AirPods之后,未来的耳机可能是无
在金庸小说《天龙八部》里，段延庆运用内力将声音传到虚竹耳中，帮助他破解珍珑棋局，而周围的人却没有察觉，这门武功被称为「传音入密」。
▲图片来自：《天龙八部》
著名科幻作家阿瑟·克拉克曾说，任何足够先进的科技，都与魔法无异。如今「传音入密」这一神功也已经可以通过科技实现。
最近以色列一家科技公司Noveto就发布了一款新产品，能隔空将音频定向传输给特定用户，其他人则听不见，就像戴上了一个无形的AirPods。
想象一下，当你在地铁上看剧时外放音乐、在深夜看球里可以将音量调到最大，却不会打扰别人，自己也能听得清清楚楚，那么耳机似乎也没什么用了。
没错，这项技术的终极目标，就是取代耳机。让耳机从有线走向无线后，直接迈入「无形」的阶段。
这到底是什么黑科技，真的有那么神吗？
无耳机传输音乐，到底是什么？
Noveto发布的设备叫做SoundBeamer1.0，外形和一个普通的音响没什么不同，之所以可以无需耳机就能定向传播音频，是基于一项新的音频技术「soundbeaming」（声音光束）。
所谓「声音光束」，可以看作将声音的当做手电筒的光一样定向发射出去。SoundBeamer1.0通过内置的3D感应模块定位和跟踪用户耳朵的位置，在耳朵周围形成一个「声音口袋」，并通过超声波来传输音频信息。
因此用户就算不用佩戴耳机也能听到度的环绕声，而旁边的用户则听不到。而当用户的头部移动时，声音也能自动「跟随」，但这个跟随的有效范围是多大Noveto没有透露。
这个技术很容易让人想起iOS14上更新的空间音频功能，苹果的这个功能其实也是通过定向音频滤波在AirPodsPro上模拟环绕音效，并依靠陀螺仪来感应头部的移动，实时跟踪和同步各个方向的声场。
不一样的是，「空间音频」需要依托于AirPodsPro这样的可穿戴设备，而SoundBeamer则距离用户更远，虽然两者都内置了数字信号处理和芯片组，但后者跟踪和调整声音信号的难度显然更高。
目前Noveto对于这款设备内部结构和核心技术没有太详细的介绍，不过却在线演示了SoundBeamer的部分功能。
在其中一个演示场景中，一位工作人员用SoundBeamer传输音频在玩一款枪战游戏，而另外一边的同事则听不到游戏中的声音。
其实早在年，Noveto就曾向媒体展示类似的原型产品，据当时体验过这款产品的CNBC记者介绍，当普通音频切换到Noveto的技术后，就像拥有了一个私人影院。
Noveto的扬声器通过摄像头跟踪我的头部运动，将声音传到我的耳中。我和身旁的Wallace交谈时，我能听到扬声器发出的音频，而Wallace却听不到。
而SoundBeamer1.0则是Noveto正式发布的第一款产品，Noveto首席执行官ChristopheRamstein认为，SoundBeamer在音频产品体验上的革新，可以和iPod相提并论。
据悉这款产品将在明年的圣诞节前上市，届时设备的体积将比现在更小。按照Noveto设想。未来除了推出这种定向传输音频的自由品牌产品，还会将技术授权给第三方硬件，让更多设备支持这项技术。
看起来似乎能对这款产品喊一声「Amazing」，但鉴于这款产品还没正式发售，只有演示的demo，不免让人对其产生一些疑问，毕竟在音响和耳机市场，此前似乎还没出现成熟应用这种技术的消费级产品。
不过也无法断定这又是一款PPT产品，因为这背后的技术其实已经发展了几十年，不少产品也已经在一些行业中开始了商用。
黑科技背后的技术，可能比你还老得多
Noveto研发的「soundbeaming」技术，是声频定向传播技术的一种，又被称为「定向声技术」，简单来说就是让原本在空气中向四周发散声音朝着固定方向传播。
目前定向声技术主要通过三种方式实现，即聚音罩技术、扬声器阵列技术和基于超声波声频定向传播，而Noveto所用的则是第三种。
不过这里有一个问题，人耳能听到的声音频率是20Hz-20KHz，是听不到超声波的，那怎么要超声波传输音频信号并让目标用户听到呢？
这里需要引用一个叫做「非线性传播」的概念，可如果要讲清楚这项技术可能要一篇论文了。你只需要知道，当超声波信号发射到空气中，就会发生某种作用而产生新的频率。
因此只要让这个新的频率落在人耳可以听到的范围就可以了，而比起我们平时能听到的声音频率，超声波信号更容易调制方向，这些特点也让超声波成为了定向声技术的一个理想载体。
而且为了进一步提升声音定向传播的效果，在不需要声音的方向会用无数超声波单体抵消掉声音，而在特定的方向上让波形叠加以增强声音信号，有点类似主动降噪耳机的工作原理。
▲基于定向声技术，一个客厅内播放不同音频却可以互不干扰.
而超声波空气中非线性传播的自解调效应，则早在上世纪60年代就被研究者发现，到了80年代已经有人开始研发基于这种定向声技术的扬声器设备。
至于另外两种定向声技术方案，聚音罩技术需要在一个半球形的罩子才能体验，而扬声器阵列技术需要用到大量的高频喇叭，无论是传输效果还是可靠性都不如基于超声波的定向声技术。
这项技术也填补了声学领域的一大空白，被不少业内人士视为重要的技术变革。从这个角度看，前文Noveto敢将自家产品的创新与iPod相提并论，至少是有一些理论支撑的。
美军驱逐舰，广场舞大妈，都用上了这项技术
不过这项技术正在走进大众视野则要到21世纪，而在推动这项技术成熟商用的人中，JosephPompei是不得不提的一个。
早在年，麻省理工学院的MITMediaLab就启动了对于定向声技术的研究，并给这项技术取了一个形象的名字——AudioSpotlight（声音聚光灯），并在宣布研发成功。
于是在年MITMediaLab开始和一家叫holosonics的公司合作，将这项技术推向商业化。而JosephPompei正是这家公司的创始人，同时他也是「声音聚光灯」的主要开发者之一。
值得一提的是，JosephPompei可谓是声学领域难得一见的天才。年仅16岁就成为美国最大的音效制造商Bose史上最年轻的声学工程师。
年「声音聚光灯」技术的用户就超过了万，当中博物馆等展馆占了很大一部分。这些场馆可以向不同的展区传输不一样的介绍音频，而不相互干扰。
而超市也是「声音聚光灯」的目标用户，主要用于在不同区域播放各种折扣优惠信息。当你走在商场，耳边突然传来一个浑厚的男声：「OMG，买它！」不知道你能不能接受呢？
另外这项技术还有望用来解决广场舞扰民的问题，前几年浙江就有一个小区居民无法忍受广场舞大妈高音喇叭的声音，集资26万买了一个「远程定向强声扩音系统」对着广场舞大妈播放。
这样「以噪制噪」的方式不可取，但如果将广场舞大妈可以使用基于定向声技术的扬声器播放音乐，让音乐集中在某个固定区域，就能大大降低对周边居民的骚扰。
目前国内也已经有些创业公司在研发类似的产品，比如今年完成数千万元A+轮融资的「清听声学」，在年就推出基于定向声技术的智慧广场舞系统，并在苏州开展试点应用。
▲智慧广场舞系统的定向扬声器.
另外定向声技术还能变成一种武器应用在军事领域，也就是定向声波武器。美国的国民警卫队曾用LRAD定向声波驱散器来驱赶聚集人群，海军也常用这种设备来对目标船只进行驱逐和警告。
而在科幻电影《无敌浩克》中，美军用了强度更高的定向声波武器来对付绿巨人，一度震得绿巨人无法招架。
可以看到，目前定向声技术的商用领域集中在行业端的大型扬声器设备，面向普通消费者的产品非常少，其中价格和便携性都是不小的障碍，此外C端和B端的用户需求也有很大不同
取代耳机？不是没可能，但不容易
在定向声技术的领域，设备的微型化已经是国内外研究的一个主要方向。而设备的小型化则是迈向消费级产品不可或缺的一步，毕竟如果要抱着个大音响才能实现定向音频，那为什么不戴一个耳机呢？
前面Noveto展示的设备的便携性虽然也不如手机，但已经比之前的产品体积小了许多。
此外三星也曾在CES发布过一款号称「全球最小定向音响」的概念产品SRay，售价约为美元，虽然没有正式推出市场，但这大概就是定向声技术消费级产品比较的理想形态。
基本研发类似产品的厂商，都或多或少提过一个宏大的目标：最终能取代掉「耳机」。但显然没那么容易，目前这个目标还遥不可及。
除了体积和价格，定向扬声器的音质比起传统音响设备差了不是一点半点，其中低音是最大的短板，这也是目前声音定向传播必须付出的代价。
这在博物馆、超市、军用等领域问题不大，但在影视、音乐、游戏等娱乐场景，用户对音质的要求则高得多，年也推出过家用的定向声产品，但消费者并不买单。
如果定向声技术真的想诞生出足以取代耳机的产品，除了要能成熟应用在便携的小型设备上，也要保证音质的体验，同时价格不能过高，这里面还有太多的技术难题需要解决。
不过这并不妨碍我们畅想这种技术在未来的应用，除了可能替代耳机，还可能诞生一种新的交互界面。
苹果曾申请过一项叫做「便携式媒体设备设计的定向音频技术」的专利，设备在用户周围发出的定向音频形成一个「声音界面」，从而进行非视觉的交互，就像是基于声音的多点触控。
我们在此前一篇文章提到，AirPods革新了耳机交互，让人与设备的交互更接近马克·维瑟（Mark·Weiser）构想中的「普适计算」。
普适计算旨在打造一个「无处不在、无时不在且不可见」的计算环境，用户在不觉察的自然情况中与设备进行交互。
如果说佩戴AirPods已经在很多场景让人「无感」，那么「无形」的定向声技术是否则更加契合普适计算的愿景呢？
这一天是否真的会到来，不妨拭目以待。
题图来自：NewsBBT
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