近年来,随着计算机、多媒体、信息处理技术等的快速发展,视频与音频信息的应用都取得了长足的进步。除了可视信息外,充分地利用语音与丰富的音频表达信息一直是研究的热点课题。用3D音效模拟音源的位置与运动的技术,是物理运动学、物理声学、人的生理声学、心理声学等的研究成果与现代数字信号处理、多媒体等技术结合的结果,是一种虚拟实现技术。三维音效模拟作为人-机-环境的多维信息交互技术,近些年来,已逐步应用到多媒体与虚拟现实系统中,进入到各种计算机游戏、科学研究,以及各种消费电子领域。多维信息交互能提高信息传递效率,将会是一个必然的发展方向。在国防应用中,很多国家的军队采用模拟器和真实装备结合训练士兵。对飞机驾驶员的目标告警,可以通过模拟器可以虚拟听觉场景,为飞行员提供敌方目标的距离、运动特性、方位等信息,起到辅助导航与告警的作用,减轻了飞行员仅依靠视觉获取信息的压力。本文以飞机驾驶员的目标告警作为潜在的应用背景,研究了音频定位的理论、HRTF(头部相关传递函数)技术及其实验数据库;分析了头相关传输函数HRTF或头相关脉冲响应HRIR的特性;探讨了多种基本音源信号应用效果。HRTF数据是因人而异的“个人数据",不同试验者的HRTF数据具有差异,如果将某个试验者的数据应用于其他试验者,HRTF定位效果将会下降,针对这种情况,还进行了HRTF的个性化的技术研究,获得了一些有益的改进措施。为了多目标告警的模拟需要,讨论了多音频叠加的实施方法,提出了一种多目标的告警机制,以及合理、有效地融合多个目标的各种主要信息的合成方案;该方案可以充分利用3D音效技术特性,综合传递目标的主要特征信息。最后,本论文基于CIPIC实验室测量的HRTF数据库,设计并搭建了多目标的3D音效告警实验系统。为了方便实验需要,系统还包括空中目标简单模拟单元,用于实时提供目标幅度、方位等参数,以及多目标信息汇集与分析单元。通过仿真实验与感知测试,验证了技术与提出方案的可行性。