ในการใช้งานระบบเสียงรอบทิศทาง ทั้ง Dolby AC3 และ DTS มีลักษณะเฉพาะคือต้องใช้ลำโพงหลายตัวในการเล่น อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลด้านราคาและพื้นที่ ผู้ใช้บางกลุ่ม เช่น ผู้ใช้คอมพิวเตอร์มัลติมีเดีย อาจไม่มีลำโพงเพียงพอ ในขณะนี้ จึงมีความจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่สามารถประมวลผลสัญญาณหลายช่องสัญญาณและเล่นเสียงเหล่านั้นผ่านลำโพงสองตัวพร้อมกัน เพื่อให้ผู้ฟังรู้สึกถึงเอฟเฟกต์เสียงรอบทิศทาง เทคโนโลยีนี้คือเทคโนโลยีเสียงรอบทิศทางเสมือน หรือที่รู้จักกันในชื่อ Virtual Surround หรือ Simulated Surround บางคนเรียกเทคโนโลยีนี้ว่าเทคโนโลยีเสียงรอบทิศทางแบบไม่มาตรฐาน

ระบบเสียงเซอร์ราวด์แบบไม่มาตรฐานนั้นใช้พื้นฐานจากระบบสเตอริโอสองแชนแนลโดยไม่ต้องเพิ่มแชนแนลและลำโพง สัญญาณเสียงจะถูกประมวลผลโดยวงจรแล้วส่งออกไป ทำให้ผู้ฟังรู้สึกว่าเสียงมาจากหลายทิศทางและสร้างสนามเสียงสเตอริโอจำลอง คุณค่าของเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริง คือการใช้ลำโพงสองตัวเพื่อจำลองเอฟเฟกต์เสียงเซอร์ราวด์ แม้ว่าจะไม่สามารถเทียบได้กับโฮมเธียเตอร์จริง ๆ แต่เอฟเฟกต์ก็ถือว่าใช้ได้ในตำแหน่งการฟังที่ดีที่สุด ข้อเสียคือโดยทั่วไปแล้วไม่เข้ากันกับตำแหน่งการฟังที่ต้องการคุณภาพสูง ดังนั้นการนำเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริงนี้ไปใช้กับหูฟังจึงเป็นทางเลือกที่ดี

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้คนเริ่มศึกษาการใช้ช่องสัญญาณและลำโพงจำนวนน้อยที่สุดเพื่อสร้างเสียงสามมิติ เอฟเฟกต์เสียงนี้อาจไม่สมจริงเท่ากับเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์ที่พัฒนาแล้ว เช่น DOLBY อย่างไรก็ตาม เนื่องจากราคาที่ต่ำ เทคโนโลยีนี้จึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในเครื่องขยายเสียง โทรทัศน์ เครื่องเสียงรถยนต์ และมัลติมีเดีย AV เทคโนโลยีนี้เรียกว่าเทคโนโลยีเสียงเซอร์ราวด์แบบไม่มาตรฐาน ระบบเสียงเซอร์ราวด์แบบไม่มาตรฐานนั้นใช้พื้นฐานจากระบบสเตอริโอสองช่องสัญญาณโดยไม่ต้องเพิ่มช่องสัญญาณและลำโพง สัญญาณสนามเสียงจะถูกประมวลผลโดยวงจรแล้วส่งออกไป เพื่อให้ผู้ฟังรู้สึกว่าเสียงมาจากหลายทิศทางและสร้างสนามเสียงสเตอริโอจำลอง

หลักการเสียงเซอร์ราวด์เสมือนจริง หัวใจสำคัญของการสร้างเสียงเซอร์ราวด์ Dolby เสมือนจริงคือการประมวลผลเสียงแบบเสมือนจริง โดยจะประมวลผลช่องสัญญาณเสียงเซอร์ราวด์ตามหลักการทางสรีรวิทยาและจิตวิทยาการได้ยินของมนุษย์ สร้างภาพลวงตาว่าแหล่งกำเนิดเสียงเซอร์ราวด์มาจากด้านหลังหรือด้านข้างของผู้ฟัง มีการประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์หลายอย่างตามหลักการได้ยินของมนุษย์ เช่น เอฟเฟกต์ไบนาอูรัล นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เรย์ลีย์ ค้นพบจากการทดลองในปี 1896 ว่าหูทั้งสองข้างของมนุษย์มีความแตกต่างกันในด้านเวลา (0.44-0.5 ไมโครวินาที) ความเข้มของเสียง และเฟส สำหรับเสียงโดยตรงจากแหล่งกำเนิดเสียงเดียวกัน ความไวในการได้ยินของหูมนุษย์สามารถกำหนดได้จากความแตกต่างเล็กน้อยเหล่านี้ ความแตกต่างเหล่านี้สามารถระบุทิศทางของเสียงและตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงได้อย่างแม่นยำ แต่สามารถจำกัดได้เฉพาะการระบุแหล่งกำเนิดเสียงในแนวนอนด้านหน้าเท่านั้น และไม่สามารถแก้ปัญหาการระบุตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงในมิติสามมิติได้

ผลกระทบจากใบหู ใบหูของมนุษย์มีบทบาทสำคัญในการสะท้อนคลื่นเสียงและทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงในอวกาศ ด้วยผลกระทบนี้ ทำให้สามารถกำหนดตำแหน่งสามมิติของแหล่งกำเนิดเสียงได้ ผลการกรองความถี่ของหูมนุษย์ กลไกการระบุตำแหน่งเสียงของหูมนุษย์เกี่ยวข้องกับความถี่ของเสียง เสียงเบสในช่วง 20-200 เฮิรตซ์ จะระบุตำแหน่งโดยความแตกต่างของเฟส เสียงกลางในช่วง 300-4000 เฮิรตซ์ จะระบุตำแหน่งโดยความแตกต่างของความเข้มเสียง และเสียงแหลมจะระบุตำแหน่งโดยความแตกต่างของเวลา บนพื้นฐานของหลักการนี้ สามารถวิเคราะห์ความแตกต่างของภาษาและโทนเสียงดนตรีในเสียงที่เล่นซ้ำได้ และสามารถใช้การประมวลผลที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มความรู้สึกของเสียงรอบทิศทาง ฟังก์ชันการถ่ายโอนที่เกี่ยวข้องกับศีรษะ ระบบการได้ยินของมนุษย์สร้างสเปกตรัมที่แตกต่างกันสำหรับเสียงจากทิศทางต่างๆ และลักษณะสเปกตรัมนี้สามารถอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันการถ่ายโอนที่เกี่ยวข้องกับศีรษะ (HRT) โดยสรุป การระบุตำแหน่งในอวกาศของหูมนุษย์ประกอบด้วยสามทิศทาง ได้แก่ แนวนอน แนวตั้ง และด้านหน้าและด้านหลัง

การกำหนดตำแหน่งในแนวนอนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหู การกำหนดตำแหน่งในแนวตั้งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเปลือกหู และการกำหนดตำแหน่งด้านหน้าและด้านหลัง รวมถึงการรับรู้สนามเสียงรอบทิศทางนั้นขึ้นอยู่กับฟังก์ชัน HRTF โดยอาศัยหลักการเหล่านี้ ระบบเสียงรอบทิศทางเสมือนจริง Dolby Surround จะสร้างสถานะคลื่นเสียงเดียวกันกับแหล่งกำเนิดเสียงจริงที่หูมนุษย์ ทำให้สมองของมนุษย์สามารถสร้างภาพเสียงที่สอดคล้องกันในทิศทางเชิงพื้นที่ที่เหมาะสมได้