ในการใช้งานระบบเสียงรอบทิศทาง ทั้ง Dolby AC3 และ DTS ต่างมีคุณสมบัติที่ต้องใช้ลำโพงหลายตัวในการเล่น อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลด้านราคาและพื้นที่ ทำให้ผู้ใช้บางราย เช่น ผู้ใช้คอมพิวเตอร์มัลติมีเดีย มีลำโพงไม่เพียงพอ ในขณะนี้ จำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่สามารถประมวลผลสัญญาณหลายช่องสัญญาณและเล่นกลับในลำโพงสองตัวที่ขนานกัน และทำให้ผู้ใช้รู้สึกถึงเอฟเฟกต์เสียงรอบทิศทาง นี่คือเทคโนโลยีเสียงรอบทิศทางเสมือนจริง (Virtual Surround Sound) ชื่อภาษาอังกฤษของระบบเสียงรอบทิศทางเสมือนจริงคือ Virtual Surround หรือที่เรียกว่า Simulated Surround ผู้คนเรียกเทคโนโลยีนี้ว่าเทคโนโลยีเสียงรอบทิศทางที่ไม่ได้มาตรฐาน

ระบบเสียงเซอร์ราวด์แบบมาตรฐานนี้ใช้ระบบเสียงสเตอริโอสองช่องสัญญาณ โดยไม่ต้องเพิ่มช่องสัญญาณและลำโพง สัญญาณสนามเสียงจะถูกประมวลผลโดยวงจรแล้วจึงออกอากาศ ทำให้ผู้ฟังสัมผัสได้ว่าเสียงมาจากหลายทิศทางและสร้างสนามเสียงสเตอริโอจำลอง คุณค่าของเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริง คุณค่าของเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริงคือการใช้ลำโพงสองตัวเพื่อจำลองเอฟเฟกต์เสียงเซอร์ราวด์ แม้ว่าจะไม่สามารถเปรียบเทียบกับโฮมเธียเตอร์จริงได้ แต่เอฟเฟกต์เสียงที่ได้ก็ถือว่าใช้ได้ในตำแหน่งการฟังที่ดีที่สุด ข้อเสียคือโดยทั่วไปแล้วจะไม่เหมาะกับการฟัง ความต้องการตำแหน่งเสียงค่อนข้างสูง ดังนั้นการนำเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริงนี้มาใช้กับหูฟังจึงเป็นทางเลือกที่ดี

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้คนเริ่มศึกษาการใช้ช่องสัญญาณน้อยที่สุดและใช้ลำโพงน้อยที่สุดเพื่อสร้างเสียงสามมิติ เอฟเฟกต์เสียงนี้ยังไม่สมจริงเท่าเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์ที่ได้รับความนิยมอย่าง DOLBY อย่างไรก็ตาม ด้วยราคาที่ต่ำ เทคโนโลยีนี้จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องขยายเสียง โทรทัศน์ เครื่องเสียงรถยนต์ และมัลติมีเดีย AV เทคโนโลยีนี้เรียกว่าเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์ที่ไม่ได้มาตรฐาน ระบบเสียงเซอร์ราวด์ที่ไม่ได้มาตรฐานนี้ใช้ระบบเสียงสเตอริโอสองช่องสัญญาณ โดยไม่ต้องเพิ่มช่องสัญญาณและลำโพง สัญญาณสนามเสียงจะถูกประมวลผลโดยวงจรแล้วจึงออกอากาศ ทำให้ผู้ฟังสัมผัสได้ว่าเสียงมาจากหลายทิศทางและสร้างสนามเสียงสเตอริโอจำลองขึ้นมา

หลักการเสียงรอบทิศทางเสมือนจริง กุญแจสำคัญในการสร้างเสียงรอบทิศทางเสมือนจริงของ Dolby Surround Sound คือการประมวลผลเสียงเสมือนจริง ซึ่งเชี่ยวชาญในการประมวลผลช่องสัญญาณเสียงรอบทิศทางโดยอาศัยหลักการทางสรีรวิทยาอะคูสติกและจิตวิเคราะห์อะคูสติกของมนุษย์ สร้างภาพลวงตาว่าแหล่งกำเนิดเสียงรอบทิศทางมาจากด้านหลังหรือด้านข้างของผู้ฟัง มีการนำเอฟเฟกต์ต่างๆ มาใช้ตามหลักการการได้ยินของมนุษย์ เอฟเฟกต์ไบนอรัล (Binaural effect) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Rayleigh ค้นพบจากการทดลองในปี ค.ศ. 1896 ว่าหูของมนุษย์ทั้งสองข้างมีความแตกต่างของเวลา (0.44-0.5 ไมโครวินาที) ความแตกต่างของความเข้มเสียง และความแตกต่างของเฟสสำหรับเสียงโดยตรงจากแหล่งกำเนิดเสียงเดียวกัน ความไวในการได้ยินของหูมนุษย์สามารถกำหนดได้จากความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ ความแตกต่างนี้สามารถกำหนดทิศทางของเสียงและตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงได้อย่างแม่นยำ แต่จำกัดอยู่เพียงการกำหนดแหล่งกำเนิดเสียงในแนวนอนด้านหน้าเท่านั้น และไม่สามารถระบุตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงเชิงพื้นที่สามมิติได้

ปรากฏการณ์ทางหู ใบหูของมนุษย์มีบทบาทสำคัญในการสะท้อนคลื่นเสียงและทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงเชิงพื้นที่ ผลกระทบนี้ทำให้สามารถระบุตำแหน่งสามมิติของแหล่งกำเนิดเสียงได้ ผลกระทบจากการกรองความถี่ของหูมนุษย์ กลไกการระบุตำแหน่งเสียงของหูมนุษย์สัมพันธ์กับความถี่เสียง เสียงเบสที่ความถี่ 20-200 เฮิรตซ์ ระบุตำแหน่งโดยความแตกต่างของเฟส เสียงกลางที่ความถี่ 300-4000 เฮิรตซ์ ระบุตำแหน่งโดยความแตกต่างของความเข้มเสียง และเสียงแหลมที่ความถี่เวลา จากหลักการนี้ สามารถวิเคราะห์ความแตกต่างของเสียงภาษาและโทนเสียงดนตรีในเสียงที่เล่นซ้ำ และสามารถใช้วิธีการต่างๆ เพื่อเพิ่มความรู้สึกรอบทิศทางได้ ฟังก์ชันการถ่ายโอนที่เกี่ยวข้องกับศีรษะ ระบบการได้ยินของมนุษย์สร้างสเปกตรัมที่แตกต่างกันสำหรับเสียงจากทิศทางที่ต่างกัน และลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมนี้สามารถอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันการถ่ายโอนที่เกี่ยวข้องกับศีรษะ (HRT) สรุปได้ว่า ตำแหน่งของหูมนุษย์ในเชิงพื้นที่ประกอบด้วยสามทิศทาง ได้แก่ แนวนอน แนวตั้ง ด้านหน้า และด้านหลัง

การวางตำแหน่งในแนวนอนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหู การวางตำแหน่งในแนวตั้งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับที่ครอบหู ส่วนการวางตำแหน่งด้านหน้าและด้านหลัง รวมถึงการรับรู้สนามเสียงรอบทิศทางขึ้นอยู่กับฟังก์ชัน HRTF จากผลกระทบเหล่านี้ ระบบเสียงรอบทิศทาง Dolby เสมือนจริงจะสร้างสถานะคลื่นเสียงเดียวกันกับแหล่งกำเนิดเสียงจริงที่หูมนุษย์ ทำให้สมองมนุษย์สามารถสร้างภาพเสียงที่สอดคล้องกันในทิศทางเชิงพื้นที่ที่สอดคล้องกันได้