科技版“傳音入密”：音頻聚光燈現(xiàn)在怎么樣了？

武俠文化里，除了輕功和內(nèi)力之外，最著名的一個(gè)奇思妙想大概要屬“傳音入密”。

這手功夫的意思是說(shuō)，武林高手可以用獨(dú)特的方法發(fā)出聲音，只讓特定的某個(gè)人聽(tīng)到，其他人則完全蒙在鼓里。一般在主角臨危之時(shí)得到高人指點(diǎn)，都是靠這招來(lái)推動(dòng)情節(jié)的。

筆者曾經(jīng)研究過(guò)，“傳音入密”在清末民初的武俠小說(shuō)里基本是種“魔法”，需要靠符咒和口訣來(lái)實(shí)現(xiàn)。到了金庸這里已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的“科學(xué)化”，比如《神雕俠侶》里的“千里傳音”是靠深厚內(nèi)功來(lái)驅(qū)動(dòng)的。

把幻想一點(diǎn)點(diǎn)科學(xué)起來(lái)，最終變成現(xiàn)實(shí)，大概是人類(lèi)發(fā)展史中的主線任務(wù)。到了21世紀(jì)，同在一個(gè)房間里卻能聽(tīng)見(jiàn)不同房間的“傳音入密”終于誕生了，也就是所謂的定向音頻技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)并不算多么新穎，在我們的生活里也偶爾能看見(jiàn)，但好像一直沒(méi)有成為消費(fèi)電子中的常態(tài)。

否則的話，打游戲的時(shí)候不用戴耳機(jī)，一邊聽(tīng)著特震撼的音效，一邊還能監(jiān)控著家長(zhǎng)來(lái)了趕緊關(guān)電腦，豈不是美滋滋？

在技術(shù)成熟到商業(yè)運(yùn)用之間，定向傳播聲音的音頻技術(shù)到底碰到了什么問(wèn)題？或許我們可以從麻省理工大學(xué)媒體實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的著名技術(shù)“音頻聚光燈”（Audio Spotlight）中一探究竟。

麻省理工的聲音黑科技：音頻聚光燈

說(shuō)到縱橫江湖三十幾年的麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室，在科技圈可謂久負(fù)盛名的“黑科技工廠”。這個(gè)什么都研究、什么都能鼓搗出來(lái)的神秘地方，已經(jīng)在悄然間改變了我們的生活。比如智能手機(jī)中觸屏控制的很多技術(shù)解決方案都來(lái)自那里，而他們研發(fā)的點(diǎn)子墨水技術(shù)，直接造出來(lái)了亞馬遜的kindle。

但在音頻領(lǐng)域，MIT媒體實(shí)驗(yàn)室黑科技的代表作之一——音頻聚光燈，似乎沒(méi)有享受到前兩項(xiàng)技術(shù)的關(guān)注與掌聲。

早在1998年，MIT媒體實(shí)驗(yàn)室就啟動(dòng)了對(duì)定向傳聲技術(shù)的探索。研究人員利用超聲波的直線發(fā)射性，將聲音約束在一束很窄的通道中。從而達(dá)到讓聲音朝著某一方向傳播，其他方向的人卻聽(tīng)不到的效果。但人類(lèi)其實(shí)是無(wú)法聽(tīng)到超聲波的，所以接下來(lái)研究者又開(kāi)發(fā)了系列微型揚(yáng)聲器技術(shù)，從而在空氣中扭曲超聲波達(dá)到讓人聽(tīng)到的效果。

這種技術(shù)被MIT起了一個(gè)非常形象的名字：音頻聚光燈，即可以把聲音像一道光束那樣投射出去，照在特定的方向和區(qū)域。經(jīng)過(guò)十多年的研究，到2010年音頻聚光燈技術(shù)宣告研制成功。與其他定向音頻技術(shù)相比，MIT的技術(shù)傳聲更加精準(zhǔn)，傳輸效果也更強(qiáng)。在超市、游樂(lè)園等喧鬧環(huán)境中進(jìn)行聲音定向輸出的測(cè)試中，音頻聚光燈被普遍認(rèn)為是目前完成度最高的同類(lèi)技術(shù)。

2012年，隨著這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)始人由學(xué)而商，音頻聚光燈也開(kāi)始了它的商業(yè)化之路。但問(wèn)題也就來(lái)了，為什么六年都過(guò)去了，這種名副其實(shí)的黑科技我們卻依舊沒(méi)有感受到呢？

只能在博物館玩耍嗎？音頻聚焦技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前音頻聚光燈技術(shù)，正在美國(guó)被一家名叫holosonics的公司進(jìn)行商業(yè)化推廣。公司的創(chuàng)始人約瑟夫·龐貝博士（Joseph Pompei）同時(shí)也是音頻聚光燈技術(shù)的主要開(kāi)發(fā)者，這很符合MIT媒體實(shí)驗(yàn)室一貫的實(shí)用主義風(fēng)格。但有意思的是，約瑟夫·龐貝并不僅僅是走了象牙塔到創(chuàng)業(yè)公司這條路，而是年少時(shí)就已經(jīng)在音頻產(chǎn)業(yè)里成名：16歲就成為了音箱巨頭Bose的史上最年輕聲學(xué)工程師——這大概就是所謂天生為某產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)備的人吧。

到目前為止，音頻聚光燈的商業(yè)化也不能說(shuō)不順暢，只是很難與電子墨水等“同窗”相提并論。到今天，音頻聚光燈技術(shù)已經(jīng)被超過(guò)100萬(wàn)家客戶(hù)使用，但如果仔細(xì)看一下客戶(hù)名單就會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用這項(xiàng)技術(shù)大部分是在博物館和展覽館。

當(dāng)然，音頻聚光燈可謂天生就是給博物館準(zhǔn)備的。展品前播放音頻介紹是一種非常常見(jiàn)的策展手段，但在展品比較多的情況下，多個(gè)音頻源相互打擾是非常煩人的，讓每個(gè)游客戴上耳機(jī)又會(huì)效率太低。這種情況下，用音頻聚光燈來(lái)把聲音集中在展品正前方的觀眾身上，似乎是唯一正確的解決方案。

今天我們?cè)诤芏鄧?guó)際知名博物館和展覽館中，都可以見(jiàn)到holosonics的音頻聚光燈設(shè)備，在國(guó)內(nèi)也有很多博物館使用了類(lèi)似技術(shù)，比如去年剛剛開(kāi)館的湖南省博物館新館。

但僅僅在博物館里玩，似乎也不是長(zhǎng)久之計(jì)。音頻聚光燈目前主要希望推動(dòng)的客戶(hù)是超市。在大型賣(mài)場(chǎng)中，每天都要在不同區(qū)域播放不同的打折信息。但這些聲音顯然會(huì)相互干擾，如果把音頻聚光燈安裝在特定區(qū)域的天花板上，就可以?xún)H僅針對(duì)很小區(qū)域播放特定信息，甚至不同貨架前的聲音都會(huì)不同。

同樣的應(yīng)用場(chǎng)景，可能還有醫(yī)院病床、機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳，甚至公共交通系統(tǒng)中。確實(shí)這些應(yīng)用場(chǎng)景也在陸續(xù)接受音頻聚光燈這類(lèi)的技術(shù)，但對(duì)成本的擔(dān)憂還是主要阻力。目前這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品形態(tài)并不便宜，壞了也比較難修理。而且安上倆黑色方塊，也多少有點(diǎn)影響美觀。

一個(gè)潛力巨大的但很容易被我們忽略的市場(chǎng)，藏在音樂(lè)舞臺(tái)上。在比較寬敞的演出環(huán)境里，傳統(tǒng)揚(yáng)聲器由于空間太大導(dǎo)致波長(zhǎng)散亂，很容易丟失聲音強(qiáng)度，而且會(huì)造成距離音箱設(shè)備近的觀眾音量太大的問(wèn)題。在音頻聚光燈下，這些矛盾很容易解決。因?yàn)槠淇梢蚤L(zhǎng)距離投擲聲波，所以觀眾聽(tīng)到樂(lè)器聲等聲音的質(zhì)量會(huì)更加出色。多角度安裝音頻聚光燈之后，整個(gè)演出的聽(tīng)眾體驗(yàn)可以有效提升。

尤其值得注意的是，在大型場(chǎng)地中安裝揚(yáng)聲器設(shè)備本來(lái)就造價(jià)不菲。所以，音頻聚光燈的成本壓力也就并不顯得嚴(yán)重了。

而作為普通消費(fèi)者，大概最關(guān)心的問(wèn)題并不是音頻聚光燈在公共場(chǎng)景中如何使用，而是這東西到底能不能搬回家里，讓我打游戲看電影的時(shí)候爽一爽？

確實(shí)holosonics和不少同行都表示，他們的終極目標(biāo)是淘汰掉那個(gè)被稱(chēng)為“耳機(jī)”東西。

真能取代耳機(jī)？醞釀消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的困擾

其實(shí)在今天，無(wú)論是音頻聚光燈的家用音箱版，還是其他同類(lèi)公司的音箱產(chǎn)品，都已經(jīng)把定向音頻技術(shù)給縮小化，并且支持用戶(hù)帶回家。

比如2016年holosonics就推出了弧面音箱，可以讓用戶(hù)在家中體驗(yàn)定向聲音。

但類(lèi)似產(chǎn)品卻并沒(méi)有獲得充分的市場(chǎng)認(rèn)可。首先還是因?yàn)樘F，一個(gè)這樣的音箱要數(shù)百美金，但給用戶(hù)帶來(lái)的實(shí)際價(jià)值卻并不充分。而且縮減版的音頻聚光燈，由于音箱材質(zhì)和體積都進(jìn)行了縮水，導(dǎo)致無(wú)法有效解決聲音衍射問(wèn)題，會(huì)有漏音、音波雜亂等情況出現(xiàn)，體驗(yàn)并不足以說(shuō)服市場(chǎng)，更遑論替代耳機(jī)。

而這個(gè)行業(yè)另一個(gè)解決方案，是搭配電視墻的“大個(gè)”音箱。類(lèi)似產(chǎn)品在形態(tài)和規(guī)格上都跟展覽館用的差不多，只是尺寸略小了一號(hào)。

但問(wèn)題也來(lái)了，看電視的時(shí)候真的需要我旁邊的家人聽(tīng)不見(jiàn)電視聲音嗎？至少這很難說(shuō)是一個(gè)剛性需求，需要花費(fèi)一筆購(gòu)置費(fèi)和安裝費(fèi)來(lái)解決，而且開(kāi)啟了之后人必須坐在特定角度看電視，其實(shí)有點(diǎn)違反人性。

另一個(gè)“電視音響+音頻聚光燈”的問(wèn)題是，如果你家客廳不夠大的話，音波會(huì)在你背后的墻上形成反彈。這樣體驗(yàn)也不會(huì)很好。

綜合來(lái)看，技術(shù)成本和場(chǎng)景限制，都讓定向音頻技術(shù)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)變成了奢望。在今天更多購(gòu)買(mǎi)類(lèi)似產(chǎn)品的用戶(hù)，還僅僅是因?yàn)樗鼔蚩幔瑝蚝诳萍?。但僅僅酷，是很難打動(dòng)大眾的。

或許真正能讓定向音頻走入百姓家，需要的是聲音傳輸不只能限定方向，還可以隨著我們的移動(dòng)讓聲音來(lái)跟隨移動(dòng)，用聲音把用戶(hù)包裹起來(lái)。今天在很多聲音實(shí)驗(yàn)室中都有類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，基本解決方案是不同的定向音頻輸出設(shè)備同時(shí)工作，分別傳聲和抵消聲音。這需要房屋中有大量傳感系統(tǒng)，還需要AI來(lái)估算聲音和人的結(jié)合模型。

顯然，想做到徹底不用耳機(jī)單獨(dú)聽(tīng)到聲音，還是非常非常遙遠(yuǎn)的一件事。

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