Bei der Implementierung von Surround-Sound benötigen Dolby AC3 und DTS mehrere Lautsprecher für die Wiedergabe. Aus Kosten- und Platzgründen verfügen jedoch manche Nutzer, beispielsweise Multimedia-PC-Anwender, nicht über genügend Lautsprecher. Daher ist eine Technologie erforderlich, die Mehrkanalsignale verarbeiten und über zwei parallele Lautsprecher wiedergeben kann, um einen Surround-Sound-Effekt zu erzeugen. Dies ist virtueller Surround-Sound. Die englische Bezeichnung dafür ist Virtual Surround, auch Simulated Surround genannt. Umgangssprachlich wird diese Technologie als nicht-standardmäßiger Surround-Sound bezeichnet.

Das nicht standardmäßige Surround-Sound-System basiert auf Zweikanal-Stereo, ohne zusätzliche Kanäle und Lautsprecher. Das Schallfeldsignal wird von der Schaltung verarbeitet und anschließend wiedergegeben, sodass der Hörer den Eindruck hat, der Klang komme aus mehreren Richtungen und es entsteht ein simuliertes Stereofeld. Virtueller Surround-Sound: Der Vorteil der virtuellen Surround-Technologie liegt darin, dass sie mit zwei Lautsprechern einen Surround-Sound-Effekt simuliert. Obwohl sie nicht mit einem echten Heimkino vergleichbar ist, ist der Effekt an der optimalen Hörposition durchaus zufriedenstellend. Ihr Nachteil ist, dass sie im Allgemeinen nicht mit dem Hören kompatibel ist. Die Anforderungen an die Klangposition sind hoch, daher ist die Anwendung dieser virtuellen Surround-Technologie auf Kopfhörern eine gute Alternative.

In den letzten Jahren hat die Forschung begonnen, die Erzeugung von dreidimensionalem Klang mit möglichst wenigen Kanälen und Lautsprechern zu erforschen. Dieser Klangeffekt ist zwar nicht so realistisch wie ausgereifte Surround-Sound-Technologien wie Dolby, findet aber aufgrund des niedrigen Preises zunehmend Anwendung in Verstärkern, Fernsehern, Autoradios und AV-Multimedia-Systemen. Diese Technologie wird als nicht-standardisierte Surround-Sound-Technologie bezeichnet. Das nicht-standardisierte Surround-Sound-System basiert auf Zweikanal-Stereo und verzichtet auf zusätzliche Kanäle und Lautsprecher. Das Schallfeldsignal wird von der Schaltung verarbeitet und anschließend wiedergegeben, sodass der Zuhörer den Eindruck hat, der Klang komme aus mehreren Richtungen und es entsteht ein simuliertes Stereofeld.

Prinzip des virtuellen Surround-Sounds: Der Schlüssel zur Realisierung von virtuellem Dolby Surround-Sound liegt in der virtuellen Klangverarbeitung. Diese ist auf die Verarbeitung von Surround-Sound-Kanälen basierend auf physiologischen und psychoakustischen Prinzipien spezialisiert und erzeugt die Illusion, dass die Surround-Sound-Quelle von hinten oder von der Seite des Zuhörers kommt. Dabei werden verschiedene Effekte angewendet, die auf den Prinzipien des menschlichen Hörens beruhen. Der binaurale Effekt: Der britische Physiker Rayleigh entdeckte 1896 in Experimenten, dass die beiden menschlichen Ohren Zeitunterschiede (0,44–0,5 Mikrosekunden), Unterschiede in der Schallintensität und Phasenunterschiede bei direktem Schall derselben Quelle aufweisen. Anhand dieser minimalen Unterschiede lässt sich die Hörempfindlichkeit des menschlichen Ohrs bestimmen. Die Richtung und Position des Schalls können präzise ermittelt werden, allerdings nur in horizontaler Richtung vor dem Zuhörer. Die Positionierung einer dreidimensionalen räumlichen Schallquelle ist damit nicht möglich.

Ohreffekt. Die menschliche Ohrmuschel spielt eine wichtige Rolle bei der Reflexion von Schallwellen und der Richtungsbestimmung räumlicher Schallquellen. Durch diesen Effekt lässt sich die dreidimensionale Position der Schallquelle bestimmen. Frequenzfiltereffekte des menschlichen Ohrs. Der Schalllokalisierungsmechanismus des menschlichen Ohrs ist frequenzabhängig. Bässe (20–200 Hz) werden durch Phasendifferenzen, mittlere Frequenzen (300–4000 Hz) durch Intensitätsunterschiede und hohe Frequenzen durch Laufzeitunterschiede lokalisiert. Auf diesem Prinzip basieren die Unterschiede zwischen Sprach- und Musiktönen im wiedergegebenen Klang, und verschiedene Bearbeitungsmethoden können eingesetzt werden, um das Raumgefühl zu verstärken. Kopfbezogene Übertragungsfunktion. Das menschliche Gehör erzeugt für Schall aus verschiedenen Richtungen unterschiedliche Spektren. Diese Spektraleigenschaften lassen sich durch die kopfbezogene Übertragungsfunktion (HRT) beschreiben. Zusammenfassend lässt sich die räumliche Positionierung des menschlichen Ohrs in drei Richtungen erfassen: horizontal, vertikal sowie vorne und hinten.

Die horizontale Positionierung basiert hauptsächlich auf den Ohren, die vertikale auf der Ohrmuschel, und die Positionierung vorne und hinten sowie die Wahrnehmung des Surround-Soundfelds auf der HRTF-Funktion. Basierend auf diesen Effekten erzeugt virtuelles Dolby Surround künstlich denselben Schallwellenzustand wie die tatsächliche Schallquelle am menschlichen Ohr, sodass das Gehirn entsprechende Klangbilder in der jeweiligen räumlichen Orientierung erzeugen kann.