作者: MIKE HOUSHOLDER，xMEMS 營(yíng)銷(xiāo)和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁
所有關(guān)于高分辨率音樂(lè )傳輸和無(wú)損音頻或空間音頻格式的討論都為時(shí)過(guò)早。很少有人能分辨出其中的區別——除非他們通過(guò)高分辨率、固態(tài)揚聲器聆聽(tīng)。
Neil Young在給David Letterman展示音樂(lè )播放器PonoPlayer的時(shí)候，他發(fā)現了一些道理。2012年，這位傳奇的創(chuàng )作型歌手對壓縮的“有損”MP3音頻感到失望。他希望創(chuàng )建一個(gè)平臺，可以播放無(wú)損高分辨率(Hi-Res)的音樂(lè )，忠實(shí)于原始錄音。他不僅支持高分辨率的數字內容，而且還擁有忠實(shí)播放這些內容的硬件——專(zhuān)門(mén)為該任務(wù)設計的設備。他知道，硬件對體驗非常重要。
Young專(zhuān)注于數字播放鏈。當時(shí)他還無(wú)法想象一種新的揚聲器技術(shù)的可能性。
然而，從那以后的幾年里，高清音頻的廣泛采用是由軟件驅動(dòng)的——新的流媒體服務(wù)，新的音頻格式。這是個(gè)本末倒置的錯誤。PonoPlayer音樂(lè )播放器從未廣泛流行起來(lái)，但它仍然是創(chuàng )新的硬件，結合軟件，最終將為大眾提供無(wú)損的高分辨率音頻體驗。
事實(shí)是，很少有人能分辨出今天的標準數字音樂(lè )和公司高價(jià)出售的高清音樂(lè )之間的區別。除非他們通過(guò)高分辨率硬件來(lái)聆聽(tīng)高分辨率音樂(lè )。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)高分辨率揚聲器。
我們是如何實(shí)現的
Mike Housholder，xMEMS 營(yíng)銷(xiāo)和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁
20世紀90年代，當音樂(lè )傳輸走向數字化時(shí)，消費者選擇的是便利性(MP3)，而不是音質(zhì)。誰(shuí)能怪他們呢？他們可以快速下載專(zhuān)輯；將它們裝入小型便攜式播放器；通過(guò)各種各樣令人眼花繚亂的移動(dòng)設備來(lái)收聽(tīng)，包括小型無(wú)線(xiàn)揚聲器和多功能的無(wú)線(xiàn)耳機。
數字文件必須經(jīng)過(guò)壓縮才能在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸，有效地存儲在設備上，并以無(wú)線(xiàn)方式傳輸到耳機上。是的，流媒體音頻有助于解決存儲問(wèn)題，但事實(shí)并非如此，為任何消費模式壓縮數字音樂(lè )都意味著(zhù)失去藝術(shù)家在錄音中精心設計的許多細節——聲音、細微差別、樂(lè )器。
但有些人注意到了其中的差異，例如Neil Young�，F在，許多其他人也注意到了這一點(diǎn)。人們對高質(zhì)量音頻有了新的需求。根據高通公司2023年的聲音狀況報告，70%的消費者表示他們正在尋求高于mp3質(zhì)量的音頻，高于前一年的61%。此外，其他跡象表明，高質(zhì)量音頻發(fā)展勢頭強勁。
最近，黑膠唱片的銷(xiāo)量已經(jīng)超過(guò)了CD。觀(guān)察人士表示，這種轉變在一定程度上是由于懷舊情緒和消費者對黑膠唱片“溫暖”聲音的喜愛(ài)，但有一部分原因則是黑膠唱片能夠傳達更多音樂(lè )細節的能力。作為一種模擬媒體，黑膠不需要數字采樣——這個(gè)過(guò)程會(huì )削弱原始聲音。(有人曾引用Young的話(huà)說(shuō):“Steve Jobs是數字技術(shù)的先驅?zhuān)丶液舐?tīng)的是黑膠唱片�！�)
為了滿(mǎn)足數字媒體對質(zhì)量的要求，行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用高分辨率音頻，數字內容以更高的頻率采樣以保持保真度，并以更大的位深捕捉更多細節。問(wèn)題是，消費者通過(guò)獨立的或內置在耳機中的揚聲器來(lái)收聽(tīng)高清音頻，然而揚聲器根本跟不上。它們無(wú)法準確地呈現出高分辨率的內容，因為這種揚聲器的設計方式已經(jīng)存在100多年了。
聆聽(tīng)高分辨率音頻和普通音頻之間的區別
這種內容和傳輸機制之間的脫節可以追溯到高清視頻的曙光。當高清內容出現時(shí)，再加上可以為消費者播放的應用程序和服務(wù)，這無(wú)關(guān)緊要，因為早期的用戶(hù)試圖在非高清電視上觀(guān)看高清內容。最近，當亞馬遜(Amazon)等公司首次推出超高清(4K)視頻內容目錄時(shí)，大多數人只能在普通高清電視上觀(guān)看，從而錯過(guò)了4K像素所能顯示的所有視覺(jué)細節。
Cowell模組（圖片來(lái)源：xMEMS）
同樣的事情也發(fā)生在高分辨率音頻上。自從亞馬遜、蘋(píng)果和Tidal等新興音樂(lè )服務(wù)公司開(kāi)始提供高分辨率音頻服務(wù)(有時(shí)比他們的標準服務(wù)收費更高)以來(lái)，公眾就開(kāi)始懷疑這是否值得溢價(jià)。研究人員甚至嘗試確定普通消費者是否能分辨出普通音樂(lè )和高分辨率音樂(lè )的區別，發(fā)現“區分標準質(zhì)量音頻和高分辨率音頻的能力很小，但具有統計學(xué)意義�！�
事實(shí)上，據估計，大約只有5%的消費者能聽(tīng)出其中的區別。但是，如果他們通過(guò)能夠更忠實(shí)地呈現音樂(lè )的揚聲器來(lái)聆聽(tīng)高分辨率音樂(lè )呢？有跡象表明，大多數人都能聽(tīng)到他們錯過(guò)的細節。
絕大多數人都是通過(guò)頭戴式耳機和耳塞聽(tīng)音樂(lè )的。在2015年音頻工程協(xié)會(huì )的一次會(huì )議上，甚至有報道稱(chēng)，85%的人在家中使用耳機聽(tīng)音樂(lè )，而不是在旅途中。所有這些耳機中的微型揚聲器都基于傳統架構，包括線(xiàn)圈、磁鐵和塑料振膜。這種架構不僅沒(méi)有足夠的高性能來(lái)呈現高采樣率、高分辨率的音頻，而且也不夠穩定，無(wú)法可靠、忠實(shí)地完成這些工作。
為了讓所有人都能感受到高分辨率音頻，應該通過(guò)專(zhuān)門(mén)為所需保真度而設計的固態(tài)硅基微型揚聲器來(lái)播放音頻。
專(zhuān)為高分辨率而設計的固態(tài)揚聲器
Montara Plus耳機（圖片來(lái)源：xMEMS）
這種固態(tài)音頻器件并不是什么新鮮事。這種轉變始于2007年左右，當時(shí)作為固態(tài)微機電系統(MEMS)設計的麥克風(fēng)只占市場(chǎng)的5%。而到2022年，這一比例增長(cháng)為72%。xMEMS的工程師們正在引領(lǐng)揚聲器器件的類(lèi)似轉變。
通過(guò)使用薄膜壓電技術(shù)(將電能轉換為機械能的材料)作為揚聲器的致動(dòng)器，取代線(xiàn)圈和磁鐵，加上硅作為揚聲器振膜，取代常用的塑料或紙振膜，xMEMS工程師已經(jīng)在芯片上首次創(chuàng )造了一種固態(tài)揚聲器，其尺寸和重量?jì)H為類(lèi)似線(xiàn)圈揚聲器的一小部分。
固態(tài)揚聲器有幾個(gè)關(guān)鍵特性，使其能夠獨特地呈現高分辨率音樂(lè )。首先，它們的機械速度比線(xiàn)圈揚聲器快，響應速度是傳統架構的150倍。這對于能夠呈現高比特率至關(guān)重要，因此聽(tīng)眾可以真正聽(tīng)到原始錄音的增強細節，清晰度和樂(lè )器分離度。
它們還可以最大限度地減少相移，相移是不同振幅的不同聲波組合的結果。這會(huì )改變音頻。傳統的揚聲器架構容易發(fā)生180度的相移，使聲音染色，使其不那么自然。固態(tài)揚聲器具有平坦相位(不超過(guò)2度)的能力，從而忠實(shí)地再現原始音頻。
Cowell（圖片來(lái)源：xMEMS）
此外，由于固態(tài)揚聲器是通過(guò)半導體工藝制造的，因此它們在揚聲器之間表現出高度的相位一致性。當你把一個(gè)固態(tài)揚聲器放在左耳塞里，另一個(gè)放在右耳塞里，它們的相位會(huì )完美匹配，以實(shí)現最大的清晰度。
最后，固態(tài)揚聲器不會(huì )出現分割振動(dòng)，當揚聲器振膜被推到極限時(shí)就會(huì )發(fā)生這種失真。硅膜片的硬度是紙質(zhì)或塑料膜片的95倍，因此能更好地保持其形狀，產(chǎn)生清晰、細膩的聲音。為了享受高清內容的清晰度，通過(guò)專(zhuān)為清晰度設計的揚聲器進(jìn)行聆聽(tīng)是很重要的。
最終，xMEMS工程師發(fā)現，基于數百名xMEMS耳塞聽(tīng)眾的反饋，固態(tài)高分辨率揚聲器可以改善感知的音頻質(zhì)量。有證據表明，至少有80%的人使用固態(tài)MEMS揚聲器耳機時(shí)可以聽(tīng)到最喜歡的歌曲中的細節，以前在通過(guò)帶有傳統線(xiàn)圈揚聲器的耳塞收聽(tīng)時(shí)卻沒(méi)有注意到。雖然它們的設計特點(diǎn)非常適合從高分辨率音頻中獲得最大的效果，但固態(tài)揚聲器也可以改善標準音樂(lè )的體驗，以及新興格式，如空間音頻。
Neil Young表示，他想“拯救我過(guò)去50年來(lái)一直在實(shí)踐的藝術(shù)形式”。他當時(shí)不知道的是，揚聲器的創(chuàng )新將是關(guān)鍵。要求更好聽(tīng)的內容是一個(gè)開(kāi)始。固態(tài)揚聲器標志著(zhù)涅槃。 |
