首款耳機誕生于1881年 當時主要是為了通訊使用。經過了三十多年的發展 真正意義上的第一款用于音樂的耳機Nathaniel Baldwin于1910年誕生。隨后的幾十年內 耳機外觀形態和功能配置逐漸提升 1937年第一款動圈式耳機誕生 1958年立體聲耳機誕生 耳機音質音效開始有了普遍的提升。

2000年 BOSE 推出的首款商用降噪耳機再次擴展了耳機產品的功能。2008年以后 藍牙技術的發展 藍牙A2DP協議開始普及 為無線材束縛的藍牙耳機發展開始鋪路 直到2016年蘋果AirPods的發布 迅速引爆了市場 引領耳機開始進入無線化時代。

從1910年首款真正意義上的耳機誕生 經過百年的發展 到目前我們習以為常的TWS真無線耳機、頸掛藍牙耳機、頭戴藍牙耳機等各種形態 主動降噪、空間音頻、佩戴檢測、觸控操作等各種功能 耳機的使用體驗在不斷地優化 逐漸成為了人手必備的產品 豐富人們的日常生活。

2020年12月8日晚 如2019年的蘋果 AirPods Pro 一樣突然 蘋果首款頭戴耳機AirPods Max 直接上架官網 在外觀上 重構了耳機頭梁結構 采用不銹鋼框架搭配穹網設計；配置上搭載Apple H1芯片 支持主動降噪、佩戴檢測、自適應均衡音效以及空間音頻功能等。

此次蘋果 AirPods Max 的發布不但重構了頭戴耳機設計 配置上更是成為頭戴耳機集大成者。今天我們就從頭戴耳機外觀、藍牙技術、佩戴檢測、主動降噪、觸控操作、空間音頻6個方面來談談頭戴耳機目前的發展狀況。

一、頭戴耳機外觀

從第一款耳機Nathaniel Baldwin我們可以發現 頭戴耳機經過了百年的發展 其基礎結構未發生太大變化 但在佩戴舒適度以及外觀結構的功能性上在不斷完善。頭戴耳機從基礎的結構上增加了頭墊耳罩結構 并采用更親膚的材質和柔軟的材料填充 有效的降低長時間佩戴的夾耳感和壓頭感。

耳罩結構

在耳罩設計上目前主流產品均已采用包耳式的佩戴方式 這種耳罩設計相較于壓耳式耳罩能夠更有效的封閉耳道 降低外部雜音的干擾和漏音情況。但也有耳機普遍體積較大 夏天佩戴悶熱的情況。

此次蘋果AirPods Max頭戴耳機同樣采用了包耳式的耳罩設計 并通過磁吸的方式與耳機固定。在材質的選擇上 外層采用了特制的網面織物 官方介紹聽音樂時猶如躺在柔軟的枕頭上。佩戴舒適度還要等我愛音頻網購買的產品到貨后才能詳細了解 不過網面織物相較于目前多數采用的蛋白皮材質 在透氣性上有著很大的優勢。

壓耳式耳罩耳機相較于包耳式耳機存在著舒適度不足、漏音等問題 并且對于目前火爆的主動降噪功能 壓耳式耳罩的佩戴方式無法提供更優的降噪效果。但壓耳式耳機普遍體積較小 外觀時尚輕巧便于攜帶 夏天佩戴相較于包耳式相對更舒適。

我愛音頻網在拆解過程中還接觸到過的另外一種耳罩設計相對就比較稀少了。耳機采用了一種入耳式耳塞+包耳式耳罩相結合的方案 并分別配備了揚聲器單元分工處理不同的音頻。不過入耳式+耳罩的設計對于部分消費者來說 佩戴時可能會不太舒服 而且耳罩內側是硅膠材質 不如傳統的材質透氣。

頭梁鏈接結構

除了耳罩之外 頭梁結構的功能性上也經過了逐步完善 從我愛音頻網拆解過的眾多頭戴耳機可以發現 如索尼、魅族、BEATS等音頻廠商所推出的旗艦產品均已在外觀結構上做到了完善。

耳機頭梁結構不但能夠支持最基本的頭梁拉伸功能 還均配置有折疊、旋轉等結構 實現不同人群的個性化佩戴調節和提升便攜性能。

但也有許多廠商在頭梁鉸鏈結構上別出心裁。Bose NC700頭戴主動降噪藍牙耳機采用了一種穿插隱藏式的鏈接結構 將耳機殼左右旋轉結構與調節頭帶長短滑動結構完美結合。

蘋果AirPods Max頭戴耳機更是在頭梁框架上做了全新的設計 采用不銹鋼框架搭配緊繃的織物穹網。織物穹網有助于分散重量 減輕頭部的壓迫感 并且具有很強的透氣性；不銹鋼框架兼具強度、彈性 并采用柔軟的材料包裹 提升觸感。

結構上采用了伸縮套桿的設計 據官網介紹 伸縮套桿既能順暢延展 也能穩定在你想要的位置。懸掛系統還可實現耳罩左右旋轉 搭配伸縮套桿實現個性化佩戴調節。

2、藍牙技術演變

藍牙技術的加入可以說是耳機發展過程中的又一個重大的轉折 它有效的降低了線材對于使用耳機的束縛 并為后來出現的TWS真無線耳機的爆火奠定了基礎。

藍牙技術由1994年愛立信研發 其主要目的是取締串口數據線。后于1997年被正式命名為Bluetooth。由于藍牙技術取代了有線的輸入方式 因此對于耳機內部電路集成度和電池續航都有著很高的要求。頭戴耳機由于體積的優點 成為了其主要的搭載對象。

而后隨著藍牙技術的發展 藍牙功耗、傳輸速率、延時、連接穩定性等基礎問題不斷優化 藍牙耳機產品性能得到極大提升 優點逐漸大于缺點 正在逐步取代有線耳機的地位。

2020年藍牙技術聯盟（ Bluetooth SIG ）推出了新一代藍牙音頻技術標準——LE Audio。基于藍牙5.2標準 采用全新的 LC3 高音質、低功耗音頻解碼器；擴展了藍牙技術的應用 支持多重串流音頻、廣播音頻技術 并能夠為助聽器提供強大的支持。這也為未來的耳機功能提供了很多有趣的方向。

3、佩戴檢測功能

入耳檢測是TWS耳機快速發展中一項深受用戶喜愛的創新功能 依靠光學傳感器實現摘取自動暫停/佩戴自動播放功能 有效提升用戶使用體驗 又避免未使用時的電量消耗問題。

佩戴檢測是入耳檢測功能在頭戴藍牙耳機上的應用 我愛音頻網拆解中了解到的 目前佩戴檢測功能主要有三種實現方式。其中包括以索尼WH-1000XM4為代表的光學傳感器 以華為FreeBuds Studio為代表的電容式傳感器、以及光電傳感器。

索尼在最新一代的頭戴降噪藍牙耳機WH-1000XM4 上首次應用了佩戴檢測功能。通過在耳罩內做了一個較大的開孔 用來放置光學傳感器單元。這種直接在耳罩內部開孔降低防塵網布對光學傳感器影響的方式雖然實現了佩戴檢測功能 但在一定程度上犧牲掉了產品外觀的完整性和美觀。

華為FreeBuds Studio是在10月22日華為 Mate40 系列全球發布會上推出的一款頭戴藍牙耳機產品 作為華為旗下的首款產品 在外觀設計和功能配置上均下足了猛料。佩戴檢測功能上采用了電容式解決方案 通過配備大面積的電容式佩戴檢測傳感器實現更為精準的檢測效果。

另外一種光電傳感器是我愛音頻網在拆解一款神秘頭戴耳機時發現了一顆無需耳機開孔即可實現佩戴檢測功能的傳感器組。通過內部集成的紅外激光高速解碼檢測芯片、紅外激光編碼驅動發射芯片 實現精準的佩戴檢測功能。

蘋果AirPods Max同樣支持佩戴檢測功能 從蘋果官網發布的視頻可以發現 其在耳罩側邊做了開孔 推測應該采用了光學傳感器組件用于實現摘取自動暫停音樂播放 佩戴自動恢復功能。詳細配置信息還請期待我愛音頻網后續拆解報告。

4、主動降噪功能

ANC主動降噪功能是近兩年開始廣泛應用到耳機上的一項功能 為耳機的使用體驗帶來了質的飛躍。但究其歷史 頭戴降噪耳機于上世紀八九十年代就已經開始供飛行員使用 到了2000年后才逐漸出現商用降噪耳機產品。

2020年是降噪耳機開始爆發的一年 音頻廠商都在紛紛布局降噪耳機市場。我愛音頻網此前還匯總了拆解過的19款降噪頭戴藍牙耳機產品 雖然產品外觀和功能配置上有所不同 但均能帶來優異的降噪體驗。

主動降噪技術是現代耳機行業的主要技術之一。主要是通過多顆麥克風協同收集外部環境和內部耳道的聲音 搭配內置的降噪芯片 自動檢測噪音 再經內部降噪電路運算后 釋放出頻譜相同、相位相反的聲波 以此抵消掉原本的噪音 從而達到降噪的目的。

目前主流的降噪耳機大部分都采用這一技術 最大的區別是所采用的降噪芯片解決方案和算法的優化程度不同 以及對于耳機材質的使用 佩戴貼合度等導致降噪效果的差異。

但隨著人們對于降噪效果需求的提升 單純的“一刀切”的降噪效果已無法適應不同場景的需要 例如嘈雜的環境下需要高強度的降噪效果 而在相對安靜環境下這種降噪效果就會產生發悶的感受。因此 目前已有機型支持自適應降噪技術 能夠根據使用場景自動調節降噪效果 帶來更舒適的使用體驗。

蘋果AirPods Max頭戴耳機在主動降噪功能上 兩只耳機內部均搭載了Apple H1芯片 搭配8顆麥克風協同 從各個方向檢測和隔離噪音；并且支持環境音增強通透模式 能夠在需要的時候無需摘下耳機即可輕松獲取外界信息。從目前的官方介紹來看 這款產品在主動降噪上并未配備可調節檔次以及自適應降噪功能。

5、交互體驗

消費類電子產品在交互體驗上經歷了從按鍵 敲擊 觸摸 壓力感應 再到壓力和觸摸融合多個階段 我愛音頻網此前專門做過一篇壓力感應方案的文章 詳細的介紹了幾種壓力感應技術。

在耳機產品的應用上 目前壓感按鍵已經開始在TWS耳機上應用。而主流旗艦頭戴式耳機主要還是采用敲擊、觸摸的解決方案 通過單擊、雙擊、三擊、長按 上下左右滑動實現暫停播放、加減音量、上下去切換、喚醒語音助手等操作。

觸控按鍵相較于物理按鍵避免了在產品外觀上的開孔 保持了產品的一體性化 并且在盲操上也更加的方便 缺點是準確度上有所不足 并且會出現誤觸現象。因此融合了兩者優點的壓感按鍵就成為了最佳的選擇 但目前還未有適合頭戴藍牙耳機的壓感按鍵解決方案出現 靜待未來的產品。

蘋果AirPods Max頭戴耳機在交互方案也采用了物理按鍵 但相較于其他產品不同的是蘋果AirPods Max僅有兩顆按鍵實現所有的交互操作。一個為降噪模式切換鍵 一個為類似于Apple Wacth的數碼旋鈕實現調節音量、切換曲目、接聽電話以及激活語音助手等操作。

6、音效效果

第一款立體聲耳機誕生于1958年 之后隨著技術的發展環繞立體聲也被應用到了耳機之中。而近期 一種新的空間音頻技術逐漸成熟 被推到了用戶手中。這其中就包括索尼的360臨場音效、創新科技SXFI聲晰飛全息音響技術以及蘋果AirPods的空間音頻技術。

通俗來講 這三種音頻技術擁有的一個相同點就是當我們佩戴耳機聽音樂時 將我們腦內所聽到的音樂的聲音 取出來放到固定位置 使我們無論怎樣移動旋轉 你所聽到的和感受到的聲音都是來自于同一個地方 使之產生臨場的聲音體驗。而我們使用的普通耳機 你所感受到的聲音是在腦內 最多也就是在左右耳之間往返。

360 臨場音效是索尼在2020 CES 國際消費電子展上所推出的一項音頻技術 通過將演唱會現場的樂器融入到360度球形空間內 并根據確定的距離和角度信息重現于耳機的音樂中 使之感受的身臨其境的音樂體驗。

SXFI聲晰能夠捕捉到在專業演播室中高端多揚聲器系統的聽覺體驗 并通過精密的頭耳模建模過程 利用計算音頻為每個人量身定制適合的聲音 在耳機中還原大自然般真實的聲音體驗。并通過一個精致的頭部和耳部的建模過程 使用了一系列的復雜算法和密集運算 為每個用戶定制了各自的獨特音效。

空間音頻是蘋果在WWDC20全球開發者大會推出的一項功能 此前首款支持此功能的蘋果 AirPods Pro 真無線耳機已經適配應用。此次發布的蘋果AirPods Max頭戴耳機同樣支持此功能 具體使用體驗與 AirPods Pro 有什么區別還要等待產品到貨后的詳細體驗評測。

空間音頻主要是通過加入定向音頻過濾器 以及對每個耳朵所接收到的頻率進行微調 并利用加速傳感器和陀螺儀 來追蹤頭部動作 依據頭部與屏幕相對移動的動作數據來分析例如交通工具轉彎、飛機傾斜機身等使用場景 不斷地重新映射聲場位置 從而實現沉浸式的音頻體驗。

這三種音效體驗都給了我們一種全新的音頻體驗 但也同時有著使用條件苛刻的問題 還無法全面的向用戶普及。但在未來 相信這種能夠有效提升用戶體驗的音頻技術將會走進我們的生活。

總結

蘋果作為科技領域的巨頭 每一次新產品線的擴展都在預示著未來行業的發展方向。對于未來頭戴耳機領域的的影響目前還上不可知 但蘋果 AirPods Max 的發布不但在外觀上突破了目前主流旗艦產品的設計 對頭梁結構進行了重新構思 并且在功能配置上也成為集大成者 成為頭戴耳機領域新的標桿。

頭戴耳機作為傳達音樂的媒介 經過了百年的發展逐漸進入到了人們的生活之中。佩戴舒適度、續航、交互體驗等多方面的升級 主動降噪、佩戴檢測、空間音效等新功能的加入 都在有效地提升用戶的使用體驗 使之能夠便捷的享受私人空間所帶來的放松感 撫慰我們的傷心 分享我們的快樂。

此次為大家帶來的還僅是我們能夠直觀感受到的和用的功能特點 而如集成電路芯片、背后的算法等用戶無法直接感受到的配置為眾多功能提供了有力的保障。科技的進步在不斷地改變著我們的生活 享受生活 享受科技變化帶來的便利 促進我們對于美好生活的向往。最后 當然是期待更多豐富的新功能 以及優質的頭戴藍牙耳機產品能夠上市供消費者選擇。 責任編輯:tzh