作为声音设计师，我们的研究重点主要在于如何利用声音来增强游戏玩家的沉浸感和愉悦感。这个显然十分关键。不过，还有一些大家平时不太关注的问题其实也很重要。在这篇博文中，我们就来专门谈谈声音会对玩家表现及生理体验产生怎样的影响。或者说，如何利用声音来提升或干扰玩家表现。
接下来，我将从以下三个主要方面着手分别加以阐述：
- 为何声音会影响个人表现以及如何利用它来影响玩家
- 有没有具体研究测定游戏音频对玩家表现产生的影响
- 我得出了怎样的结论、还有哪些事实及如何实际应用
注意，本文所述内容大多基于科学事实，但也有不少只是我自己的主观假设和对各项研究梳理后得出的结论。在此，我将从个人角度和立场出发尽可能清晰地为大家阐明相关事实。长篇累牍地转述整篇研究报告想必会十分枯燥，所以这里基本上只着重探讨结果，并不深究研究方法，除非这些方法跟讨论内容有很大关系。
为何声音会影响个人表现？
我们究竟为何选择借助声音来影响玩家表现？
听觉反应速度明显快于视觉反应速度
在 2007-2010 年针对运动员简单反应时间开展的多项研究中，受试对象的听觉反应速度普遍比视觉反应速度快 40-50 ms (1)。假如你在 Twitch 上试过以 100 ms 和 50 ms 的网络延迟直播第一人称射击游戏 (FPS) 或多人在线战术竞技游戏 (MOBA)，就会深切体会到在很多游戏情境中这么短的延时究竟有多么重要。倘若游戏配有干净利落的混音，那么玩家在看到视觉画面的同时必然会听到音频提示，在反应速度上当然也会占据明显优势。
相较于单纯的视觉画面，配上音频之后产生的生理反应要更加强烈
毫无疑问，相较于单纯的视觉画面，配上音乐和声音之后产生的兴奋感或紧张感肯定要强烈很多。这不仅会影响到沉浸感和愉悦感，对个人表现来说同样意义重大。根据叶克斯-多德森定律 (Yerkes-Dodson Law)，适度的紧张感或焦虑感可以帮助我们更加高效地完成复杂的任务，但是紧张感一旦强到一定程度，个人表现便会开始变差 (2)。当然，紧张感或兴奋感的强弱对每个人来说都很不一样，其衡量标准也相当主观。在游戏设计中，“通过平衡紧张感来保持最佳表现”这一核心理念非常重要。这在后文说到的多项研究中都得到了有力的印证。
音频能给玩家以视野 (FOV) 之外的提示
音频的一个显著作用就是它可以让玩家注意到看不见的东西。这种优势在视野狭窄的游戏（如第一人称游戏）中最为明显，而在视野开阔的游戏（如斜45度角游戏）中最不明显。
以具体游戏为例开展的相关研究
《Legend of Zelda: Twilight Princess》
我想先从 2010 ~ 2012 年以动作/冒险游戏《Legend of Zelda: Twilight Princess》为例开展的一项研究说起，因为在此基础之上才能更好地理解本节剩下部分所要阐述的一些主要概念。该研究测试了玩家在三种不同情形下完成相关游戏环节时的表现 (3)：
- 开启游戏内音频
- 关闭游戏内音频
- 关闭游戏内音频，播放不相关的背景音乐
预期结果是玩家在开启游戏音频时应该表现最好，但实际结果却没有那么简单。事实上，一般玩家在播放不相关的背景音乐时得分反而最高。不过，先别着急把游戏静音，因为这只适用于对游戏不熟或玩得比较少的玩家。然而，对于在所有情形下得分都较高的玩家以及之前玩过这款游戏的玩家，在开启游戏音频时得分还是最高的。而且，即便对于刚开始开启游戏音频时得分较低的玩家，多玩几次之后得分也会慢慢提高。所以，这意味着什么呢？
简单来说，主要跟两个因素有关：认知负荷和兴奋程度。经验较少的玩家需要花更多精力学习如何控制操作、把握时机、辨别不熟悉的视觉细节。对于这些玩家，视觉画面造成的认知负荷已经很高了，游戏音频反而会使其分心。然而，经验丰富的玩家并不需要太过关注操作控制、线索提示这些基本因素。因此，他们可以有效利用游戏音频提供的额外信息，而不会感到认知负荷加重。
现在还有一个问题，为什么不相关的音乐可以提升玩家表现呢？这基本上要说回上面的观点：适度的兴奋感有助于提升玩家表现。同时，由于它跟实际玩法并不相干，所以也不会加重认知负荷。总的来说，略微增强兴奋感可以帮助玩家集中注意力，而又不至于使其分心。
《Osmos》、《Flat Out Total Carnage》、《Amnesia: The Dark Descent》
这项研究其实并没有评估玩家表现，而只是利用穿戴式生理信号采集系统来记录心率、呼吸率和皮肤温度，从而测定游戏音频引起的生理变化 (4)。不过，正如前文所述，生理变化几乎总是会对玩家表现产生一定的影响。具体是负面还是正面，要看心理变化的剧烈程度。另外，这项研究还特意选用了三款风格迥异的游戏：《Osmos》是款节奏较慢、音乐舒缓的解谜游戏；《Flat Out Total Carnage》是款侧重破坏对抗的赛车游戏；《Amnesia: The Dark Descent》则是款第一人称恐怖探索游戏。该研究以这三款游戏为例，让参与者在开启和关闭游戏音频的情况下玩游戏，同时测定两种情形下心率和呼吸率的变化。
虽然三款游戏的试验结果之间有些差异，但无论对于哪款游戏，音频开启组的心率都总体偏高。《Osmos》是两种情形下心率变化幅度最小的：音频关闭组的最小值和最大值分别为 61 bpm 和 78 bpm，音频开启组的最小值和最大值分别为 68 bpm 和 84 bpm。这也在意料之中，因为解谜游戏的音乐和声音大多比较舒缓。
《Flat Out Total Carnage》是三者中心率加快幅度最大的。音频关闭组的最小值和最大值分别为 64 bpm 和 77 bpm，音频开启组的最小值和最大值分别为 57 bpm 和 91 bpm。音频开启组的心率很快接近最大值，并在游戏期间基本保持在这一水平。考虑到它是款侧重破坏对抗的赛车游戏，而且音乐非常高亢，游戏过程中还充斥着聒噪的碰撞声，得出这样的结果并不奇怪。
对于《Amnesia: The Dark Descent》，我觉得测试条件的设定不太合理。因为它只用了开场关卡，没有吓人的场面或激烈的动作，只有探索和解谜环节。这实际相当于只测试了环境声和音乐，要是能包含更多激烈的动作场面，相信结果会更有代表性。尽管如此，这款游戏仍是音频开启组中心率变化最大的，同时也是最慢心率中数值最大的。音频关闭组的最小值和最大值分别为 52 bpm 和 77 bpm，音频开启组的最小值和最大值分别为 74 bpm 和 90 bpm。这种变化很可能是由随机播放的恐怖环境声造成的，它们让玩家多少受到了一些惊吓。
这项研究基本上证明了音频可以增强玩家的兴奋感，并且音频类型和游戏风格对心率加快幅度也有影响。正如前文所述，兴奋感的增强可以提升或干扰玩家表现。虽然没有实际规定说多强的兴奋感最为理想，而且其强弱程度对每个人来说也都不一样，但这并不妨碍我们结合这些兴奋程度和认知负荷理论来影响玩家的实际表现。
结论、观点及实际应用：将玩家表现因素融入到声音设计中
要制作干净利落的混音，也要考虑视觉画面因素
这一点似乎不言而喻，但仍值得结合玩家表现来探讨一番。首先，要知道同一时间播放的声音越多，玩家的认知负荷越重。假如认知负荷太重，就会导致玩家表现变差或对重要声音的反应变慢。其次，还要考虑视觉画面和游戏玩法这些因素，因为它们也会加重认知负荷。比如，对于难度很大的游戏环节或视觉画面快速涌现的地方，减少声音数量或降低整体混音音量可能会更好些。在这种情况下，确保让玩家专注于重要的声音和画面才是关键。
引人注意的声音、瞬态和频率
人类对不同类型的声音有不同的反应速度。比如，对于纯音听觉刺激，反应速度遵从等响曲线：声音响度越大，反应越快 (5)。另外，音量变化越快，反应也会越快，即便两个声音的峰值音量相同也是如此 (6)。在设计声音时要记住这一点，如果要给玩家提供重要信息，就把音量变化调快（高瞬态）；如果要包含大量信息，就把频率设在 2-5 kHz 范围内。因为，人耳对这个频率范围内的声音最为敏感。
多人游戏和单人游戏
对于多人游戏和单人游戏，即便动画和画面一模一样，声音设计方式都可能完全不同。在两种游戏中，信息是否重要的衡量标准是不一样的，要透露多少信息也值得慎重思量。对此，我将以自己制作的小游戏《Blockspell》为例予以说明。在 inferno（地狱之火）环节，所用武器（类似大型魔法火焰投射器）拥有很高的伤害能力。因为这是款多人游戏，所以我决定为武器声赋予很强的冲击力，尽管动画中慢慢淡入的火焰看上去威力并不大。我想以此来警告附近的敌方玩家，有人要使用 inferno 了，最好赶在烈火焚身之前逃离险境。假如这是款单人游戏，我肯定会把声音设计得更贴合动画的动态效果。
音乐、环境声与鸡尾酒会效应
有时，音乐可以为游戏玩法提供很好的支持。比如，在 3D 版《Legend of Zelda》游戏中，有敌人靠近时，战斗音乐会马上响起；又如，在像《Metal Gear Solid》这样的隐蔽类游戏中，则通过变换音乐来反映敌人对玩家的警觉程度。另外，环境声也可以提供类似信息。比如，通过不同的环境声来表明当前处于安全地区还是危险地区。不过，在大部分情况下，它们并不提供任何与游戏玩法相关的信息，更多的是为了营造气氛并增强沉浸感。
那么，假如需要利用它们来影响玩家表现呢？为了提升或干扰玩家表现，如何创作音乐或设计环境声？其实，这里的很多道理跟制作引人注意的声音是一样的。假如不希望音乐或环境声分散玩家注意力，就不要把它们设得太大声或太密集，并尽量少用打击乐元素或高瞬态元素；假如要避免产生过度的兴奋感，就应该调慢音乐速度或调低声音密度。就拿游戏环境中的鸟叫声来说，可以设计得随机一点，但要慢慢调高音量，而不要突然大声地播放出来；这样便于将鸟叫声与剧情声进行区分，表明其跟游戏玩法没有直接关系，从而避免吸引玩家注意力。
另外，还要注意一个问题，就是鸡尾酒会效应 (Cocktail Party Effect)。这种效应大概是说，即便在很多声音同时发出的情况下，人也能从中分辨出特定的声音 (7)。这一点非常关键，它意味着即使周围存在很多其他声音，我们照样可以专注于自己认为重要的声音。因此，在创作音乐或设计环境声时，一定要避开那些与游戏玩法相关的声音，以免给玩家造成困扰或干扰，除非是故意为之。比如，我们可以在游戏音乐中加入巧妙的打击乐元素（如摔门声或锤炼声）；可问题是，假如这是一款奇幻类动作冒险游戏，而且游戏世界中已经存在这些声音了，这样就很容易造成混淆，导致玩家无法区分音乐事件和实际游戏事件。
当然，假如目的就是要吸引玩家注意力或增强兴奋感和愉悦感，我们也可以反其道而行。比如，赛车游戏中就常常会选用速度很快、令人兴奋的音乐。它可以让游戏玩法更加紧张刺激，但也意味着音乐开启时玩家更容易犯错 (8)。不过，玩家犯不犯错其实并不重要，因为这种高度兴奋感会让玩家对游戏更加着迷，而且有助于增强沉浸感。
增强游戏的挑战性或紧张感
恐怖游戏就是一个利用声音增强挑战性的绝佳例子。大部分恐怖游戏关掉声音之后一点也不恐怖刺激。在这些类型的游戏中，音乐和环境声常常会包含一些故意混淆视听的元素，比如小提琴发出的尖锐弦音、远处传来的嚎叫声和门窗嘎吱作响的声音。对于这类游戏，一般搞得玩家越紧张越好。所以，如果想最大限度地增强玩家的紧张感，只要按前文所述理论反向操作就可以了。
说了这么多，到底有什么意义？
说不好？还是说，由此可见在设计游戏音频时玩家表现才是最重要的？
- 当然不是。它只是众多考量标准中的一个小因素，其他还有沉浸感、游戏叙事以及最主要的一点 – 好玩！
游戏类型决定了音频对玩家表现的影响有多重要？
- 当然了！与竞技类 FPS 游戏相比，音频对回合制日式角色扮演游戏 (JRPG) 中玩家表现的影响并没有那么重要。
为什么我要费工夫写这篇博文来探讨音频对玩家表现的影响呢？
- 了解声音对玩家表现的影响是为了帮助大家运用相关理论来把游戏打造得更加好玩、有趣。
1 Neuroscience & Medicine, 2010, 1, 30-32
doi:10.4236/nm.2010.11004 Published Online September 2010 (http://www.SciRP.org/journal/nm)
2 Yerkes RM, Dodson JD (1908). "The relation of strength of stimulus to rapidity of habit-formation". Journal of Comparative Neurology and Psychology. 18: 459–482.
3 Tan, S. L., Baxa, J. P., & Spackman, M. P. (2010). Effects of built-in audio versus unrelated background music on performance in an adventure role-playing game. International Journal of Gaming and Computer-Mediated Simulations, 2 (3), 1-23. & Tan, S. L., Baxa, J., & Spackman, M. P. (2012). Effects of built-in audio versus unrelated background music on performance in an adventure role-playing game. In Ferdig, R.E. & de Freitas, S. (Eds.) Interdisciplinary advancements in gaming, simulations and virtual environments: Emerging trends, pp. 142-164. Hershey, PA: IGI Global.
4 How Does In-Game Audio Affect Players? by Raymond Usher https://www.gamasutra.com/view/feature/168731/how_does_ingame_audio_affect_.php
5 The Relationship Between Loudness and Reaction Time in Normal Hearing Listeners by Lynne Marshall & John F. Brandt Pages 244-249 (1979)
6 Evaluating Warning Sound Urgency With Reaction Times by Clara Suied and Patrick Susini, Stephen McAdams (2008)
7 The benefit of binaural hearing in a cocktail party: Effect of location and type of interferer The Journal of the Acoustical Society of America 115, 833
Monica L. Hawley and Ruth Y. Litovsky (2004)
8 Effects of built-in audio versus unrelated background music on performance in an adventure role-playing game. International Journal of Gaming and Computer-Mediated Simulations, 2 (3), 1-23; Tan, S. L., Baxa, J., & Spackman, M. P. (2012)
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