疫情期間在傢測試臺灣柏譜Bopro HC02同軸耳機，對它鮮明立體的音場與明確的定位贊嘆不已，這個耳機最大幅度減少瞭“頭中效應”，把音場從頭中間又移回到眼睛前方。興奮之餘在傢翻箱倒櫃，找出一堆人頭錄音的CD，用這個同軸耳機欣賞空間感更是優異，充分還原瞭音樂廳的臨場氛圍。索性，把人頭錄音做個整理與大傢分享，所有耳機發燒友都應該弄幾張來聽聽，否則你永遠不會明白什麼是3D音效?什麼是身歷其境的環繞聲?

耳機音場不自然是許多發燒友的共識，由於用音響發出的聲音經過空氣傳播，再經過頭骨的傳遞進入耳膜並由神經傳到大腦，與自然界萬物的聲音傳遞方式相同。但耳機卻不一樣，耳機僅由發聲單元近距離直接“灌”進雙耳，沒有頭骨的種種效應，當然就會形成音場不自然的結果。一般的立體聲錄音，兩麥克風之間相距比較遠，但耳機左右二邊僅距離不到50厘米，得到的效果就是俗稱的“頭中效應”，音場都擠壓在腦子裡面。要脫離頭中效應魔咒，

要嘛換耳機，開放式絕對比密閉式好，平板或靜電又比動圈式好；第二種方式是欣賞人頭錄音。

人耳是極為精密的器官，兩個耳朵卻能定位來自三維空間的聲音，它定位聲源的機制相當復雜：

①簡單的左右辨別可以每隻耳朵接收到的不同音量大小判斷。

②對於打擊樂器的聲音，皮膚或耳膜可以感受到聲波的沖擊。

③聲波在進入耳膜時，受人體、頭骨的反射、折射和繞射而扭曲變形，大腦能根據經驗判斷出聲源的方位和距離。

第3點的研究領域稱為頭部相關傳遞函數（Head-related transfer function，HRTF）。HRTF可以分解為三部分，雙耳時差(Interaural Time Difference)、雙耳水平差(Interaural Level Difference)、頻譜提示(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。我們得到這組描述空間信息的濾波器（傳遞函數HRTF)，就能還原來自空間這個方位的聲音信號，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。但問題是，HRTF是高度個人化的，每個人的函數組都不相同，目前HRTF技術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VR（虛擬現實技術）希望達到的目標。Binaural 雙耳錄音使用的仿人頭，也是根據傳遞函數HRTF計算而設計。

人頭錄音（Dummy Head）也有人翻譯作“假人頭錄音”、“擬真人頭錄音”、“模擬人頭錄音”等等，這是一種雙耳立體聲錄音（Binaural recording）的技術，使用耳機聆聽時能獲得極為逼真的環繞音效及臨場感

雖然Neumann KU100人頭本身就是立體聲結構，但受限於擺位、距離、收音范圍等因素，還有錄音後無法進行後制，所以我們看到錄音時除瞭假人頭，還會加上其他麥克風收音。目前出版的假人頭錄音，主要都是小編制樂團或爵士樂團演奏，大型管弦樂作品非常少

簡單說，人頭錄音最常見的方式就是把兩個微型全指向性麥克風，安裝在一個與真人幾乎一模一樣的假人頭內，接近人耳鼓膜的位置，模擬人耳聽到聲音的過程。這個仿人頭有耳廓、耳道、頭蓋骨、頭發和肩膀，甚至皮膚和骨頭也是采用和人體接近的矽膠類材料制造。一切都為瞭一個目的：盡可能真實地模擬人耳在聽到聲音時所受到的一切HRTF的影響。把仿人頭放在適當的位置錄音，樂團演奏的聲波就會跟我們用音箱聽音樂時一樣，聲波除瞭直接進入耳道之外，還會有經過仿人頭反射的聲波，這樣一來，仿人頭錄音就等於模擬瞭我們用音箱聽音樂時的情況。當大腦接受到這種聲波時，會以為我們就是在用音箱聽音樂，於是大腦就會呈現出跟我們用音箱聽音樂時一樣的音場。這就是仿人頭錄音的目的。事實上，當用耳機聽音樂時，隻有仿人頭錄音才會獲得正確的音場表現；反之，如果聽耳機時用的是一般的錄音，聽到的音場是被扭曲的。

除瞭仿人頭技術當然也有折衷方式，一種是用傳統方式錄音，再透過後制處理將HRTF套用上去，1990年代使用DSP處理來再現HRTF的電子設備已經面市，價格非常昂貴，而且效果仍不及假人頭自然流暢。另一種是將微型麥克風置入真人耳內收音，1974年Sennheiser提供瞭第一批可安裝於錄音師自己頭部的雙耳麥克風，1989年Core Sound LLC也推出雙耳麥克風，而第一款完全“入耳式”的雙耳麥克風由Sound Professionals於1999年推出。這種方式的缺點是配戴者不能有任何移動，更不能咳嗽打噴嚏，除瞭音樂會偷偷錄音之外，筆者不覺得這有什麼好處。

由於仿人頭技術完美呈現瞭錄音時的音場，包含上下前後左右的信息，所以許多發燒友甚至把Dummy Head Recording譽為“連頂級環繞音響系統都比不上的技術”！

Kürer、Wilkens、Plenge三位科學傢在1969年制作的仿人頭，以石膏為材料，連頭發都有瞭，後來成為Neumann KU80仿人頭的原型。

1970年後德國多所大學對人耳聽覺現象開啟瞭多項研究，獲得的結果仍影響現代的音響設計

人頭錄音技術巧妙的解決傳統立體聲錄音在使用耳機聆聽時所沒辦法營造的音場，使用仿人頭錄音後無法進行任何後制，否則會破壞真實感，因此也保留瞭無壓縮的動態起伏，以及原汁原味的音色。隻要用耳機欣賞，就能幾乎完美地將錄音場所的音場360度還原出來，好象聽者就站在錄音場所中似的，因為所有的HRTF都保存在瞭唱片上，被耳機重放出來，它的關鍵就在於音場！360度的音場感覺和平時聽到小於180度的音場感覺差異真的很大，比任何多聲道環繞聲技術都遠遠優勝。當然人頭錄音也可以用音響播放，但由於受到兩次HRTF影響，定位、音場、包圍感都沒有耳機來得好。因為隻能使用耳機聆聽，所以大大的限制瞭這種技術得普遍性，使用相關的唱片少之又少，筆者統計過大概隻有一百多張，其中很多音樂未必大傢有興趣，STAX Audio與德國Phono唱片公司的一些錄音首選推薦。

歷史上，貝爾實驗室被認為制造瞭第一個仿人頭，他們稱為奧斯卡，目的是改善電話系統研究工作的一部分，在1931年底，奧斯卡與史托科夫斯基指揮的費城交響樂團進行瞭一系列測試。貝爾工程師K. Hammer和W. Snow在一份備忘錄中指出，奧斯卡令人滿意地重現普通語音、音樂、大多數噪音的強度和頻率范圍。當時兩個麥克風是安裝在奧斯卡的臉頰上而不是耳朵裡。幾年後，荷蘭飛利浦實驗室的工程師de Boer和Vermeulen建造瞭另一個著名的仿人頭。他們首先使用帶有兩個麥克風的球體來構建助聽器，他們觀察到聽力受損的人跟兩個以上的人進行對話，傳輸的聲音信號會包含一些空間信息，空間聽覺是基於兩個耳朵信號之間的時間和聲壓差。為瞭研究人頭在空間聽覺中的作用，他們還制作瞭一個人體模型，在耳朵中安裝瞭麥克風，稱其人造頭為Kunstkopf，該詞後來成為仿人頭的同義詞。

國內也有一些人頭錄音的唱片，推薦林俊傑2015年的“和自己對話”(第一張以人頭錄音的華語流行音樂)、達人藝典的“中國心”。黃凱芹的二張專輯在加拿大制作，人頭隻用來收錄空間效果而非主要人聲

1967年，柏林Heinrich-Hertz實驗室(紀念德國物理學傢Heinrich Hertz，他於1887年首先用實驗證實瞭電磁波的存在)的三名工程師Georg Plenge、RalfKürer和Henning Wilkens開始瞭對仿人頭技術的研究。他們正在尋找一種評估音樂廳聲學效果的新方法，傳統方式如脈沖響應測量，可以描述房間內聲音事件的時間范圍，但無法提供任何有關空間特征的信息。他們的新計劃是使用仿人頭錄音，在音樂廳中特定位置的聲音事件，應該能在實驗室中復制，並允許任何數量的參與者通過耳機體驗聽覺事件。1969年他們建造第一個仿人頭，假設空間聽覺取決於人的上軀幹、頭和外耳（由耳廓，耳道和鼓膜組成）的過濾效果，所以需要仔細復制人的頭和外耳。在化妝師和整形外科醫生的幫助下，他們制作瞭石膏復制品，在耳道末端安裝瞭兩個Neumann KM83麥克風，並以特殊的耦合器來復制鼓膜阻抗。RalfKürer用這個仿人頭對柏林愛樂廳進行瞭較大的調查，他證明瞭虛擬的頭部錄音確實可以用來發現空間的相關特性。

除瞭發現瞭主觀和客觀測量之間的密切關聯，科學傢還意識到，他們可以使用仿人頭來制作具有驚人空間效果的音樂唱片。他們申請瞭專利，並與柏林的麥克風公司Neumann達成瞭生產仿人頭麥克風的協議，也就是後來著名的Neumann KU80。同時他們聯系瞭不同的廣播電臺，看是否對測試仿人頭技術感興趣，結果制作人和錄音師都拒絕瞭。直到1973年，柏林廣播電臺RIAS才與科學傢接觸，並制作第一部雙耳錄音的廣播劇，廣播聽眾的反應非常熱烈，他們盛贊稱Binaural錄音技術是超級立體聲，還原瞭真實錄音情況與空間效果。

錄音師的反應恰好相反，他們批評高頻表現不佳，而且隻能用耳機聆聽。此後仿人頭技術的研究與理論探討繼續在德國發酵，最終德國亞琛工業大學的工程師開發瞭新技術來測量人耳內部與頭部相關的傳遞函數HRTF，該函數可以描述通過頭部和外耳對聲音事件進行的復雜過濾。波鴻魯爾大學的研究人員也發現，KU80在7 kHz以上頻率的明顯衰顯，造成瞭中間平面定位失敗，Neumann在1980年很快推出改進的型號KU81。

這張Newport Classic以副牌AUracle出版的限量版金CD，可能是全世界第一張用假人頭技術錄制的大型交響曲的唱片，收錄有德國作曲傢理查·施特勞斯的“查拉圖斯特拉如是說”和法國作曲傢聖桑的“管風琴交響曲”，50美金的售價也是第一。錄音時紐曼KU100人頭就擺放在指揮傢上方，一氣呵成的演奏經Sonic Solutions工作臺以20Bit格式紀錄，監聽使用森海塞爾HD580耳機，現在發燒友使用的耳機都比他們高級多瞭。金CD早就絕版，好消息是有普通CD再版

德國Phono唱片公司與《Stereoplay》合作推出的“斷奏”系列，為筆者首先推薦的人頭錄音，除瞭雅俗共賞，種類繁多的音樂選段，當中的大自然音效更令人震撼。大部份發燒友可能僅瞭解到它錄音逼真的一面，但很少人能夠體會能量駭人的另一面。以打雷為例，隻要功放夠力能瞬間吸取最大電能供給音箱發聲，又或音箱能發出非常大的音壓而不會失真，那保證聆聽者會被雷聲嚇得從椅子上跳起來，所謂“晴天霹靂”大概也就是如此罷瞭

於此同時，科學傢展開瞭仿人頭立體聲的商業化研究，他們為在廣播中順利引入仿人頭技術制定瞭三個條件。首先，它必須與現有的演播室和廣播設備兼容；第二，它不能影響現有的技術和程序；第三，它必須與常規無線電接收兼容。前兩個條件不是障礙，第三個條件卻有很多問題，因為僅有2%的收音機提供耳機連接。於是腦筋又動到揚聲器兼容性方面，希望能用普通立體聲揚聲器就復制仿人頭錄音捕捉到的空間感。德國哥廷根物理研究所將仿人頭立體聲信號與補償信號混合在一起，以確保左揚聲器信號僅到達左耳，右揚聲器僅到達右耳。這種方法效果很好，但是僅能在消聲環境中進行，而且聽眾必須固定在兩個揚聲器之間，也就是隻能在實驗室中實現。

Plenge、Kürer和Wilkens三位科學傢開發瞭另一種使用四個揚聲器的方法，兩個後置揚聲器發送補償信號以防止仿人頭信號的XT串擾，優點是不需要消聲環境，但聽眾仍然必須保持在很小的范圍內，顯然專業領域仍興趣缺缺。自從引入多軌錄音和近距離麥克風技術後，錄音師有瞭新的偏好，仿人頭技術卻在唱反調，雙耳錄音不能與其他麥克風信號混合否則會破壞空間幻覺，與大量點狀麥克風的傳統錄音相比，其透明度和清晰度也更低。英國BBC的一份測試報告指出，仿人頭錄音的兼容性不是技術上的問題，而是藝術上的判斷。

總之，仿人頭錄音時至今日仍隻有極少數支持。目前錄音最常用的仿人頭是德國Neumann紐曼的KU100，提供最大145dB不失真的音壓，低頻線性至40Hz以下，由於有BBC研究團隊的加入，效果相當不錯。另外有B&K 的HATS– 4128D型 或G.R.A.S.的軀幹模擬器KEMAR，我們稱為“聲學人偶”。這些人體模型具備內置的耳和嘴模擬器，逼真再現瞭一個普通成年人頭部和軀幹的聲學特性，它們通常用於測試電話聽筒、耳麥、音頻會議設備、麥克風、耳機，助聽器和聽力保護器，較少用於錄音。G.R.A.S.的KEMAR很靈活，其頭部和軀幹具有可替換的不同大小和材料的耳釘，一組不同類型的耳道模擬器，耳鼓模擬器。Brüel & Kjær的HATS則包括軟模制的耳廓，鼻子，嘴巴和軀幹。專業的雙耳麥克風的制造商3DIO也推出Free Space雙耳麥克風(放在一個小支架上，沒有人頭)，他們是ASMR、VR虛擬實境、現場錄音首屈一指的廠傢，設備便宜，適合進行較小規模的錄制。

從筆者收藏的數十張仿人頭錄音來看，這些CD不僅音響效果發燒，動態大、頻響寬、分析力超高（管風琴發出的超低頻令人直起雞皮疙瘩），音場之寬廣逼真更無與倫比。用耳機欣賞時，仿人頭錄音的音場完全脫離瞭頭部，很明顯聲音來自外部空間，隻要閉上雙眼，樂隊各個聲部的位置、水平和縱深的排列，每個細節都歷歷在目。在一般的錄音中，管弦樂團各聲部多多少少是混在一起的，而在仿人頭錄音裡，每個聲部的空間位置和深度都異常鮮明，甚至能做到和音箱系統一樣逼真。在Chesky的一些錄音中，套鼓、貝斯、打擊樂器會出現在後方，而不是通常的正前方。當第一次從耳機中聽到後方傳來的聲音，還真是嚇瞭一跳，下意識地想回頭看看！筆者認為所謂360度的包圍感，其實是在左、右及後面三個方向，定位顯得很真實明確，但在正前方的位置人好像在額頭上活動，定位還是有點虛，這與人耳的聽音原理有關系，無法求全。

目前最容易買到的人頭錄音當屬美國Chesky唱片的Binaural+系列。2012年Chesky的負責人David Chesky宣佈與下載網站HDtracks合作，推出真正的人頭雙耳錄音的高清音樂文件(24 Bit/192kHz)。Chesky把他們的人頭稱為Lars，內藏高靈敏度B&K HD4100麥克風，有別於一般的Binaural錄音隻有用耳機能獲得好效果，用音箱系統由於交越串音幹擾反而會使聲音劣化。Chesky使用的人頭不會造成音染，並加上相位等化功能，所以播放時在音箱上也能重現非常好的音場與定位。Chesky強調除瞭人頭沒有額外的麥克風，樂器與人聲定位全靠擺位獲得，透過耳機欣賞可以有360度包圍感效果

不過仿人頭錄音也讓我們瞭解，現在最高級的立體聲系統，仍比不上現場的感覺，原來關鍵就在於音場與包圍感，也難怪賴總編堅持要用環繞聲系統聽音樂，他就是在追求那種臨場氛圍！在為數不多的仿人頭錄音中，STAX與德國Phono唱片的“斷奏”系列固然好，隻怕連二手唱片都很難搜尋，筆者認為不必花大價錢去找瞭。Telarc、NAXOS、Chesky唱片都陸續有仿人頭錄音推出，它們一樣可以滿足你的好奇心。