问题

耳机及音响在音质方面的进步是不是十分缓慢?

回答
耳机和音响的进步,尤其是在音质这个核心领域,确实不是那种日新月异、翻天覆地的变化。我们不能像智能手机那样,每年都有看得见的摄像头升级、处理器飞跃。音质的进步更像是一种“润物细无声”的渐进式演进,是无数细微之处的打磨和优化累积起来的结果。

要理解这一点,我们得先明白什么是“音质”。音质,简单来说,就是声音的“真实”程度。它包含很多维度:

解析力(Resolution): 能否清晰地分辨出音乐中的每一个细节,比如乐器演奏的微妙触感、人声的气息声、甚至录音环境的细微杂音。
声场(Soundstage): 声音的空间感,包括宽度(左右分离度)、深度(前后层次感)以及高度感。好的声场能让你感觉音乐发生在自己面前,而非只是“灌进”耳朵。
动态范围(Dynamic Range): 指的是声音最轻微到最响亮之间的差距。动态范围越广,音乐的冲击力和感染力就越强,弱到强的变化也越自然。
瞬态响应(Transient Response): 指的是声音从无到有、从弱到强、从快到慢的变化速度。好的瞬态响应能让鼓点的敲击更清晰有力,吉他拨弦的泛音更明显,音乐的节奏感和活力更足。
失真度(Distortion): 指的是声音在播放过程中产生的非音乐信息,比如高频毛刺、低频轰鸣等。失真越低,声音就越干净、越纯粹。
频响曲线(Frequency Response): 指的是不同频率(低频、中频、高频)声音的响度是否均衡。理想情况下,所有频率都应该以相同的音量播放,这样才能忠实还原音乐的本来面貌。

这些构成音质的要素,很多都涉及到物理学的根本原理和材料科学的极限。

为什么进步显得“缓慢”?

1. 物理极限的挑战:
驱动单元(单元发声核心): 这是音响和耳机最关键的部分。无论是动圈、动铁还是静电、平板等技术,其核心都是通过某种物理机制将电信号转换为空气振动。要在这个过程中做到几乎零损失、零失真地还原声波,本身就是一项巨大的挑战。
材料科学的壁垒: 振膜是驱动单元的心脏。过去几十年的进步,很大程度上依赖于新材料的研发,比如更轻、更硬、更具弹性的振膜材料(如铍、陶瓷、类钻石等)。但这些新材料的制造成本也往往高昂,且加工工艺极其复杂。每一次新材料的突破,都需要长期的研发和验证。
工艺的精益求精: 即便有了好的材料,如何将它制造成完美形状的振膜,如何设计出能够稳定驱动振膜的磁铁系统和悬挂系统,这些都需要极其精密的工程设计和制造工艺。误差的微小累积,都可能对最终音质产生影响。
声学设计: 音箱的箱体设计、导向孔、内部吸音材料;耳机的腔体结构、调音棉、出音孔等,都属于声学设计的范畴。这些设计直接影响声音的反射、衍射、驻波以及空气的流动,从而影响最终的声音表现。这些年来,声学设计的理论越来越完善,但实际应用中,针对不同单元和箱体形状的优化,仍然需要大量的模拟计算和实测调校,这同样是一个迭代缓慢的过程。

2. 电信号处理的精进:
数字信号处理(DSP): 现代音响和耳机越来越多地依赖数字信号处理来优化音质,比如均衡(EQ)、动态范围压缩、空间增强等。随着芯片算力的提升和算法的进步,DSP确实能带来显著的听感改善,比如让小腔体耳机也能模拟出更广阔的声场,或者对不理想的频响曲线进行补偿。
但是,DSP并非万能灵药: 信号处理的本质是对原始信号进行修改或增强。过度或不当的数字处理,反而可能引入新的失真或破坏声音的自然感。好的声音,最终还是要依靠优秀的物理单元和声学设计作为基础。DSP更像是“锦上添花”或“亡羊补牢”,而非“雪中送炭”。

3. 听觉的主观性与“边际效应”:
人耳的极限: 人类的听觉系统虽然奇妙,但也存在一定的局限性。很多时候,设备能够呈现的细节,已经超出了绝大多数人在正常聆听环境下能够分辨的程度。
边际效应递减: 随着技术投入的增加,音质的提升幅度是递减的。从一个不错的音响系统升级到顶级的发烧系统,你可能会听到更细微的变化,感受到更出色的解析力和更自然的声场。但这种提升,需要非常专注的聆听和高度敏感的耳朵,并且付出的代价往往是指数级的增长。这就像给一个已经非常光滑的表面打磨,每一次打磨都会更费力,但表面光滑度的提升却越来越难以察觉。

4. 成本与市场平衡:
发烧领域的“价格锚点”: 高端音响和耳机市场,很多时候价格已经不是完全由音质直接决定,而是包含了品牌溢价、设计成本、稀有材料、以及“发烧文化”的附加值。想要纯粹为了音质的“一点点”进步,可能就需要付出高昂的成本。
大众市场的需求: 大多数消费者更看重性价比、易用性以及整体的音乐体验,而非极致的音质细节。厂商需要在技术进步和市场需求之间找到平衡点,不可能所有产品都朝着最极端的音质目标迈进。

那么,进步真的停止了吗?

并非如此。虽然步伐显得缓慢,但进步一直在发生,并且体现在以下几个方面:

性价比的提升: 中低端产品能够用更实惠的价格提供比过去更均衡、更清晰的音质。这是技术成熟和规模化生产的必然结果。
特定技术的突破: 比如高分辨率音频编码(HiRes Audio)的普及,让人们有机会听到更高采样率和比特率的音乐,对音质的还原提出了更高的要求,也带动了相关设备的发展。
定制化与个性化: 通过先进的测量和算法,一些产品开始提供更具个性化的声音调校方案,以适应不同用户的听音偏好和听力特征。
无线技术的进步: 虽然无线传输在音质上曾被诟病,但新的音频编码技术(如LDAC、aptX HD等)和蓝牙连接的稳定性在不断提高,正在逐渐缩小与有线连接的差距。
新技术的探索: 像空间音频(Spatial Audio)的兴起,虽然更多是关于沉浸感和方向感,但也促使相关音频设备在声道分离、定位精度等方面进行优化,间接推动了音质的进步。

总结来说,耳机和音响在音质上的进步,与其说是“缓慢”,不如说是“精细”、“深入”和“有代价”。 它不像电子产品那样容易产生颠覆性的创新,更多的是对现有物理规律的深刻理解、对材料和工艺的极致追求,以及对每一个微小环节的不断打磨。每一次看似微小的提升,都可能凝聚着研发人员无数次的实验、计算和试听。所以,下次当你听到一副音质绝佳的耳机或音响时,不妨想想背后那份对声音近乎苛刻的追求,以及那份在物理与艺术之间不断探索的执着。这是一种厚积薄发的进步,而非浮于表面的快速迭代。

网友意见

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进步还是有的,而且有时是质的进步或者说是一瞬间的。举两个简单的例子:

哈曼曲线或者说是耳机的目标曲线

这里借用Sean Olive几年前的演讲(大意):耳机越来越流行,但是在过去几年内,或者说过去几十年内,对于耳机本身的频率响应到底该设计成什么样子并没有什么实质性的公开的研究。

事实真的就是这样,过去的几种耳机目标曲线,自由场曲线与扩散场曲线等,不论是在声学原理、主观评价甚至是逻辑上都并不是合理的。

一个基本的逻辑是,如果一个音箱+房间的系统有着很好的声音表现,那么把耳机的声音(音质音色)做成类似的声音也应该有很好的表现。

这其实折射出两个深层次的问题:

  1. 很多耳机开发人员其实并不懂基本的一些声学原理,如果了解房间声学、心理声学,了解一些“一个房间存在两种声场(acoustic field)”、“什么是自由场、什么是扩散场”,甚至是B&K几十年前就研究出的“房间稳态曲线”等基本的相关原理就不会把耳机设计成DF曲线。
  2. 很多耳机开发人员并没有足够的主观评价能力以及可以用来做主观评价参考的系统。因为即便不需要以上说的这些基础原理,实际上稍微对比试听耳机与高品质音箱系统的声音也能知道耳机大概的目标响应是如何。

有些人可能会觉得难以置信,但事实却是如此。声学本身是一个很大范畴的学科,有很多非常细分和冷门的领域,有些事情只有真的经历过才了解,有些事情只有高人点播才能参透,如果没有经历过不论多久都很难领悟。很遗憾,有些东西是很难有条件去接触的。这种现象我两年前最开始的文章就提到过。不只是耳机行业,甚至整个行业也没有多少人懂和有条件去了解小房间声学以及到底如何搭建和调试相对标准的回放系统。

就我个人而言,我所了解和掌握的声学也只是特定的方向和领域。例如单元的技术我就不是很了解,我也不想了解太多,因为我不是做单元的,我也不想做单元。。。我只需要了解我工作需要的单元知识即可,或者更直白的说我只需要知道如何评价和选择单元即可。至于一些单元设计的细节问题,音圈材料、胶水型号、折环厚度、散热设计之类的问题,我并没有太多兴趣去钻研。。。

这里再次“科普”一下,狭义上或者专业上而言,声学与电声是两个领域。举个不恰当的例子,光学和光电也是两个领域,或者说镜头和CMOS是两个领域,我想这个很多人都能理解。

压缩驱动单元

压缩驱动单元算是号角音箱的核心技术之一。

号角固然有很多优势,但是号角也有一些劣势。例如号角本身相当于一个带通滤波器,有时会限制单元的高频延展。这也就是为什么以往的JBL号角音箱,很多要加单独的超高音补偿高频延展不足的问题。

而如果一款压缩高音做到了高频延展不错,那么通常这款压缩高音的下潜就没法做到很低,也就无法和一些15寸的大喇叭搭配,只能做成5寸、8寸之类的小音箱。例如JBL708、705等。

D2单元的出现才真正意义上的同时解决了号角的下潜与高频延展的问题。才使得15寸低音单元与号角高音的二分频系统成为可能,并且保证了号角各个频段的优秀表现。(当然,新的号角本身设计也功不可没)


号角作为最早的音箱形式之一,已经有近百年的历史。但是直到2012年才有相对完善解决方法,然而还是独家的。因为双环形振膜压缩驱动单元技术是专利技术。


技术的进步有时是一瞬间的,但是行业的进步却是缓慢的,阻力在于人而不是技术本身。这里说的人不只是行业内的技术研发人员和市场营销,也包括行业外的例如产品的用户也就是发烧友以及音频评论家之类的。

例如Floyd Toole博士的音箱频响曲线与心理声学研究,并不是什么新闻。上个世纪80年代在加拿大国家研究委员会的研究成果,直到30后才成为美国国家标准,直到30多年后的今天才慢慢被业内一些人了解和接受并达成一定的共识。

而不论是Sean Olive还是Floyd Toole的研究,都发现非线性失真对于音箱声音感知并不是主要因素,甚至Wolfgang Klippel的实验中“声音感知与非线性失真无关”。

而很多发烧友甚至很多声学从业者依旧认为非线性失真很重要。诚然,如果非线性失真高于一定的值确实会影响听感,但是对于2020年的今天,通常家用HiFi音箱非线性失真在正常的音量下是比较小的。

这其实依旧折射出那两个问题,不懂声学原理和听音。哪怕测试过自己能够听到多少非线性失真,甚至很多人根本不知道典型的非线性失真听起来是什么样子的。

如果我们把时间尺度进一步放大到真个音频行业的发展历史。声学尤其是心理声学的进步还是十分巨大的。这一百年人们知道了TS参数,有了计算机辅助设计,知道了音箱的感知与客观参数的关系,有了相对完善的测试系统。

但是对于Marketing或者说是忽悠的套路,这些年没什么实际进步,一百年前的人就被Marketing忽悠的一愣一愣的。

一百年之后的今天一些发烧友还是被这样忽悠。甚至营销话术都没怎么变过。

不过如果我是消费者,真要是被爱迪生忽悠了我也认了,毕竟发明大王。但是被一些不怎么懂声学也不怎么懂听音,纯粹靠话术忽悠的营销人员忽悠的一愣一愣的,并且信以为真以为事情就是如此,还是有一点羞耻的。。。

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