科技版「傳音入密」：音頻聚光燈現在怎麼樣了？

圖片來源：視覺中國

武俠文化里，除了輕功和內力之外，最著名的一個奇思妙想大概要屬「傳音入密」。這手功夫的意思是說，武林高手可以用獨特的方法發出聲音，只讓特定的某個人聽到，其他人則完全蒙在鼓裡。一般在主角臨危之時得到高人指點，都是靠這招來推動情節的。

筆者曾經研究過，「傳音入密」在清末民初的武俠小說里基本是種「魔法」，需要靠符咒和口訣來實現。到了金庸這裡已經進行了一定程度的「科學化」，比如《神鵰俠侶》里的「千里傳音」是靠深厚內功來驅動的。

把幻想一點點科學起來，最終變成現實，大概是人類發展史中的主線任務。到了21世紀，同在一個房間里卻能聽見不同房間的「傳音入密」終於誕生了，也就是所謂的定向音頻技術。這項技術其實並不算多麼新穎，在我們的生活里也偶爾能看見，但好像一直沒有成為消費電子中的常態。否則的話，打遊戲的時候不用戴耳機，一邊聽著特震撼的音效，一邊還能監控著家長來了趕緊關電腦，豈不是美滋滋？

在技術成熟到商業運用之間，定向傳播聲音的音頻技術到底碰到了什麼問題？或許我們可以從麻省理工大學媒體實驗室研發的著名技術「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

說到縱橫江湖三十幾年的麻省理工媒體實驗室，在科技圈可謂久負盛名的「黑科技工廠」。這個什麼都研究、什麼都能鼓搗出來的神秘地方，已經在悄然間改變了我們的生活。比如智能手機中觸屏控制的很多技術解決方案都來自那裡，而他們研發的點子墨水技術，直接造出來了亞馬遜的kindle。

但在音頻領域，MIT媒體實驗室黑科技的代表作之一——音頻聚光燈，似乎沒有享受到前兩項技術的關注與掌聲。

早在1998年，MIT媒體實驗室就啟動了對定向傳聲技術的探索。研究人員利用超聲波的直線發射性，將聲音約束在一束很窄的通道中。從而達到讓聲音朝著某一方向傳播，其他方向的人卻聽不到的效果。但人類其實是無法聽到超聲波的，所以接下來研究者又開發了系列微型揚聲器技術，從而在空氣中扭曲超聲波達到讓人聽到的效果。

這種技術被MIT起了一個非常形象的名字：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域。經過十多年的研究，到2010年音頻聚光燈技術宣告研製成功。與其他定向音頻技術相比，MIT的技術傳聲更加精準，傳輸效果也更強。在超市、遊樂園等喧鬧環境中進行聲音定向輸出的測試中，音頻聚光燈被普遍認為是目前完成度最高的同類技術。

2012年，隨著這項技術的創始人由學而商，音頻聚光燈也開始了它的商業化之路。但問題也就來了，為什麼六年都過去了，這種名副其實的黑科技我們卻依舊沒有感受到呢？

音頻聚焦技術的應用場景與產業現狀

目前音頻聚光燈技術，正在美國被一家名叫holosonics的公司進行商業化推廣。公司的創始人約瑟夫·龐貝博士（Joseph Pompei）同時也是音頻聚光燈技術的主要開發者，這很符合MIT媒體實驗室一貫的實用主義風格。但有意思的是，約瑟夫·龐貝並不僅僅是走了象牙塔到創業公司這條路，而是年少時就已經在音頻產業里成名：16歲就成為了音箱巨頭Bose的史上最年輕聲學工程師——這大概就是所謂天生為某產業準備的人吧。

到目前為止，音頻聚光燈的商業化也不能說不順暢，只是很難與電子墨水等「同窗」相提並論。到今天，音頻聚光燈技術已經被超過100萬家客戶使用，但如果仔細看一下客戶名單就會發現，使用這項技術大部分是在博物館和展覽館。

當然，音頻聚光燈可謂天生就是給博物館準備的。展品前播放音頻介紹是一種非常常見的策展手段，但在展品比較多的情況下，多個音頻源相互打擾是非常煩人的，讓每個遊客戴上耳機又會效率太低。這種情況下，用音頻聚光燈來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。

今天我們在很多國際知名博物館和展覽館中，都可以見到holosonics的音頻聚光燈設備，在國內也有很多博物館使用了類似技術，比如去年剛剛開館的湖南省博物館新館。

但僅僅在博物館裡玩，似乎也不是長久之計。音頻聚光燈目前主要希望推動的客戶是超市。在大型賣場中，每天都要在不同區域播放不同的打折信息。但這些聲音顯然會相互干擾，如果把音頻聚光燈安裝在特定區域的天花板上，就可以僅僅針對很小區域播放特定信息，甚至不同貨架前的聲音都會不同。

同樣的應用場景，可能還有醫院病床、機場候機廳，甚至公共交通系統中。確實這些應用場景也在陸續接受音頻聚光燈這類的技術，但對成本的擔憂還是主要阻力。目前這項技術的產品形態並不便宜，壞了也比較難修理。而且安上倆黑色方塊，也多少有點影響美觀。

一個潛力巨大的但很容易被我們忽略的市場，藏在音樂舞台上。在比較寬敞的演出環境里，傳統揚聲器由於空間太大導致波長散亂，很容易丟失聲音強度，而且會造成距離音箱設備近的觀眾音量太大的問題。在音頻聚光燈下，這些矛盾很容易解決。因為其可以長距離投擲聲波，所以觀眾聽到樂器聲等聲音的質量會更加出色。多角度安裝音頻聚光燈之後，整個演出的聽眾體驗可以有效提升。

尤其值得注意的是，在大型場地中安裝揚聲器設備本來就造價不菲。所以，音頻聚光燈的成本壓力也就並不顯得嚴重了。

而作為普通消費者，大概最關心的問題並不是音頻聚光燈在公共場景中如何使用，而是這東西到底能不能搬回家裡，讓我打遊戲看電影的時候爽一爽？

確實holosonics和不少同行都表示，他們的終極目標是淘汰掉那個被稱為「耳機」東西。

真能取代耳機？醞釀消費級產品的困擾

其實在今天，無論是音頻聚光燈的家用音箱版，還是其他同類公司的音箱產品，都已經把定向音頻技術給縮小化，並且支持用戶帶回家。

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

但類似產品卻並沒有獲得充分的市場認可。首先還是因為太貴，一個這樣的音箱要數百美金，但給用戶帶來的實際價值卻並不充分。而且縮減版的音頻聚光燈，由於音箱材質和體積都進行了縮水，導致無法有效解決聲音衍射問題，會有漏音、音波雜亂等情況出現，體驗並不足以說服市場，更遑論替代耳機。

而這個行業另一個解決方案，是搭配電視牆的「大個」音箱。類似產品在形態和規格上都跟展覽館用的差不多，只是尺寸略小了一號。

但問題也來了，看電視的時候真的需要我旁邊的家人聽不見電視聲音嗎？至少這很難說是一個剛性需求，需要花費一筆購置費和安裝費來解決，而且開啟了之後人必須坐在特定角度看電視，其實有點違反人性。

另一個「電視音響+音頻聚光燈」的問題是，如果你家客廳不夠大的話，音波會在你背後的牆上形成反彈。這樣體驗也不會很好。

綜合來看，技術成本和場景限制，都讓定向音頻技術走進千家萬戶變成了奢望。在今天更多購買類似產品的用戶，還僅僅是因為它夠酷，夠黑科技。但僅僅酷，是很難打動大眾的。

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讓聲音來跟隨移動，用聲音把用戶包裹起來。今天在很多聲音實驗室中都有類似實驗，基本解決方案是不同的定向音頻輸出設備同時工作，分別傳聲和抵消聲音。這需要房屋中有大量感測系統，還需要AI來估算聲音和人的結合模型。

顯然，想做到徹底不用耳機單獨聽到聲音，還是非常非常遙遠的一件事。

更多精彩內容，關注鈦媒體微信號（ID：taimeiti），或者下載鈦媒體App

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！