Hvordan kan vi oppfatte avstanden til en lydkilde? Den viktigste retningslinjen er nok lydstyrken; amplityden faller proporsjonalt med avstanden. Men dette er ikke så enkelt som det umiddelbart kan virke, for lydstyrken blir den samme enten vi har en sterk lyd langt unna eller en svak lyd som er nær oss. Dette betyr at hjernen er nødt til å ha en ide om hvor sterk lyden var i utgangspunktet. Vi kjenner lydstyrken til de fleste lydkilder (biler, kirkeklokker), og kan derfor bedømme avstanden forholdsvis godt. Riktignok kan man rope både svakt og kraftig, men dette gir endringer i stemmekvalitet slik at vi kan ta dette med i beregningen og få en god avstandsbestemmelse.
Etterhvert som lyden forplanter seg gjennom lufta endrer den karakter. Luft virker som et lavpassfilter, og lyden mister mer diskant jo lenger den går. Dersom vi har en ide om det opprinnelige frekvensinnholdet, hjelper dette oss i avstandsbedømmelsen.
For lyder innendørs er romklangen en viktig ledetråd. Hvis lyden er langt unna, vil etterklangen (den reflekterte lyden) få større lydstyrke i forhold til den direkte lyden.
Alle disse tre effektene bør brukes hvis vi vil gi en realistisk simulering av avstand.
Som sagt er det viktig for avstandsbedømmelsen at vi vet hvor kraftig lyden var i utgangspunktet, og hvilket frekvensinnhold den hadde. Syntetiske lyder, og særlig sinustoner (som bl.a. ikke mister diskant med avstanden), er nesten umulige å avstandsbedømme. Endring i avstanden hører vi imidlertid lettere, som vi skal se i neste avsnitt.
Doppler-effekten
Dersom en lydkilde beveger seg mot oss, vil lydkildens egen hastighet komme i tilleg til hastigheten som lyden beveger seg mot oss med. Dermed vil flere bølgetopper enn normalt nå oss pr. sekund, og den høyere frekvensen medfører et tydelig hørbart pitch-skift oppover. Tilsvarende vil vi få et pitch-skift nedover når lydkilden beveger seg fra oss. Dette kalles Doppler-effekten. Frekvensene vil multipliseres med en faktor k som er gitt ved
der v er lydens hastighet (343 m/s) og 
er hastigheten lydkilden
beveger seg mot (negativ ) eller fra (positiv ) observatøren
med. Når 
blir k=1, og vi får ikke noe pitch-skift.
Bemerk at når lydkilden beveger seg mot observatøren med lydens
hastighet ( 
), får vi null i nevner. Dette betyr at frekvensen
går mot uendelig; vi har en singularitet som medfører
at alle bølgetoppene faller sammen og summeres til et kraftig smell.
Det er dette som heter å bryte lydmuren.
Retningsbedømmelse er en meget komplisert affære, og mye av kunnskapen om dette har vi fått først i senere år. Det viser seg at det er mange forskjellige effekter som utnyttes sammen for å gi en nøyaktig bestemmelse av retningen til lydkilden.
Amplityde som retningsindikator
Hvert av våre to ører har størst følsomhet rett ut til siden. Dette betyr at lyd som kommer rett fra venstre registreres kraftigst i venstre øre, mens lyd som kommer rett fra høyre registreres kraftigst i høyre øre. Dette kan benyttes for å gi en grov retningsbestemmelse. Imidlertid kan vi ikke ut fra dette vite om en lyd kommer forfra eller bakfra, ovenfra eller nedenfra. Vi får bare en viss informasjon om retning venstre-høyre.
Panoreringsknappen som finnes på miksebord styrer retningen til lyden bare ved å regulere lydstyrken i venstre og høyre høyttaler. Dette må betraktes som primitivt.
Mange pattedyr av rovdyrenes orden jakter på små byttedyr som er ute
om natten og/eller befinner seg under jorden eller snøen. For slike
bytteetere er korrekt retningsbestemmelse av stor betydning, og vi ser ofte
at de har parabolformede og meget unidireksjonale ører. Katt og rev er
gode eksempler. Hensikten med f.eks. ørkenrevens store
ører er kanskje ikke først og fremst å samle mye lyd, men å
gi stor retningsselektivitet. Ved å vri ørene i ulike retninger
kan dyret finne et maksimum i responsen og derved bestemme retningen til
byttet med stor nøyaktighet
. Vi er her inne på et spennende
felt som vi kan kalle bioakustikk, dvs. læren om hvordan og hvorfor
dyrene produserer og lytter til lyd.
Fase
Dersom en lydkilde befinner seg til venstre for oss, vil alle "toppene"
i trykkvariasjonene komme tidligere til venstre enn til høyre øre.
Hvis vi regner at ørene sitter 20 cm fra hverandre (?), vil vi kunne
få en maksimal tidsforskjell på 
.
Denne tidsforskjellen faller til null når lydkilden befinner seg rett
foran/bak/over/under oss, og dette gir oss ytterligere informasjon om
lydkildens retning venstre/høyre.
Retningsbestemmelse basert på fase blir mer unøyaktig når vi går oppover i frekvens. Når vi kommer til ca. 2 kHz, vil en tidsforskjell på 0.6 ms tilsvare avstanden mellom bølgetoppene. Begge ører vil derfor oppfatte samme fase, selv om de egentlig registrerer hver sin topp.
Faseinformasjon er den viktigste retningslinjen for å bestemme retningen venstre-høyre for lave frekvenser. For høye frekvenser blir amplityde det viktigste.
Harlekinfroskene i Mellom-Amerika er bare ca. 1.5 cm lange, og har smale hoder. Avstanden mellom ørene blir dermed for liten til å gi god retningsbestemmelse. Disse froskene har derfor utviklet lydfølsomme membraner på hoftene, der kroppsbredden er størst.
Entydig retningsbestemmelse hos dyr
Amplityde og fase kan sammen gi en god retningsbestemmelse høyre-venstre.
Det gjenstående problemet er hvordan man finner retningen opp-ned
og bak-foran. Som vi har sett benytter katter seg av at de kan snu på
ørene i nesten alle retninger og dermed lokalisere lydkilden i alle plan.
Ugler må ha god retningsbestemmelse opp-ned. Ugler i våre strøk er spesielt avhengige av dette, fordi de gjerne sitter lavt over bakken og skal lokalisere mus under snøen. Hvis byttet feilaktig lokaliseres i en høy retning, vil ugla slå ned langt bortenfor musa. Enkelte ugler, som haukugla, bestemmer retningen ved å legge hodet 45 grader på skakke mot venstre og foreta en høyre-venstre-bestemmelse i dette skrå planet. Deretter legger de hodet 45 grader mot høyre og foretar en ny bestemmelse. Etter en rask kalkulasjon beregner de krysningslinjen mellom de to planene og finner en entydig retningsvektor i rommet. Mange ugler finner tydeligvis dette upraktisk, særlig i flukt. De fleste ugler i nordlige strøk har derfor utviklet asymmetriske ører, der bl.a. det ene øret er plassert mye høyere på hodet enn det andre. På den måten kan de gjøre to retningsbestemmelser ved å rotere hodet i stedet for å legge det på skrå.
Ugler har forøvrig mange andre underlige mekanismer for å bedre
hørselen.
Frekvensinnhold
Vi mennesker benytter en kanskje enda mer fantastisk, men neppe like nøyaktig, metode for å finne retningen opp-ned og bak-fram. Hele hodet, men særlig ytterøret, virker som et filter som farger lydspekteret ørlite, avhengig av hvilken retning lyden kommer fra. De intrikate brusk-vindingene (pinnae) i det ytre øret bidrar betydelig til dette. Hvis vi så kjenner lydens opprinnelige frekvensinnhold, kan vi anslå lydens retning entydig. Igjen betyr dette at syntetiske lyder, som hjernen ikke har noen modell for, kan være vanskelige å retningsbestemme opp-ned. Sinustoner kan ikke få endret sitt spektrum, fordi de består av bare en deltone. Sinusoider er derfor ekstra vanskelige å retningsbestemme opp-ned og bak-fram.
I de seneste år er det kommet digitale filtre som etterlikner frekvensresponsen til det ytre øret for ulike retninger. På den måten kan man panorere en lyd opp-ned og bak-fram i bare to kanaler.
Haas-effekten
Når vi hører en lyd f.eks. i en konsertsal, vil vi
først motta den opprinnelige lyden fra den retningen den ble produsert.
Deretter vil vi høre et antall refleksjoner fra alle mulige retninger.
Hjernen plukker ut den "kopien" som ankommer først, og anvender denne til
retningsbestemmelsen.
Vi kan benytte dette til å simulere lydens retning, enten alene eller i kombonasjon med vanlig panorering. Hvis vi presenterer lyden noe tidligere for venstre øre (v.h.a. en liten digital-delay i høyre kanal) får vi en tydelig følelse av at lyden kommer fra venstre. Dette kalles Haas-effekten. Forsinkelsene som eksisterer i MIDI kan gi uønsket panorering pga. Haas-effekten.