Каким образом человек определяет откуда пришел звук?

Способность человека определять, в каком направлении от него находится источник звука, связана с наличием двух звукоприемников — ушей. К уху, обращенному к источнику, звук приходит несколько раньше, чем к противоположному уху. Вследствие этого давление звуковых волн в обоих ушах отличается по фазе и по амплитуде. Когда разница в амплитудах превышает 1 децибел, то кажется, что источник звука находится на той стороне, где амплитуда звукового колебания больше. Угол отклонения источника звука от средней линии приблизительно пропорционален логарифму отношения амплитуд. Скорость звука и скорость распространения нервных импульсов здесь почти не при чём. Уши чувствительны не столько к задержке, сколько к разности фаз. Потом, кто вам сказал, что в мозг передаётся звук в виде амплитуды нервного импульса, соответствующей звуковому давлению, воздействующему на ухо? Уже в ухе звук претерпевает преобразование в нервные возбуждения, напоминающие разложение в ряд Фурье. По большому счёту в мозг передаётся уже разложение звука по Фурье. И вообще-то полноценный 3D-звук без дополнительной информации от других органов чувств невозможен. При просмотре фильмов, игре в компьютерные игры таким дополнительным органом является зрение. В жизни добавляются ещё некоторые каналы получения информации о локализации источника звука.

Для определения направления (азимута) прихода звуковой волны человеческий слух использует либо разность уровней звуковых сигналов в правом и левом ухе, либо разницу во времени прихода звукового сигнала в каждое ухо (или, что тоже самое, сдвиг фазы сигнала звука) . Эти различия неизбежно возникают вследствие нарушения структуры звукового поля при огибании звуком головы слушателя (явление дифракции) . Эти два механизма пространственного слуха (называемые интесивной и фазовой стереофонией соответственно) по-разному проявляют себя на различных частотах звука. На "низах", то есть примерно до частоты 150-300 Гц, человеческий слух обладает очень малой направленностью, на частотах 300-800 Гц чувствительность слуха у направлению звука максимальна, а начиная с частоты в 1.5-2 кГц направленность слуха быстро убывает. простейшие рассуждения помогают понять и объяснить причину этого явления. Очевидно, что максимум чувствительности слуха по направлению будет в том случае, когда разность уровней громкости от источника звука в левом и правом ухе слушателя будут максимальны. Это соотвествует случаю сдвига фаз звукового сигнала в 180 градусов, или, что тоже самое, разности хода звуковой волны между ушами в половину её периода. Для частоты 800 Гц это расстояние соответствует 18см, что практически равно "межушному" расстоянию среднестатистического человека в 20-25 см, что и объясняет максимум чувствительности слуха на этой частоте. При уменьшении частоты звукового сигнала разность фаз, а, следовательно, и разница в уровнях звуковых сигналов в правом и левом ухе уменьшантся, поэтому-то на низких частотах слух и обладает очень малой направленностью. При увеличении же частоты сигнала выше 1-1.5 кГц длина звуковой волны быстро уменьшается, и сдвиг фаз сигналов в месте расположения ушей в этом случае значительно превышает 180 градусов. Этот прискорбный факт уже не позволяет однозначно определить направление на источник звука. Поэтому на высоких частотах он вынужден ориентироваться, исходя из разницы в амплитудах звуковых сигналов (интенсивная стереофония) . Ну, а на средних часотах 300-1500 Гц слуховой аппарат человека с успехом использует оба механизма звукоориентации (и интенсивная, и фазовая стереофония) .
Кроме рассмотренных выше механизмов для правильной пространственной ориентации важное значение имеет также временной сдвиг прямого и отражённого звуковых сигналов. В соответствии с эффектом Хааса (Haas), в случае прихода к ушам двух одинаковых звуковых сигналов, при временном сдвиге между ними в 5-40 мс слух воспринимает только первый их них, "в упор не видя" второго.