关于HiFi耳机的骗局


9102年了,我打开某东某宝,看着依旧玲琅满目的各种耳机,看着某坛某吧某站的各路文豪。不禁陷入沉思,而使我陷入沉思的就是HiFi耳机这个骗局。
在我曾经推荐过的几本HIFI相关书籍中,就有一本书叫做扬声器设计手册。我不太清楚在知乎和其他网站里各种完全不讲科学道理胡乱人身攻击我的人中有几个人看完过这本书。而关于HiFi耳机的骗局也要从这本书讲起。
不论是耳机还是音箱,其核心器件都是单元(transducer)。

而任何单元都存在基本的TS参数。这些参数包括:
Qes 电品质因数
Qms 机械品质因数
Qts 总品质因数
f0 谐振频率
Sd 有效振动面积
Vas 顺性等效容积
Mmd 等效振动质量
Bl值
Xmax 音圈最大(线性)位移 等等
这些参数可以通过仿真的方法计算,也可以通过相应的测试设备测量得到。而这些参数可以决定一个单元的频响曲线、阻抗曲线、非线性失真等。
但问题就出在Xmax。通俗一点的讲,由于耳机单元距离我们人耳的距离很近,并且通常具有较高的灵敏度,所以只需要很小的功率就可以让我们听到的声音足够响(入耳式和封闭式头戴会形成压力场,这种现象会更加明显)。所以需要耳机单元运动的冲程就很小,很多时候远小于Xmax,耳机单元的运动距离非线性区很远,所以耳机单元的非线性失真尤其是谐波失真就会很小,而且只要不是单元特别差,那么不同耳机单元的非线性失真差别不大。
以上就是虚拟耳机能够实现的前提条件。相比于非线性失真,频响的不标准占了影响耳机音质的绝对主导因素。




因为只要频率不低于谐振频率。耳机单元的非线性失真尤其是谐波失真很小,即便通过均衡器修改,谐波失真也不会出现太大的突变。所以通过FIR滤波器就可以将一个耳机模拟成另一个耳机,也可以使用均衡器EQ大幅度修复耳机自身的频响缺陷。


不过这里有两点值得注意:
以上结论仅适用于耳机不适用于音箱系统,因为音箱系统存在直达声、反射声、总声能,DSP只能通过改变直达声的方式改变反射声和总声能,很多时候总声能变好了但是直达声变差了;而声学处理例如扩散板和吸声材料等只改变反射声而不影响直达声。因此DSP EQ与房间声学处理并不是等价的。但对于耳机而言,没有反射声、总声能等其他声信号,之后直达声,所以电子频响管理可以很大程度上影响耳机的最终音质表现和听感。
EQ或者其他DSP调音除了满足傅立叶数学原理以外,还需要保证最终的DA芯片和放大器与传统的播放器、耳放是一致的,否则不满**制变量法。很多人进而得出EQ会裂化音质一方面是因为EQ调节不当,另一方面这因为使用EQ调节时没有用比较好的耳放和解码,引入了新的变量,其实并不是EQ的效果差,而是你的耳放和解码差。
我们再来看看市面上那些售价高昂动辄几千几万的所谓HiFi耳机,除开开放式耳机的低频谐振频率无法弥补以外,也不管它们的频响是否正确还是好听,很大程度上你其实可以用一个售价一千多甚至几百块的耳机就能模拟。

这还是主观听感(好不好听)打分。
也先不说到底会不会有不同的风格需要不同的耳机,就算你想换个风格,也不需要换个耳机吧。
而同样,对于所谓“素质”和“解析力”这种经常被拿来炒的概念。既然上面已经阐述了耳机单元TS参数的事实,那么大家也应该清楚即便真的有这样的现象大多数情况下也不是单元的非线性失真引起的。,而依旧是频响引起的。关于“解析力”,我在之前的两篇文章都有做过详细解释。
在这里再简单的说一下,所谓解析力与细节的多少的区别,很多时候是因为频响的不标准以及人耳听觉的掩蔽效应所决定的。根源在于频响的区别,而人最终对解析力高与低的评价取决于掩蔽效应的隐蔽音和被掩蔽音之间的相对关系。这一点尤其适用于耳机系统,因为前文已经详细描述过耳机的非线性失真很小,几乎不会存在谐波掩蔽的情况。而关于时域掩蔽,这并不只是耳机本身的冲激响应等特性所决定的,也和耳放的输出阻抗有很大关系,这其实是一个系统匹配的问题,说白了是耳放和耳机搭配的问题,而耳机的时域特性,或者说很多老烧所谓的“瞬态”其实是可以通过耳放来改变的,而不仅仅与耳机有关。一个耳机“瞬态”不好,换个耳放可能就好了,所以我并不认为这是一个衡量耳机本身好坏的标准。
最后一个就是各路文豪大书特书的声场。这是一个基本上没多少人能够正确认识的概念。虽然这个问题我讲过太多次了,但是我还是再简单的说几句。
我们在欣赏音乐时所经常讨论的声场其实并不对应于声学里狭义上的Acoustic Field,Acoustic Field很多时候是专业领域内所指的SPL声压级在空间中的分布,大多出现在大型场馆、电影院、歌剧院的设计中。而我们欣赏音乐时所经常讨论的声场则对应心理声学中的Soundstage、Image、ASW等概念。
简单来说就是音乐中的所有乐器和人声的主要能量应该从前方一定范围内发出才算还原真实舞台的表演效果。

这张图是德国人的一篇将近20年前所引用的图,其实这个概念,这样的评价方法在西方世界里早就沿用几十年了,最早适用于音乐厅的主观评价,后来被引入小房间听音室的评价。
所以说How to listen真的很重要。
而想要达到这样的声场还原效果需要crosstalk、早期反射声等声学条件,这些都是传统耳机所不具备的。不论卖多少钱,不论是大奥、STAX还是奥蒂兹,只要没有DSP,那么耳机的声场一定是不正确的,而且事实上是很差的。即便是现在的有所谓声场调节功能的耳机比如说索尼的W1000XM3,和优秀的声场表现还是差了十万八千里。

至于什么虚拟声像/人声的距离感和宽度,以及人耳人听觉的动态因素影响等,太凶残了,不提也罢。

所以说看到这里,再看看各路文豪们的作品,我想每个人心目中都会有一个属于自己的答案。
至于什么Hi-End音箱听调音、数据无用频响无用、数字转盘与CD机、黑胶空气感、模拟秒数字、换线如换机之类的,来日方长吧。
最后,不要再杠我只知道数据。我是专门做主观评价和调音的,尤其是声学系统的声场的调节、声场与音质的均衡,我有超过1000小时的专业听音经验。而以上的关于耳机单元的这些知识,只是一些最基本的声学常识。
判断你的听感描述是否准确的简单方法。
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有这些撕比的时间,多找点好听的音乐不好吗?有这些撕比的时间,多找点好听的音乐不好吗?