在WWDC 20全球開發(fā)者大會(huì)上，蘋果除了對五大系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行了升級(jí)外，AirPods Pro也引入了一項(xiàng)新功能——空間音頻，同時(shí)還支持蘋果設(shè)備之間的無縫切換。

　　AirPods Pro可以在不同蘋果設(shè)備之間進(jìn)行無縫切換，這個(gè)功能沒啥好講的，主要是傳輸協(xié)議的問題，這里我們將重點(diǎn)放在空間音頻這項(xiàng)技術(shù)上。

　　AirPods Pro的空間音頻是什么鬼?

　　首先，我們先要了解什么是空間音頻?空間音頻也稱為環(huán)繞音頻，這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)已經(jīng)發(fā)展了多年，大到影劇院劇場，小到自家客廳，都有它的身影。此次蘋果在AirPods Pro中加入了空間音頻功能，其原理是通過定向音頻過濾器，對雙耳耳廓的聲場進(jìn)行檢測。

　　因?yàn)槊總�(gè)人的耳廓形狀都有所不同，聲波通過TWS傳到雙耳時(shí)，會(huì)被不同形狀的耳廓回彈形成不同的回響共振，同時(shí)過濾掉某些聲音。

　　蘋果在iOS 14中加入了新的算法，可以實(shí)現(xiàn)對每只耳朵所接受的頻率進(jìn)行微調(diào)，以此來呈現(xiàn)出全場景的虛擬聲場和環(huán)繞音效果。

　　按照蘋果官方的說法，AirPods Pro的空間音頻支持5.1聲道和7.1聲道，以及杜比全景聲。5.1聲道指的是左主聲道、中置聲道、右主聲道、左環(huán)繞聲道、右環(huán)繞聲道，外加一個(gè)低音聲道。相比5.1聲道，7.1聲道多了兩個(gè)環(huán)繞聲道。以上這些聲道均支持空間音頻。

　　想要實(shí)現(xiàn)真正的環(huán)繞聲，單靠算法和聲源是不夠的，還需要考慮耳機(jī)與固定聲源之間的差異性。因?yàn)楫?dāng)你在體驗(yàn)環(huán)境聲時(shí)，聲源是固定的，隨著你位置的變化，人耳所聽到環(huán)境聲也是不一樣的。

　　因此，蘋果通過AirPods Pro內(nèi)置的加速傳感器和陀螺儀，對佩戴者的頭部進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。當(dāng)頭部移動(dòng)時(shí)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計(jì)算，以便佩戴者聽到的環(huán)境音效與最初的效果一致。

　　值得一提的是，除了可以對佩戴者的頭部實(shí)時(shí)追蹤外，AirPods Pro的傳感器還能夠追蹤頭部和設(shè)備之間的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并且支持?jǐn)?shù)據(jù)對比，以確保用戶在乘坐地鐵或公交遭遇到緊急剎車的狀況時(shí)，環(huán)繞音效不會(huì)中斷。

　　環(huán)繞音頻索尼也在做!

　　其實(shí)，蘋果不是第一家將空間音頻技術(shù)引入耳機(jī)的科技公司。去年CES 2019展會(huì)上，索尼就展示了基于空間音頻技術(shù)打造的360 Reality Audio空間聲學(xué)音頻格式。

　　360 Reality Audio通過在人耳里創(chuàng)建多個(gè)虛擬揚(yáng)聲器，營造了一個(gè)環(huán)形聲場，讓佩戴者可以沉浸在音樂的世界，仿佛親臨現(xiàn)場，可以感受到各種聲源的方位、距離、角度，從而使得聲音變得更加飽滿和立體。

　　隨后，在IFA 2019展會(huì)上，索尼打通了兩款A(yù)pp對360 Reality Audio的支持，分別是Sony Headphones Connect和索尼精選Hi-Res音樂。

　　索尼官方頁面顯示，如果你想要體驗(yàn)360 Reality Audio，就必須下載Sony Headphones Connect App，當(dāng)耳機(jī)與手機(jī)的藍(lán)牙連接成功后，該App會(huì)拍攝人耳的照片并進(jìn)行分析，然而系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提供適合佩戴者的最佳音域。

　　其次是下載和注冊索尼精選Hi-Res音樂，App首頁有360 Reality Audio的分區(qū)。需要注意的是，該分區(qū)只有4首免費(fèi)試聽360 Reality Audio的曲目，用戶想要聽到更多則需升級(jí)至Plus會(huì)員。

　　就目前來看，索尼和蘋果實(shí)現(xiàn)空間音頻的思路完全不一樣，前者是做了一個(gè)新的音頻格式，后者只是將現(xiàn)有的技術(shù)引入到AirPods。現(xiàn)在還不清楚蘋果是否會(huì)像索尼那樣，推出類似的空間音頻音樂服務(wù)，與索尼相比，蘋果獲取空間音頻聆聽體驗(yàn)的門檻要更低，畢竟AirPods Pro支持的是5.1和7.1聲道，而非新的音頻格式。

　　此外，雖然索尼的360 Reality Audio很黑科技，但是并沒有做到像AirPods Pro那樣在頭部移動(dòng)下的環(huán)繞聲定位。

　　蘋果很難打破空間音頻技術(shù)的天花板

　　盡管空間音頻不是什么新技術(shù)，但是蘋果卻讓我們明白了原來TWS耳機(jī)也可以獲得更加真實(shí)的聆聽體驗(yàn)。

　　不過有一說一，AirPods Pro引入空間音頻技術(shù)，蘋果或許可以做到業(yè)內(nèi)頂尖水準(zhǔn)，但很難打破現(xiàn)有消費(fèi)類耳機(jī)虛擬聲場技術(shù)的瓶頸。原因很簡單，AirPods Pro的硬件還不夠強(qiáng)大。

　　在解釋原因之前，我們需要先了解兩個(gè)基本概念。

　　1.什么是聲源定位?

　　我們平時(shí)說的“聲場”是人們對聲音空間感知的集合，包括寬度、縱深感、空間感、方向感和包圍感。而這些指標(biāo)基本上都涵蓋在心理聲學(xué)的概念中。

　　現(xiàn)實(shí)生活中，我們聽到的聲音是存在距離和方向的，同時(shí)聲源本身也存在一定的寬度。這些因素組合在一起便是我們聽到的聲源定位。

　　2.現(xiàn)實(shí)生活中有哪些影響聲源定位的因素?

　　以架子鼓為例，當(dāng)鼓手敲擊鼓時(shí)，鼓會(huì)發(fā)出的聲音會(huì)向四周均勻傳播，但最先到達(dá)人耳的聲音是由鼓到人耳的直線距離，因?yàn)閮牲c(diǎn)之間直線最短。這種現(xiàn)象在聲學(xué)中被稱為直達(dá)聲。

　　與此同時(shí)，其他方向傳播的聲音會(huì)經(jīng)過一次反射后陸續(xù)達(dá)到人耳，這些聲音的總和被稱為早期反射聲。不過，也有很多聲音會(huì)經(jīng)過多次反射才會(huì)傳到人耳，這類聲音的總和則被稱為混響，而早期反射聲和混響的總和統(tǒng)稱為反射聲。

　　簡單點(diǎn)來講，人們的聽覺系統(tǒng)可以感知空間的大小，這種感知能力取決于反射聲。而我們之所以能夠通過耳朵來辨別聲音的方向，除了分別傳入我們左右耳的直達(dá)聲的強(qiáng)度和時(shí)間差外，還與直達(dá)聲入射角度和早期反射聲的入射角度有關(guān)，也就是所謂的耳廓效應(yīng)。

　　當(dāng)人們的頭部的位置發(fā)生變化時(shí)，人耳所接受到的聲音就又不一樣了。基于人耳的聽覺特性，耳機(jī)虛擬聲場不僅需要模擬左右耳的聲音差異，還有模擬反射聲和反射聲在左右耳的差異，同時(shí)做到實(shí)時(shí)跟蹤頭部位置并計(jì)算。

　　AirPods Pro雖然配備了陀螺儀和加速傳感器，以此來實(shí)時(shí)跟蹤頭部并對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，但是實(shí)際效果還有待驗(yàn)證，因?yàn)樗�并沒有捕捉具體聽音者HRTF(頭相關(guān)變換函數(shù))的傳感器。

　　另外，現(xiàn)實(shí)生活中反射聲存在無數(shù)路徑和可能性，同時(shí)每一條反射聲還要結(jié)合人頭部的實(shí)時(shí)位置和角度進(jìn)行計(jì)算，這一過程的復(fù)雜程度可想而知，計(jì)算量肯定是非常龐大的，而且計(jì)算量會(huì)隨著精度呈幾何級(jí)增長。

　　這就好比英偉達(dá)在2018年發(fā)布的光線追蹤技術(shù)一樣，該技術(shù)需要很強(qiáng)大的算力，除RTX20系列顯卡外，其他顯卡幾乎全部陣亡，而且首批支持光追的游戲表現(xiàn)也不是太好，未達(dá)到預(yù)期效果，理想和現(xiàn)實(shí)存在一定的差距。

　　說白了，AirPods Pro本身的芯片算力，想要真正模擬現(xiàn)實(shí)生活中的反射聲可能只是杯水車薪，就算是iPhone的A13芯片也不一定能擔(dān)此重任。

　　因此，AirPods Pro的空間音頻想要打破技術(shù)瓶頸，難度確實(shí)不小。

　　總結(jié)

　　空間音頻的應(yīng)用場景還是挺廣泛的，例如VR領(lǐng)域，在2016年的Google I/O大會(huì)上，Google VR團(tuán)隊(duì)發(fā)布了支持空間音頻的VR SDK，同時(shí)分享了如何打造一款VR全景聲。此次AirPods Pro上引入空間音頻技術(shù)，是否可以理解為蘋果在為Apple AR/VR混合眼鏡鋪路呢?

　　AI算法+傳感器技術(shù)，AirPdos Pro可以解鎖更多的新功能和交互體驗(yàn)，空間音頻或許只是一個(gè)開端，下一代AirPods可能會(huì)有更多驚喜。據(jù)外媒DigiTimes報(bào)道，蘋果正在考慮為新一代AirPods Pro帶來重大升級(jí)，比如在未來1-2年內(nèi)集成光傳感器，并加入一些健康檢測功能。

　　總的來說，蘋果通過引入現(xiàn)有的技術(shù)，讓我們看到了AirPods Pro更多的可能性，同時(shí)挑起了用戶對下一代AirPods Pro的興趣，真可謂是“一箭雙雕”了吧。