HiFi2019年终总结与2020新年展望

不知不觉,理性派HiFi做过了风风雨雨的2019年。今天刚好是2019年的最后一天,所以对即将过去的2019年和即将到来的2020年进行一次简单的总结与展望。
不过与以往不同,本篇文章先讲解我对整个音频和声学行业2020年的新年展望以及对这个专栏的一些规划,再去回顾2019年耳机音箱圈发生的一些事情。因为我相信,明天会更好。

2020年新年展望
关键词一:TWS(真无线耳机)
2020年必然是TWS耳机进一步席卷市场的年份。在2019年,全球耳机市场出货中约56%为入耳式耳机,其中TWS耳机约占1.2亿副。而仅仅在中国市场,TWS耳机就占所有耳机类型出货量的66%。
究其背后的原因则是,耳机本来就是一种追求方便的产物,耳机相比于音箱在低音表现和声场(空间印象)表现有着先天不足和较大的劣势。但耳机近些年来销量节节攀升,最主要的原因在于耳机相比于音箱更方便灵活。而TWS耳机无可争议的比传统的有线耳机更方便灵活,再加上各个手机厂商纷纷砍掉3.5mm耳机接口,甚至TWS耳机一度成为刚需。
有分析机构预测,2020年TWS耳机销量将进一步增长,并且增幅比例将高达91%,TWS耳机的大幅度增长会压缩传统HiFi耳机的市场。并且,TWS耳机往往伴随着相应的移动互联网生态系统,手机与互联网厂商在生态相比于传统的HiFi耳机厂商占绝对优势。
而就TWS耳机本身而言,音质一定依旧是其作为一款耳机最重要和最基础的属性。不论是从蓝牙等无线传输协议还是耳机声学设计与调试本身,都将会是2020年TWS耳机发展不可忽视的一部分。此外,更长久的续航、佩戴舒适度、主动降噪等附加功能也是未来TWS耳机发展的重要方向。
关键词二:人工智能
这里所指的人工智能并非智能音箱。而是用人工智能技术设计音箱和耳机。
例如,被一些发烧友誉为近十年来JBL推出的最值得购买的音箱JBL 4367,实际上是基于Sean Olive和Floyd Toole的心理声学实验与大数据等技术寻求最优设计方案,Sean Olive也曾公开表示,对于音箱单体而言,仅使用客观数据已经可以把音箱设计到90%;而Sean Olive所研究的耳机音质预测算法也使用了机器学习等技术。
人工智能对于音箱和耳机的设计不止于此。早在2019年年初,哈曼国际就曾展示了一项名为personi-fi的技术。personi-fi是一种包含了超过200种算法的云计算技术。其中一些功能即为可以使用人工智能深度学习每个听音者的听音习惯,并根据每个用户的听音偏好、时间、地点甚至是心情在现有的目标曲线基础上进行进一步自适应调节。据悉,personi-fi也将在即将举行的CES2020再次展示。
可以想象,在人工智能已经可以创作音乐的这样一个大时代背景下,将人工智能应用于耳机和音箱的设计是一种必然。基于人工智能的耳机虚拟空间音频、音箱虚拟环绕等技术也将逐渐崭露头角。
据我个人了解,目前已经有不止一家声学相关公司正在使用人工智能技术设计音箱和耳机。
关键词三:5G
没错,这里所说的5G就是手机通信中的5G。原因也很简单,不论是自适应调音还是各种音效算法与云计算,由于其实跨平台、需要不断更新、需要较高DSP运算性能、实时切换等特性,高速互联是一个必然的发展趋势。恰逢5G技术大爆发,基于5G技术,可以实现不同平台(耳机、音箱、车载音响)之间声音与音乐内容的无缝衔接。前文提到的personi-fi,是一种不依附于任何特定硬件的云计算技术,即可以使用算法实现不同形态产品之间声音风格的统一。例如,如果一个人喜欢更多的低频,则可以通过算法优化实现耳机、音箱、车载音响等产品低频量感尽可能的统一。例如通过5G实时获取相关算法与配置文件到手机app端,再通过手机的蓝牙与TWS耳机、蓝牙耳机、蓝牙音箱、车载音响系统、家庭影院等平台实现互联与同步。甚至可以通过虚拟耳机算法,使得不同品牌的耳机获得类似的声音表现。

随着硬件基础(耳机单元)的不断成熟以及蓝牙等无线技术的进一步发展,将声音依附于软件和云计算而不是某些特定的硬件必然是未来的发展趋势。而5G则是沟通一切数据交换的桥梁,也许2020年类似的技术并不会瞬间成为主流,但也许在不久的将来,5G与云计算对于音箱和耳机的革命会像TWS耳机一样再次席卷整个音频市场。
关键词四:房间校准
房间校准并不是什么新鲜事情,但随着苹果HomePod和华为SoundX等智能音箱的普及,其所搭载的房间自动校准技术再次成为一些人热议的话题。
为什么我认为房间校准技术会再次成为未来发展的方向?
传统的房间校准技术,例如家庭影院功放所搭载的房间校准操作繁琐且效果通常并不好,甚至有些会出现负优化的情况。而苹果HomePod的推出至少将这一过程做到了智能化和人性化,不需要过多繁琐的操作。即便还存在一定的不足,但至少让人看到了这类技术更便利和广阔的实用性。

事实上,对于音箱系统而言,房间对声音的影响起着举足轻重的作用。然而,理想的房间尺寸和房间声学装修在现实中是极难实现的,而且需要耗费大量的成本。这对于普通消费者,即便是对于一些大烧老烧,也是很难实现的。房间处理和校准算法就成为了一种灵活低成本的解决方案。虽然说,对于传统的音箱而言,单纯靠算法是无法弥补指向性、直达声与房间反射声之间的关系等声学设计不足的,但至少对于低频部分的改善是显而易见的。
而对于苹果HomePod与华为SoundX等环形多单元系统,则可以通过算法在一定程度上控制指向性。但HomePod和SoundX由于定价和成本限制,并没有使用相对高品质的扬声器单元,其定位本身也属于智能音箱,对于传统的HiFi和HiEnd音箱并没有构成实质性的威胁和冲击。但Lexicon SL-1则将类似的技术用于HiEnd音箱上,在拥有高品质的扬声器单元和功放模块的同时,实现了精确的指向性控制,甚至可以针对房间内不同的听音位进行追踪与针对性优化。


也许类似形态的产品在短期内并不会成为整个HiFi音箱市场的发展趋势,但我认为这类多单元可控指向性和自动房间校准以及通过算法对听音位针对性优化的产品会越来越多,至少在不久的将来在HiFi和HiEnd市场占有一席之地。
不论是音箱还是耳机,在单元和功放等硬件平台达到瓶颈现状下。软件和算法必然是提升产品性能的最有效的途径,甚至可以说是目前唯一的出路。至少我个人认为,有能力整合生态和算法与人工智能技术的厂商,如苹果、三星、华为、索尼等将在不久的将来占据技术高地,实现跳跃式的增长,通过算法技术和人工智能实现对传统HiFi厂商的降维打击。而我认为这才是音箱和耳机行业进入21世纪以后,迟来20年的技术革命。
关键词五:亚洲
不论是HiFi耳机还是HiFi音箱,不论是从产业链条还是终端市场,重心都在从欧美逐渐转向亚洲地区。例如索尼的Hi-Res系列产品(耳机与播放器等)有超过40%的市场均在中国。而这种趋势还会愈演愈烈,有分析师预测全球HiFi与HiEnd市场在2025年左右,亚洲会占有约40%的销量。这其中包括中国这一传统市场的销量连年攀升,也有泰国等新兴市场的崛起。这一方面是因为亚洲人口众多,另一方面则是因为亚洲的经济发展越来越好。
关于理性派HiFi这个专栏的新年展望
因为前文提到的TWS耳机的进一步发展,我想2020年测评会有更多蓝牙类耳机的测评。与此同时也会有Soundbar、HiFi类音箱和HiFi播放器的测评。而关于声学与心理声学类相关的文章,有不少人表示我讲的太专业了,听不懂(我真的觉得我讲的挺通俗易懂的),所以也会适当发表一些基础的声学概念的讲解视频(例如到底什么自由场、扩散场和压力场,它们和现实听音环境有什么关系等)。与此同时,应很多人要求,也会发表一些如何主观评价以及如何训练主观评价能力的相关文章。而我自己则想写几篇总结类和综述类的文章以及关于房间声学的问题呢,敬请期待。

关键词一:苹果
在2020年的新年展望中我已经提到,2019年的耳机市场中,TWS耳机几乎可谓是一枝独秀。而提到TWS耳机就不得不提苹果。实际上,在2019年,苹果的AirPods系列真无线耳机凭借其先发优势和不俗的声音表现一度销量高达所有真无线耳机的50~60%,可谓以一敌其他所有耳机厂商。甚至出现了AirPods Pro脱销断货的情况。并且苹果凭借这两款耳机,一跃成为了世界上最大的耳机厂商。吊打所有友商,可以说完全是降维打击。
关键词二:耳机音质/听感与价格无明显关系
时至2019年,耳机的音质/听感依然和价格没有太大关系。


当然了,这其实是2018年年末的一篇国际音频工程协会会议记录。不过据我所知,以及我自己这一年来的基于主客观评价的测评,耳机市场的混乱现状在2019年并没有什么实际改善。



不过,总有一些人试图用“9.9包邮的耳机音质不如大奥”这样的言论试图“证明”耳机的音质和价格是强相关的。如果全世界只有这两款耳机,那么确实可以通过这样去证明。否则,证明两件事情是否相关,需要取大量样本或者足够多的样本,并计算其之间的相关系数,而不是只取两个样本。然而,一些持“两款耳机可以反映成千上万种耳机组成的市场现状的人”,通常认为“上千人的样本不足以反映心理声学曲线”,或者未进行任何科学的统计学实验也可以得出心理声学相关统计学结论。
耳机市场的混乱在2017年的美国声学协会的一篇文章中也有反应。

而近些年来多个类似的盲听实验也有证实耳机的音质与价格关系很小,甚至有些测试中,耳机的音质与价格为负相关。

当然,这些其实在业内并不是什么新闻,也不是什么秘密。
我觉得造成这一现象的原因主要有三点:
现存的耳机标准,扩散场和自由场曲线都不是正确的,错误的标准会导致很多错误的产品
很多耳机厂商,尤其是一些ODM厂商,真的不知道如何设计一款耳机,尤其是调音
绝大多数消费者没有能力识别一款耳机的好坏,而是只能通过一款耳机的价格,所以耳机声音无论如何都可以卖,只要炒作和营销到位即可,这也是我认为造成这种行业乱象的深层次原因之一
关键词三:现行音频测评媒体的评价可信度并不高
各个耳机测评媒体,不论是主观评价还是客观评价的可信度都不是很高。

原因在于,他们的主观评价没有采用基本的消除偏见的原则或者训练有素的听音者或者大量的盲听统计汇总等有效提升主观评价结果可信度的方法,而他们的客观评价没有合理的心理声学模型或者根本没有经过心理声学验证,客观数据计算出来的分数没有经过任何主观评价验证与统计学分析,只是单纯的计算一个分数,这样的分数从科学上讲没有任何意义,实际上对于产品的评价还不如一些不严谨的纯粹主观评价结果。
关键词四:EQ
EQ出现有几十年的历史了。但我个人感觉在最近两年尤其是2019年得到了空前的关注。几乎每天都有很多人问我某某耳机该如何通过调节EQ优化。
有些人认为EQ只能调节音调偏好等,不能改善音质。但实际上,不论是从声学和心理声学原理(声学欧姆定律)还是实际盲听测试都证明EQ是可以改善音质的。


虚拟耳机实验以及这个实验带给我们的启发。
如果EQ的Q值很小,会改变大面积的频响曲线,进而影响三频分布。如果Q值较小,会影响某些乐器或人声的基频和谐波组成。调节EQ会使得相应的乐器或人声突出或减少。而如果Q值较大针对频响某部分缺陷去调节,则可以修复频响曲线的缺陷,进而改善音质。
评价声音音质的三要素即音调、响度和音色。对于耳机而言,当音调和响度均不是瓶颈时,音色便对于音质其决定作用。


这个钢琴声音的谐波会变成下图所示。

因为这一声钢琴的基频为261Hz,所以二阶谐波为522Hz。由于耳机的频响曲线在400~600Hz存在凹陷,因而使得最终回放的声音中,二阶谐波低于输入耳机的信号的谐波相对组成,导致钢琴的谐波组成发生变化,从而导致音色发生变化,进而劣化了音质。这个原理就是这么简单和清晰。
有人认为谐波失真或者说失真决定音质,而频响曲线只决定tone。但实际上事实恰恰相反,对于耳机而言,通常失真都很小,尤其是中频和高频部分,有相当数量的耳机的失真在正常的听音音量下均低于人类极限。而通常,耳机频响曲线的不标准对谐波组成的影响远高于谐波失真对谐波组成的影响。这一点很容易通过现有耳机的频响曲线与目标曲线或是个人人耳所对应的曲线的差异与频响中dB和THD的%计算方法发现。截止目前为止,不论对于耳机还是音箱,频响曲线都是唯一一个与音质强相关的物理量,当然,对于音箱而言,此处所指的频响曲线并不只有一条。
还有一部分人声称瞬态细节存在不完美之处,并声称他们可以听出这些时域效果。然而早就有科学的心理声学实验证明,至少在200Hz以上的频率,谐振的察觉过程依靠的是频谱信息而不是瞬态特征。声称可以听出时域差异的人,截至目前为止,我也没有看到任何人有做类似的严格受控的双盲听实验去证明,我看到的更多的只是单纯的声称。

而耳机通常可以近似为最小相位系统的属性,也从原理上说明了时域与频域是相互关联的。我自己和他人的实验也证明,调节EQ消除频响曲线中的高Q值,时域的振铃也会随之改善。
也许很多人不知道,市面上卖的绝大多数有源监听音箱都是靠DSP EQ把轴向频响曲线调平的,也就是说很多人认为没有风格偏好和低失真的监听音箱实际上是用EQ调出来的。当然,EQ对于音箱声音的效果和耳机是不同的。
EQ也好、这些心理声学实验和理论也好都是客观存在的,不以人的意志为转移。比较可以精确调节EQ的软硬件也问世已久。这种现象本身从未发生改变。之所以EQ越来越被人们所接受,还是在于人们的观念发生了变化。而这是一个好事情~
关于理性派HiFi这个专栏的2019年年终总结
2019年理性派HiFi大约发表了130篇文章。其中约43篇文章为测评文章,87篇文章为声学与心理声学相关文章。正如我所说,这并不是一个测评专栏,我也不是一个测评自媒体。
2019年理性派HiFi大约测试了200余款耳机,其中有头戴式HiFi耳机、入耳式HiFi耳机、TWS耳机、主动降噪耳机等。几乎涵盖了市面上主流的耳机和2019年新发布的大部分比较重要的耳机。大约测试了20余款蓝牙音箱(含B站)以及一小部分HiFi播放器和耳房。
在几乎每一篇耳机和测评中,主观评价部分占大部分篇幅,客观数据为基础和参考。以千元入耳式耳机对决为例,主观评价大约占测评部分的65%,客观测评部分约为35%

简短的新年展望与年终总结到此为止。
祝大家新年快乐!也祝大家新的一年里可以买到自己喜欢的耳机和音箱产品!