來(lái)源：愛范兒
吸引力不足。
對(duì)于 AirPods 3，我身邊不少 AirPods 老用戶都給出了這樣的評(píng)價(jià)。但作為真無(wú)線耳機(jī)領(lǐng)域的標(biāo)桿產(chǎn)品之一，它依然具備極強(qiáng)的影響力，天風(fēng)國(guó)際分析師郭明錤就在最近的報(bào)告中給出了 AirPods 的 2021 年第四季度預(yù)估銷量：2700 萬(wàn)臺(tái)。
一個(gè)足夠震撼的數(shù)字。
這顯然離不開新品 AirPods 3 的推動(dòng)，在一整條產(chǎn)品線中，蘋果精準(zhǔn)地為 AirPods 3 設(shè)計(jì)了一個(gè)位置，比上一代更強(qiáng)、外觀更新鮮，又比 AirPods Pro 缺少一個(gè)殺手級(jí)功能——降噪。
哪怕是漸進(jìn)式創(chuàng)新，要滿足標(biāo)桿產(chǎn)品的評(píng)價(jià)也是一件不容易的事，最近外媒 What HiFi 就采訪了蘋果聲學(xué)副總裁 Gary Geaves，揭秘了 AirPods 3 背后的設(shè)計(jì)故事。
讓所有人「聽」起來(lái)一樣
佩戴舒適感，一直是 AirPods 體驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵詞，蘋果也很重視，從最初的 EarPods 有線耳機(jī)就調(diào)研了數(shù)百人，采集耳道、耳廓等信息，試圖讓耳機(jī)能更貼合的同時(shí)，擁有更好的佩戴舒適感。
這一體驗(yàn)特性很好地繼承到了 AirPods 3 當(dāng)中，半入耳式的結(jié)構(gòu)佩戴起來(lái)異物感更低，同時(shí)也能很好的卡住耳廓，我們?cè)谠u(píng)測(cè)中也提到了多次運(yùn)動(dòng)后，也沒(méi)能把耳機(jī)甩下來(lái)。
佩戴體驗(yàn)可以依靠調(diào)查和研究不斷優(yōu)化，向一致的舒適感前進(jìn)，那音質(zhì)呢？
每個(gè)人的耳廓結(jié)構(gòu)都不是完全一樣的，這意味著不同人聽到的聲音可能會(huì)不一樣，「尤其是低音」，Gary Geaves 著重強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。
對(duì)于 AirPods 這樣一款保有量上億的產(chǎn)品系列而言，體驗(yàn)的一致性很重要。AirPods 3 極小的身材為這件事增加了難度，電池、芯片主板等都占據(jù)了不小的空間。
Gary Geaves 團(tuán)隊(duì)最終給出的解決方法是「自適應(yīng)均衡」，即在耳機(jī)內(nèi)部添加一個(gè)內(nèi)向式麥克風(fēng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)P聲器播放的音樂(lè)。一旦檢測(cè)出播放內(nèi)容因耳朵結(jié)構(gòu)、佩戴方式產(chǎn)生了變化，耳機(jī)就會(huì)音樂(lè)做出調(diào)整。
這樣一來(lái)，低音部分能正確播放，也能避免每個(gè)人不同耳朵結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響，提供一致的音樂(lè)播放體驗(yàn)。
AirPods 3 的另一個(gè)特色功能是空間音頻，讓音樂(lè)具備了一定程度的空間感，無(wú)論你的頭怎么轉(zhuǎn)，你所聽到的聲音，都會(huì)像從 iPhone 傳來(lái)。
和普通音樂(lè)播放一樣，空間音頻同樣會(huì)受人體結(jié)構(gòu)影響，Gary Geaves 說(shuō)到：
耳朵的形狀、頭部的寬度，在某種程度上，面部特征的位置，甚至頭部的形狀，都意味著每個(gè)人聽到的聲音都不一樣。
為此 Gary Geaves 團(tuán)隊(duì)調(diào)研了數(shù)千人，試圖創(chuàng)建一個(gè)最接近所有人的感知反應(yīng)模型。要讓空間音頻聽起來(lái)自然且具備真實(shí)感，難度不小，需要考慮的東西非常多。
比如虛擬揚(yáng)聲器的位置，它離佩戴者有多遠(yuǎn)，揚(yáng)聲器的角度等等，虛擬空間是模擬教堂還是個(gè)人房間，這兩者的區(qū)別在于空間大小和內(nèi)部陳設(shè)，前者顯然更大更空曠，后者大量個(gè)人物品堆砌往往導(dǎo)致空間更小。
這些都會(huì)影響聲音空間感的體現(xiàn)，空間音頻并不是簡(jiǎn)單的聲音衰減或延后播放。
Geaves 舉了一個(gè)很直觀的例子，在 Apple TV 上觀看電影時(shí)，與在 iPhone 上觀看時(shí)相比，虛擬揚(yáng)聲器的位置離你更遠(yuǎn)。顯然這更符合我們?nèi)粘Ｓ^影的習(xí)慣，手機(jī)更近、電視更遠(yuǎn)。
空間音頻背后，全新定制的放大器發(fā)揮了不小作用，讓 AirPods 3 擁有了高動(dòng)態(tài)范圍和極低的延遲，配合 H1 芯片強(qiáng)悍的算力，不斷識(shí)別調(diào)整音樂(lè)，讓每個(gè)人都能獲得幾近一致的聽感。
AirPods 3 拆解. 圖源：iFixit
要在輕盈的無(wú)線耳機(jī)中做到這些可不容易，用 Geaves 的話就是沒(méi)有現(xiàn)成的組件，AirPods 3 是基本上使用定制組件從頭開始構(gòu)建了，包括極低失真的揚(yáng)聲器、低音端口、全新的定制放大器等元器件。
計(jì)算音頻的目標(biāo)
初代 AirPods 發(fā)布時(shí)，隨身輕便、佩戴感舒適、低延遲等特性為它贏得了認(rèn)可，從群嘲反轉(zhuǎn)走向追捧，如今 AirPods 則走向了計(jì)算音頻，蘋果以此建立更好的體驗(yàn)和技術(shù)壁壘。
剛剛提到的自適應(yīng)均衡、空間音頻功能背后都有著計(jì)算音頻的身影，AirPods 3 內(nèi)部的內(nèi)向式麥克風(fēng)就像是一顆傳感器不斷收集播放數(shù)據(jù)，而 H1 芯片就像是大腦，處理數(shù)據(jù)并做出反饋，最終調(diào)整耳機(jī)輸出正確的聲音。
HRTF
談及空間音頻時(shí)，Geaves 提到了一個(gè)數(shù)據(jù)概念 HRTF（頭部相關(guān)傳遞函數(shù)），這是用于描述聲音向雙耳傳輸過(guò)程的概念，將人體頭部、耳道和軀干對(duì)聲音傳播的影響數(shù)據(jù)化，不同人的 HRTF 參數(shù)是不一樣。
正是基于數(shù)千人 HRTF 的調(diào)研，Geaves 團(tuán)隊(duì)才能推導(dǎo)出一個(gè)具備相對(duì)普適性的 HRTF 模型，在輔以 H1 芯片和軟件算法，判定環(huán)境和位置，最終讓音樂(lè)具備空間感。
整個(gè)產(chǎn)品線定位最高的 AirPods Max 用上了 18 顆傳感器，用以收集數(shù)據(jù)，空間音頻、自適應(yīng)均衡、降噪功能，這些特色功能背后都有著 H1 芯片支持，一首歌從 AirPods 中播放需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、芯片處理、算法反饋等一系列過(guò)程，你聽到的音樂(lè)經(jīng)過(guò)「計(jì)算」處理。
那么，誰(shuí)來(lái)決定「正確」的音樂(lè)是什么樣？
采訪中，Geaves 提到了團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)：我們尊重音樂(lè)及其可能產(chǎn)生的情感影響，也希望提供這種自然體驗(yàn)。
作為帶有特定規(guī)律的聲音媒介，音樂(lè)能帶動(dòng)情緒、引發(fā)回憶、在你我的大腦中創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)特別的畫面，不同的旋律表達(dá)帶來(lái)的情緒體驗(yàn)是不一樣的，這和歌手以及創(chuàng)作者們的獨(dú)特表達(dá)有關(guān)。
大量的數(shù)據(jù)為 Geaves 所領(lǐng)導(dǎo)的聲學(xué)團(tuán)隊(duì)提供了數(shù)據(jù)依靠，將音樂(lè)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字，工程師、調(diào)音師們共同調(diào)整，團(tuán)隊(duì)還將和音樂(lè)創(chuàng)作者建立聯(lián)系，以保證音樂(lè)經(jīng)過(guò)各種計(jì)算之后，仍然符合作者的音樂(lè)表達(dá)。
計(jì)算音頻試圖將音樂(lè)數(shù)字化，以各式各樣的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，但它最終呈現(xiàn)的目標(biāo)仍然是符合音樂(lè)最初的模樣以及作者們的音樂(lè)表達(dá)。
AirPods 的下一步？
未來(lái) AirPods 會(huì)走向何方，包括知名分析師郭明錤在內(nèi)，多位曾成功預(yù)測(cè)蘋果產(chǎn)品的預(yù)測(cè)者均提出了兩個(gè)方向，無(wú)損音樂(lè)和健康監(jiān)測(cè)。
從現(xiàn)在的情況來(lái)看，健康方面的功能還比較遙遠(yuǎn)，盡管蘋果稱 AirPods 3 中的皮膚傳感器可以檢測(cè)出人體皮膚，但至今它的主要作用還是保證入耳檢測(cè)正常運(yùn)行，讓耳機(jī)可以認(rèn)出耳朵，取下停止播放，戴上后自動(dòng)播放音樂(lè)。
無(wú)損音樂(lè)方面則已經(jīng)初顯端倪，Apple Music 在 2021 年添加了無(wú)損音樂(lè)支持，根據(jù) 9To5Mac 的報(bào)道，蘋果似乎已經(jīng)達(dá)成了 9000 萬(wàn)無(wú)損音樂(lè)曲庫(kù)的目標(biāo)。
目前包括 AirPods Max 在內(nèi)的整條 AirPods 產(chǎn)品線都無(wú)法直接體驗(yàn) Apple Music 中的無(wú)損音樂(lè)，相比普通音樂(lè)，CD 級(jí)別的無(wú)損音樂(lè)記錄著更多的信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)更大，同一時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就更多，藍(lán)牙帶寬無(wú)法負(fù)載這么高的數(shù)據(jù)量。
藍(lán)牙技術(shù)主要是為了保證短途通信、中小型數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，通用性和低功耗是它的主要特質(zhì)之一，這也是 AirPods 3 能保證 6 小時(shí)音樂(lè)播放時(shí)間續(xù)航的原因之一。
為此，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（SIG）特別制定了多項(xiàng)規(guī)范，其中負(fù)責(zé)藍(lán)牙音頻傳輸?shù)?A2DP 規(guī)范要求藍(lán)牙傳輸功率要在 768 kbps 以內(nèi)，而一般 CD 級(jí)別的無(wú)損音樂(lè)要求傳輸速率要求在 1400kbps 左右，兩者差距巨大。
高傳輸速率往往也意味著高功耗，即便有藍(lán)牙耳機(jī)支持 1400kbps 的無(wú)損音樂(lè)傳輸，但續(xù)航只有 1 個(gè)多小時(shí)，恐怕也沒(méi)有多少消費(fèi)者愿意買賬。
既然規(guī)范不可超越，那么就從傳輸上下手，其實(shí) A2DP 規(guī)范支持多種藍(lán)牙編碼方式，最常見的 SBC，作為一個(gè)傳統(tǒng)編碼方式，其音質(zhì)表現(xiàn)一般，但好在通用性極高，絕大部分藍(lán)牙設(shè)備都支持。
更先進(jìn)的編碼方式是提高音質(zhì)的方法之一，比如在藍(lán)牙 5.2 協(xié)議中，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟添加了一項(xiàng)名為 LC3 的藍(lán)牙編碼格式，提升音質(zhì)的同時(shí)也保證了小容量，LC3 實(shí)現(xiàn)和 SBC 藍(lán)牙編碼方式一樣的音質(zhì)，傳輸速率要求卻只有 SBC 的一半。
想知道自己是不是金耳朵？點(diǎn)擊這里試聽 LC3 編碼和 SBC 編碼音樂(lè)對(duì)比. 圖片來(lái)自：藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟
高通推出 aptx 藍(lán)牙編碼協(xié)議發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個(gè)大家族，aptX HD、aptX-adaptive 等等不同規(guī)格版本，前者最高傳輸速率達(dá)到了 576kbps。最近高通還推出了無(wú)損級(jí)別的 aptx lossless 技術(shù)，宣稱其能達(dá)到 CD 級(jí)別的音樂(lè)體驗(yàn)，不過(guò)相關(guān)細(xì)節(jié)仍然有待公布。
aptx lossless . 圖片來(lái)自：高通
蘋果采用的 AAC 格式，其最大傳輸速率為 256kbps，仍然有不小的上升空間，功耗和音質(zhì)仍然需要找到一個(gè)互相平衡的點(diǎn)。
在采訪的最后，Geaves 也表示藍(lán)牙傳輸帶寬限制了 AirPods 的發(fā)揮，空間音頻同樣擁有更多的音樂(lè)信息，對(duì)此蘋果聲學(xué)團(tuán)隊(duì)只能小心翼翼的在規(guī)范內(nèi)調(diào)整，保證空間音頻可以正常運(yùn)行。
至于未來(lái)蘋果會(huì)不會(huì)和高通一樣創(chuàng)建新的藍(lán)牙編碼方式，繞過(guò)藍(lán)牙傳輸?shù)南拗疲珿eaves 沒(méi)有明確回答，也許這得等到下一代 AirPods 發(fā)布，答案才能公布。
