与试验者给声音的感知定位。可以看到相比现实，我们会认为声音更接近来自我们看的方向
现在我们知道了听觉系统的定位法，我们能够解释在吃鸡类游戏中的一些“聋人”表现吗？
道理我都懂，可是就是听不到啊！
玩游戏，尤其是需要和队友语音或者降低周围噪音的游戏时，我们经常会选择戴上耳机。然而耳机可能恰恰就是问题所在。戴耳机会造成至少两种影响。一是戴耳机的时候我们的听觉阈值（threshold）会上升。阈值是指我们能听到的最小声音强度，如果阈值上升了，我们就会对一些轻微的声音不够敏感。这是由于戴上耳机后我们没法用两个耳朵去听同一个声音，并且一些生理噪音，如心跳，会增加听低强度声音的难度。
听觉阈值，MAF指不戴耳机，三条MAP分别指戴了三种不同的耳机。可以看到MAP普遍比MAF要高
耳机的第二个影响是它使得耳廓没法工作。无论是头戴式（改变耳廓形状）还是入耳式（直接跳过耳廓），都相当于使我们的听觉系统少了一个很重要的定位线索。这个线索重要到如果没有它，我们几乎只能知道声音是从左还是从右，不知道具体的前后上下（即 cone of confusion）。
在cone of confusion上的每点都有相同的ITD和ILD，因此没有耳廓是没法具体定到某一点的
当然，这些影响是因人而异的，而且对于长时间沉浸游戏的人来说，他们一边在尝试戴着耳机听音辨位的同时一边也在训练自己的大脑认识戴耳机时声音的模样，从而增加精准度。
好了，下次吃鸡队友再责怪你听不到枪和脚步声，你可以理直气壮地把这篇文章给他们讲一遍。相信不等你说完，他们就会把你踢出队伍语音，你就不用被责备了。（？？？）
参考文献：
Yost, W. A. (2013). Fundamentals of hearing: An introduction. Lieden: Brill.
Cui, Q. N., Razavi, B., Oneill, W. E., & Paige, G. D. (2010). Perception of Auditory, Visual, and Egocentric Spatial Alignment Adapts Differently to Changes in Eye Position. Journal of Neurophysiology, 103(2), 1020-1035.
本文配图部分来自参考文献
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