在金庸小說《天龍八部》里，段延慶運(yùn)用內(nèi)力將聲音傳到虛竹耳中，幫助他破解珍瓏棋局，而周圍的人卻沒有察覺，這門武功被稱為‘傳音入密’。

著名科幻作家阿瑟·克拉克曾說，任何足夠先進(jìn)的科技，都與魔法無異。如今‘傳音入密’這一神功也已經(jīng)可以通過科技實(shí)現(xiàn)。

最近以色列一家科技公司 Noveto 就發(fā)布了一款新產(chǎn)品，能隔空將音頻定向傳輸給特定用戶，其他人則聽不見，就像戴上了一個無形的 AirPods。

想象一下，當(dāng)你在地鐵上看劇時外放音樂、在深夜看球里可以將音量調(diào)到最大，卻不會打擾別人，自己也能聽得清清楚楚，那么耳機(jī)似乎也沒什么用了。

沒錯，這項技術(shù)的終極目標(biāo)，就是取代耳機(jī)。讓耳機(jī)從有線走向無線后，直接邁入‘無形’的階段。

這到底是什么黑科技，真的有那么神嗎？

無耳機(jī)傳輸音樂，到底是什么？

Noveto 發(fā)布的設(shè)備叫做 SoundBeamer 1.0 ，外形和一個普通的音響沒什么不同，之所以可以無需耳機(jī)就能定向傳播音頻，是基于一項新的音頻技術(shù)‘sound beaming’（聲音光束）。

所謂‘聲音光束’，可以看作將聲音的當(dāng)做手電筒的光一樣定向發(fā)射出去。 SoundBeamer 1.0 通過內(nèi)置的 3D 感應(yīng)模塊定位和跟蹤用戶耳朵的位置，在耳朵周圍形成一個‘聲音口袋’，并通過超聲波來傳輸音頻信息。

因此用戶就算不用佩戴耳機(jī)也能聽到 360 度的環(huán)繞聲，而旁邊的用戶則聽不到。而當(dāng)用戶的頭部移動時，聲音也能自動‘跟隨’，但這個跟隨的有效范圍是多大 Noveto 沒有透露。

這個技術(shù)很容易讓人想起 iOS 14 上更新的空間音頻功能，蘋果的這個功能其實(shí)也是通過定向音頻濾波在 AirPods Pro 上模擬環(huán)繞音效，并依靠陀螺儀來感應(yīng)頭部的移動，實(shí)時跟蹤和同步各個方向的聲場。

不一樣的是，‘空間音頻’需要依托于 AirPods Pro 這樣的可穿戴設(shè)備，而 SoundBeamer 則距離用戶更遠(yuǎn)，雖然兩者都內(nèi)置了數(shù)字信號處理和芯片組，但后者跟蹤和調(diào)整聲音信號的難度顯然更高。

目前 Noveto 對于這款設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)沒有太詳細(xì)的介紹，不過卻在線演示了 SoundBeamer 的部分功能。

在其中一個演示場景中，一位工作人員用 SoundBeamer 傳輸音頻在玩一款槍戰(zhàn)游戲，而另外一邊的同事則聽不到游戲中的聲音。

其實(shí)早在 2018 年，Noveto 就曾向媒體展示類似的原型產(chǎn)品，據(jù)當(dāng)時體驗過這款產(chǎn)品的 CNBC 記者介紹，當(dāng)普通音頻切換到 Noveto 的技術(shù)后，就像擁有了一個私人影院。

Noveto 的揚(yáng)聲器通過攝像頭跟蹤我的頭部運(yùn)動，將聲音傳到我的耳中。我和身旁的 Wallace 交談時，我能聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的音頻，而 Wallace 卻聽不到。

而 SoundBeamer 1.0 則是 Noveto 正式發(fā)布的第一款產(chǎn)品，Noveto 首席執(zhí)行官 Christophe Ramstein 認(rèn)為，SoundBeamer 在音頻產(chǎn)品體驗上的革新，可以和 iPod 相提并論。

據(jù)悉這款產(chǎn)品將在明年的圣誕節(jié)前上市，屆時設(shè)備的體積將比現(xiàn)在更小。按照 Noveto 設(shè)想。未來除了推出這種定向傳輸音頻的自由品牌產(chǎn)品，還會將技術(shù)授權(quán)給第三方硬件，讓更多設(shè)備支持這項技術(shù)。

看起來似乎能對這款產(chǎn)品喊一聲‘Amazing’，但鑒于這款產(chǎn)品還沒正式發(fā)售，只有演示的 demo，不免讓人對其產(chǎn)生一些疑問，畢竟在音響和耳機(jī)市場，此前似乎還沒出現(xiàn)成熟應(yīng)用這種技術(shù)的消費(fèi)級產(chǎn)品。

不過也無法斷定這又是一款 PPT 產(chǎn)品，因為這背后的技術(shù)其實(shí)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，不少產(chǎn)品也已經(jīng)在一些行業(yè)中開始了商用。

黑科技背后的技術(shù)，可能比你還老得多

Noveto 研發(fā)的‘sound beaming’技術(shù)，是聲頻定向傳播技術(shù)的一種，又被稱為‘定向聲技術(shù)’，簡單來說就是讓原本在空氣中向四周發(fā)散聲音朝著固定方向傳播。

目前定向聲技術(shù)主要通過三種方式實(shí)現(xiàn)，即聚音罩技術(shù)、揚(yáng)聲器陣列技術(shù)和基于超聲波聲頻定向傳播，而 Noveto 所用的則是第三種。

不過這里有一個問題，人耳能聽到的聲音頻率是 20Hz – 20KHz，是聽不到超聲波的，那怎么要超聲波傳輸音頻信號并讓目標(biāo)用戶聽到呢？

這里需要引用一個叫做‘非線性傳播’的概念，可如果要講清楚這項技術(shù)可能要一篇論文了。你只需要知道，當(dāng)超聲波信號發(fā)射到空氣中，就會發(fā)生某種作用而產(chǎn)生新的頻率。

因此只要讓這個新的頻率落在人耳可以聽到的范圍就可以了，而比起我們平時能聽到的聲音頻率，超聲波信號更容易調(diào)制方向，這些特點(diǎn)也讓超聲波成為了定向聲技術(shù)的一個理想載體。

而且為了進(jìn)一步提升聲音定向傳播的效果，在不需要聲音的方向會用無數(shù)超聲波單體抵消掉聲音，而在特定的方向上讓波形疊加以增強(qiáng)聲音信號，有點(diǎn)類似主動降噪耳機(jī)的工作原理。

而超聲波空氣中非線性傳播的自解調(diào)效應(yīng)，則早在上世紀(jì) 60 年代就被研究者發(fā)現(xiàn)，到了 80 年代已經(jīng)有人開始研發(fā)基于這種定向聲技術(shù)的揚(yáng)聲器設(shè)備。

至于另外兩種定向聲技術(shù)方案，聚音罩技術(shù)需要在一個半球形的罩子才能體驗，而揚(yáng)聲器陣列技術(shù)需要用到大量的高頻喇叭，無論是傳輸效果還是可靠性都不如基于超聲波的定向聲技術(shù)。

這項技術(shù)也填補(bǔ)了聲學(xué)領(lǐng)域的一大空白，被不少業(yè)內(nèi)人士視為重要的技術(shù)變革。從這個角度看，前文 Noveto 敢將自家產(chǎn)品的創(chuàng)新與 iPod 相提并論，至少是有一些理論支撐的。

美軍驅(qū)逐艦，廣場舞大媽，都用上了這項技術(shù)

不過這項技術(shù)正在走進(jìn)大眾視野則要到 21 世紀(jì)，而在推動這項技術(shù)成熟商用的人中，Joseph Pompei 是不得不提的一個。

早在 1998 年，麻省理工學(xué)院的 MIT Media Lab 就啟動了對于定向聲技術(shù)的研究，并給這項技術(shù)取了一個形象的名字 ——Audio Spotlight（聲音聚光燈），并在 2010 宣布研發(fā)成功。

于是在 2012 年 MIT Media Lab 開始和一家叫 holosonics 的公司合作，將這項技術(shù)推向商業(yè)化。而 Joseph Pompei 正是這家公司的創(chuàng)始人，同時他也是‘聲音聚光燈’的主要開發(fā)者之一。

值得一提的是， Joseph Pompei 可謂是聲學(xué)領(lǐng)域難得一見的天才。年僅 16 歲就成為美國最大的音效制造商 Bose 史上最年輕的聲學(xué)工程師。

2018 年‘聲音聚光燈’技術(shù)的用戶就超過了 100 萬，當(dāng)中博物館等展館占了很大一部分。這些場館可以向不同的展區(qū)傳輸不一樣的介紹音頻，而不相互干擾。

而超市也是‘聲音聚光燈’的目標(biāo)用戶，主要用于在不同區(qū)域播放各種折扣優(yōu)惠信息。當(dāng)你走在商場，耳邊突然傳來一個渾厚的男聲：‘OMG，買它！’不知道你能不能接受呢？

另外這項技術(shù)還有望用來解決廣場舞擾民的問題，前幾年浙江就有一個小區(qū)居民無法忍受廣場舞大媽高音喇叭的聲音，集資 26 萬買了一個‘遠(yuǎn)程定向強(qiáng)聲擴(kuò)音系統(tǒng)’對著廣場舞大媽播放。

這樣‘以噪制噪’的方式不可取，但如果將廣場舞大媽可以使用基于定向聲技術(shù)的揚(yáng)聲器播放音樂，讓音樂集中在某個固定區(qū)域，就能大大降低對周邊居民的騷擾。

目前國內(nèi)也已經(jīng)有些創(chuàng)業(yè)公司在研發(fā)類似的產(chǎn)品，比如今年完成數(shù)千萬元 A+輪融資的‘清聽聲學(xué)’，在 2017 年就推出基于定向聲技術(shù)的智慧廣場舞系統(tǒng)，并在蘇州開展試點(diǎn)應(yīng)用。

另外定向聲技術(shù)還能變成一種武器應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，也就是定向聲波武器。美國的國民警衛(wèi)隊曾用 LRAD 定向聲波驅(qū)散器來驅(qū)趕聚集人群，海軍也常用這種設(shè)備來對目標(biāo)船只進(jìn)行驅(qū)逐和警告。

而在科幻電影《無敵浩克》中，美軍用了強(qiáng)度更高的定向聲波武器來對付綠巨人，一度震得綠巨人無法招架。

可以看到，目前定向聲技術(shù)的商用領(lǐng)域集中在行業(yè)端的大型揚(yáng)聲器設(shè)備，面向普通消費(fèi)者的產(chǎn)品非常少，其中價格和便攜性都是不小的障礙，此外 C 端和 B 端的用戶需求也有很大不同

取代耳機(jī)？不是沒可能，但不容易

在定向聲技術(shù)的領(lǐng)域，設(shè)備的微型化已經(jīng)是國內(nèi)外研究的一個主要方向。而設(shè)備的小型化則是邁向消費(fèi)級產(chǎn)品不可或缺的一步，畢竟如果要抱著個大音響才能實(shí)現(xiàn)定向音頻，那為什么不戴一個耳機(jī)呢？

前面 Noveto 展示的設(shè)備的便攜性雖然也不如手機(jī)，但已經(jīng)比之前的產(chǎn)品體積小了許多。

此外三星也曾在 CES 2018 發(fā)布過一款號稱‘全球最小定向音響’的概念產(chǎn)品 SRay，售價約為 209 美元，雖然沒有正式推出市場，但這大概就是定向聲技術(shù)消費(fèi)級產(chǎn)品比較的理想形態(tài)。

可以看到，目前定向聲技術(shù)的商用領(lǐng)域集中在行業(yè)端的大型揚(yáng)聲器設(shè)備，面向普通消費(fèi)者的產(chǎn)品非常少，其中價格和便攜性都是不小的障礙，此外 C 端和 B 端的用戶需求也有很大不同

取代耳機(jī)？不是沒可能，但不容易

在定向聲技術(shù)的領(lǐng)域，設(shè)備的微型化已經(jīng)是國內(nèi)外研究的一個主要方向。而設(shè)備的小型化則是邁向消費(fèi)級產(chǎn)品不可或缺的一步，畢竟如果要抱著個大音響才能實(shí)現(xiàn)定向音頻，那為什么不戴一個耳機(jī)呢？

前面 Noveto 展示的設(shè)備的便攜性雖然也不如手機(jī)，但已經(jīng)比之前的產(chǎn)品體積小了許多。

此外三星也曾在 CES 2018 發(fā)布過一款號稱‘全球最小定向音響’的概念產(chǎn)品 SRay，售價約為 209 美元，雖然沒有正式推出市場，但這大概就是定向聲技術(shù)消費(fèi)級產(chǎn)品比較的理想形態(tài)。

如果定向聲技術(shù)真的想誕生出足以取代耳機(jī)的產(chǎn)品，除了要能成熟應(yīng)用在便攜的小型設(shè)備上，也要保證音質(zhì)的體驗，同時價格不能過高，這里面還有太多的技術(shù)難題需要解決。

不過這并不妨礙我們暢想這種技術(shù)在未來的應(yīng)用，除了可能替代耳機(jī)，還可能誕生一種新的交互界面。

蘋果曾申請過一項叫做‘便攜式媒體設(shè)備設(shè)計的定向音頻技術(shù)’的專利，設(shè)備在用戶周圍發(fā)出的定向音頻形成一個‘聲音界面’，從而進(jìn)行非視覺的交互，就像是基于聲音的多點(diǎn)觸控。

我們在此前一篇文章提到，AirPods 革新了耳機(jī)交互，讓人與設(shè)備的交互更接近馬克·維瑟（Mark·Weiser）構(gòu)想中的‘普適計算’。

普適計算旨在打造一個‘無處不在、無時不在且不可見’的計算環(huán)境，用戶在不覺察的自然情況中與設(shè)備進(jìn)行交互。

如果說佩戴 AirPods 已經(jīng)在很多場景讓人‘無感’，那么‘無形’的定向聲技術(shù)是否則更加契合普適計算的愿景呢？

這一天是否真的會到來，不妨拭目以待。

責(zé)任編輯：haq