求这首歌的名字?或者听力好的大佬发几句歌词?

“HiFi是玄学”,“耳机越贵音质一定越好”,“万元以下听个响”,“数据不能解释耳机音质”,“频响曲线不足以描述耳机的音质,最起码也得看瀑布图”,“即使频响曲线一样,静电、平板、动圈、动铁耳机出来的声音也会完全不一样”,“EQ会劣化音质”,“EQ需要使用昂贵的专业设备”,“再怎么EQ也改善不了耳机的素质”......

不知你是否听信了这些发烧友们想当然、道听途说的错误观点呢?没关系,本文将结合主观盲听实验、客观测试等实践与一点浅显的信号系统理论,解释为什么耳机音质几乎只看频响曲线,并一一扫除发烧友们对HiFi耳机的错误认知。

水平有限,如有错误恳请各路大佬指正。

大佬写了一篇HiFi深度科普好文,强烈推荐,其中就通过耳机录音盲听实验证明了频响曲线的重要性:

实验凑齐了动圈、动铁、平板、静电四大单元种类、价位跨度巨大的6个耳机,其中不仅有hifi圈鄙视链底端的beats耳塞,还有“耳机界天花板”STAX SR-009全开放头戴式静电耳机,6个耳机均使用软件EQ(均衡器)进行矫正,将人工耳测量的频响曲线都EQ成一条平直的直线,并进行录音。

价格差距悬殊,发声单元技术截然不同,甚至还使用“会劣化音质”的软件EQ大幅调整,那这些耳机录音以及原曲之间的差异,按什么声场、结像、解析力、密度、信息量、动态、瞬态章口就莱的老烧们的话来说就是:“这还有必要听么?最起码得有10耳朵的区别吧!”

然而,颠覆三观的地方来了,不同耳机的声音竟然变得极其相似,难以辨别,甚至有些人把beats和009给认反了。

尽管这已经足够颠覆认知了,但当时由于录音的音量与原曲不统一,不方便直接比较,大家都一致想当然地认为录音与原曲肯定是没法比的,并没有加以验证。

然而,事实真的是这样吗?本次盲听测试进一步将该文章中的耳机录音与原曲的音量进行统一,这次不是让你盲听不同耳机,而是让你盲听原曲与beats耳机的录音!

难度理论上是更低了,然而你真的能盲听成功吗?可以先在线试听感受一下:


如果你想挑战盲听测试,请下载以下文件:

本盲听测试包含9个音轨:

8、某相位严重失真的“高端”多单元耳机录音

请严格遵循以下测试步骤:

1、安装播放器foobar或更高版本;

2、下载并安装foobar2000官方盲听测试插件ABX Comparator,插件安装方法请自行百度;

3、将下载的盲听测试音轨添加到foobar2000播放列表;

4、选择任意两个想要盲听对比的音轨(按住ctrl键多选),右键打开盲听插件:

右键菜单中打开ABX插件

5、在弹出的窗口中,设置盲听次数为20,然后点击OK:

设置盲听次数为20,然后点击OK

别看盲听20次好像很多,其实如果你能轻易分辨两段音轨的话,不到5分钟即可完成测试。

6、开始进行盲听测试:

在左上角播放A、B、X、Y四段音轨(A、B分别是两段原音轨,顺序固定不变),辨别完成后在右上角选择你认为正确的选项,然后点击“Next trial”按钮进行下一轮盲听。

当然还有等价且效率更高的方式:只听A和X,觉得没区别就选第一项,觉得有区别就选第二项。

界面下方可以自定义时间段,自行探索吧。

完成20次盲听后会弹出测试结果,结果中可以看到AB两个音频文件名、盲听正确次数等信息,例如本图中20/20意思就是20次盲听全部正确。

此外,插件还提供了结果校验工具,能够检验log信息的有效性。


上图是我盲听原曲与某多单元耳机录音的结果,显然该录音是所有音轨之中最与众不同的一个,结像方面可以说是一耳朵区别,20次全对轻而易举。

然而这只是开胃菜,下面请出本次盲听测试的主角——Beats耳机录音 vs 原曲

5分钟之内完成原曲与beats耳机录音的盲听测试,并且20次全部正确,才算挑战成功。

以95%置信区间计算,20次盲听15次或以上正确就足以证明你确实能够辨别二者,并且没有时间限制,但考虑到二者差距悬殊,以上要求应该一点都不过分吧~

发烧友们,请尽管用上你们手中最好的音频设备,头戴耳机甚至音箱系统都可以,越是高端,你们的三观可能就会被颠覆得越彻底。

挑战成功的人请在评论区贴上你的完整测试结果log为证,看看有多少真正的金耳朵;挑战失败的也可以贴上你测试使用的音频器材以供参考。

由于线上测试的局限性,这里只能一律默认挑战者没有作弊,希望挑战者们面对现实,千万不要自欺欺人。

下面奉上本人的测试结果:

本人盲听原曲与beats耳机录音的测试结果

20次盲听10次正确,完全等同于瞎蒙,这个结果其实在我意料之中,因为事实上我根本听不出beats耳机录音和原曲之间的任何区别。

由于本人不是金耳朵,设备也不够高端,这一结果可能说明不了什么。

于是我又找了一位使用高端静电耳机系统的群友进行测试,结果,他也表示听不出区别。

当然,这个盲听实验显然还不够严谨,例如盲听曲目只有一首流行歌曲,且可能会受限于被试者所使用的音频设备的性能等等。不过,本文旨在让所有人都亲自感受一下耳机录音与原曲那出乎意料的相似度,相信这个实验会让发烧友们都大吃一惊。

二、这个盲听实验说明了什么

以下结论均基于被试者无法盲听成功,或承认耳机录音与原曲的差别很小的假设,相信该假设对大部分人来说都是适用的。

实验中的耳机样本包括了动圈、动铁、平板、静电四大单元技术、覆盖了头戴式与入耳式两大种类,以及几百元到几万元的不同价位,它们原本的音质表现毫无疑问是千差万别的,然而在仅仅将耳机的频响曲线调整为平直并统一音量后,即只排除了频响曲线的变量,不同耳机的声音就变得难以分辨,甚至连低端耳机的录音音质都直逼原曲,要知道此时其他一切失真差异依旧存在!例如其中动铁耳机er4的中频谐波失真高达1%,而静电耳机009的中高频谐波失真低至0.01%;又例如原曲拥有高达70db的有效动态范围,而耳机录音受录制时环境噪声等限制,使用动态范围仅有可怜的30db,信噪比严重下降。

事实证明,耳机的音质几乎只取决于频响曲线,耳机的声音特性几乎只需要一条频响曲线就能准确描述,包括衰减、混响等时域特性,发烧友们口中的声场、结像、解析力、密度、信息量、动态、瞬态等主观听感素质差别其实主要都来源于频响曲线的差异。不过一个尴尬的事实是耳机的频响曲线难以被准确测量,仪器测量结果并不能完全准确地反映耳机在人耳中的实际情况,并且耳机的佩戴感受、隔音性能等因素还可能造成不确定的主观听感差异,因此对于耳机而言,客观指标还不能完全取代主观评价,此外,频响决定论不完全适用于那些相位失真严重的多单元耳机,这些都将在后文详细解释。

进一步地讲,HiFi不是玄学,主观听感无法量化,不代表声音本身无法量化。

复杂的表象往往有着简单的本质,也许我们听到的声音在主观上有着复杂的构成,例如不同的音色质感空间感,甚至色调冷暖、感情等通感,但客观上,声音其实就是一种振动波,而音频信号则是对一切声音的抽象,可以从时域、频域两个角度进行精确量化

因此看了这篇文章,请起码记住以下三句话:

1、一切客观声音现象都可以用客观数据量化,不存在任何玄学;

2、发烧友口中所谓无法用数据解释的玄学现象,在盲听测试面前都是纸老虎;

3、数据不是无法解释音质,而是叫不醒装睡的人。

DAC解码、耳放等前端设备的音质也几乎取决于频响曲线吗?——是的没错,如果你连beats耳机录音和原曲都分辨不出,那就更别谈前端的区别了。事实上DAC的失真一般都比耳机低上几个数量级,只要20KHz内频响曲线平直就很难听出区别,耳放基本同理但要求稍微高一点,比如输出功率起码得够、不能有可闻底噪、输出阻抗要足够低等等。后文会简单介绍如何根据客观指标挑选前端设备。

不服的欢迎挑战我以前发的声卡录音盲听测试,该测试对华硕U7声卡作为DAC和耳放直推低阻耳机的情况都进行了录制,为了放大DAC失真甚至循环录制了5次,即便如此我也不觉得有几个人能成功盲听DAC部分的录音,因为其失真水平远远低于任何耳机:

此外,EQ可以极其有效地改善耳机音质。合理使用EQ不仅不会带来可闻失真,反而能做到让beats耳机录音与原曲难以辨别:

感兴趣可以看看我的EQ教程,教你如何零成本玩转EQ

接下来,本文将结合一点理论知识来解释以上结论。不想看的可以跳到第三部分:耳机频响曲线怎么看。


1、音频设备客观指标简介

以高保真的角度讲,音频设备的输出信号相对于输入信号的波形畸变被称为失真,失真可分为两大类:线性失真(Linear Distortion)非线性失真(Non-linear Distortion)

线性失真是指在不增加新频率成分的情况下振幅或相位的变化,会影响音色、声像、声场等主观听觉感知,可用频率响应(Frequency Response)描述,包括振幅响应(Amplitude Response)相位响应(Phase Response);而非线性失真则会无中生有,导致新频率成分的产生,对主观听感的影响更加复杂,常见指标有总谐波失真、互调失真、多调失真等等。

考虑到时间的维度,音频设备还可能产生时变失真,即设备的声音特性会随时间而改变。

具体到耳机而言,输入信号即驱动耳机发声的模拟电信号,而输出信号则需要考虑耳机与人耳的实际耦合情况。

人对声音的感知途径,根据声音传导介质的不同可分为空气传导骨传导,普通耳机的声音是经过空气传导与人的外耳耦合,引起鼓膜振动再传递到中耳、内耳,最终形成听觉的,因此人耳鼓膜处接收到的声音信号就是耳机的输出信号

诚然,频响曲线(一般特指振幅响应曲线)只是耳机客观测试指标之一,只靠区区这么一条二维曲线,是不足以完整描述耳机的声音特性的。然而,这只是简单的定性,只定性不定量所得出的结论就只不过是非常正确的废话罢了,真正具有实际指导意义的是定量分析。具体到耳机的主观音质表现来讲,定量分析就是探究各种指标影响主观听感的权重。

而前面的盲听实验可以证明,人耳对非线性失真非常不敏感,甚至很多廉价耳机的非线性失真也能低到人耳难以察觉的程度,完全可以满足高保真的要求。关于非线性失真与人耳听觉极限的研究推荐看 的文章:

由此可以得出真正实用的结论:

结论1:对于能被实验样本代表的所有耳机,线性失真是影响主观音质的决定性因素,非线性失真影响不大

下面我们专注于讨论线性失真,这就不得不提到线性时不变系统(Linear and Time-invariant System,LTI)这一概念。

对于人的主观听觉来说,当耳机的非线性失真足够低,且工作状态足够稳定时,耳机就可以被近似为一个线性时不变系统,进而耳机的声音特性可以用线性时不变系统这一数学模型来准确描述。

线性时不变系统可以从频域角度用频率响应(包括振幅响应相位响应)描述,也可以从时域角度用脉冲响应(Impulse Response)描述,频率响应与脉冲响应互为傅立叶变换关系,它们在信息上是等价的。

而盲听实验中,通过EQ把振幅响应变量排除之后,我们依旧能够分辨出相位响应失真严重的多单元耳机的录音,由此可以得出:

结论2:线性失真中的振幅响应与相位响应均对耳机主观音质有明显影响,但后者相对前者影响较小。

那么,其它6个耳机难道都没有相位失真吗?非也,其实这些耳机原本的相位响应也是千差万别,但在使用最小相位EQ矫正了振幅响应之后,它们的相位响应也随之被自动矫正了,为了解释这一神奇的现象,又需要提到最小相位系统(Minimum Phase System)的概念。

最小相位系统是一种特殊的线性时不变系统,其振幅响应与相位响应互为希尔伯特变换关系。说人话就是它的振幅响应与相位响应可以相互转换,只要知道了振幅响应就可以计算出相位响应,这意味着最小相位系统的频域与时域信息只需要一条频响曲线(振幅响应)就可以完整描述。

绝大多数扬声器单元就是天生的最小相位系统,并且耳机声音与人的外耳耦合也具有最小相位特性,因此大多数的单单元耳机都可近似为最小相位系统,也就是说,这么区区一条二维的频响曲线,几乎就足以描述单单元耳机在线性时不变范畴的一切声学信息,从而使用最小相位EQ修正频域缺陷的同时,时域上的缺陷也被修复了。很多发烧友对频响曲线最大的误解就在于以为频响曲线只描述了某一时刻的声音特性,或者只描述了稳态特性而不包含瞬态特性,事实上对于耳机这样的近似最小相位系统,所有时域信息其实几乎都体现在了频响曲线中。

音频工程界的大佬们一致认为耳机是最小相位系统

为了更直观地理解频响曲线对时域的影响,可以看看EQ是如何做到消除回声的:

其实严格地讲,最小相位系统是没有整体延时的,但由于整体的延时不会影响音质,所以不妨碍我们用最小相位系统来描述耳机的音质,哪怕是一些声音延时明显可闻的蓝牙耳机。

关于对相位响应曲线的理解,推荐看看这篇文章,解释得非常清晰透彻:

最小相位系统的一些简单性质:

1、由多个最小相位系统串联组成的系统还是最小相位系统。例如使用最小相位EQ来调整近似于最小相位系统的耳机,它们整体依旧是近似最小相位系统,而当最小相位系统的振幅响应平直时,其相位响应也是平直的,从而在矫正频响曲线的同时,耳机的相位响应也被一并矫正了。

2、由多个最小相位系统叠加组成的系统不一定是最小相位系统。例如多单元耳机,单个单元也许是最小相位系统,但多个单元之间若存在相位差甚至反相,以及分频器的引入,会导致整体不再是最小相位系统,但经过合理的设计,多单元耳机也可以近似为最小相位系统。事实上市面上大多数多单元耳机都存在严重的相位失真,包括很多贵得离谱的玩意,仅有少数真正有技术水平的耳机厂商能够注意并解决多单元耳机的相位问题(水月雨出来挨夸)。

怎么证明耳机是近似最小相位系统?

主观角度,盲听实验中频响曲线对音质的决定性影响就足以证明,此外还有更加专业严谨的相关学术研究,详见 大佬的文章:

该实验表明,仅模拟了真实耳机最小相位部分(10KHz以内的频响曲线)的虚拟耳机,其主观音质评分与真实耳机的相关系数高达0.98。

客观角度,通过观察Impulse Response、Excess Phase可以判断一个线性时不变系统是否具有最小相位特性:

最小相位系统典型的脉冲响应,初始到达的脉冲信号对应的峰必然是幅度最高的
正确移除脉冲延时后,最小相位系统的Excess Phase是一条水平直线,Excess Phase即测量相位曲线减去频响对应的最小相位曲线(同理Excess Group Delay也是一条水平直线)

综上所述,可以得出以下结论:

结论3:大多数单单元耳机与设计合理的多单元耳机都是近似最小相位系统,频响曲线是影响其主观音质的决定性因素。

这就是“频响曲线决定论”的由来,弄明白这些结论的适用前提,就不难理解为什么说耳机音质几乎只需要看频响曲线了。

然而,如果以为这里所说的频响曲线就是指仪器测量的耳机频响曲线图,那可就大错特错了!请注意,结论中的频响曲线指的是耳机在人耳鼓膜处的频响曲线,尽管这条曲线确实几乎决定了耳机的音质,但目前关于这条曲线的测量却面临着诸多困难:

1、耳机在人耳鼓膜处的频率响应难以被准确测量,毕竟鼓膜不像麦克风振膜一样所接收的信号可以被直接捕捉;

2、耳机佩戴产生的变量会造成频率响应的不一致性,例如入耳式耳塞佩戴时的泄露程度会极大地影响低频响应,而不同的插入深度会导致高频谐振峰的频率产生偏移等等,设计良好的耳机应避免佩戴变量对频率响应产生过大的影响;

苹果Airpods2多次佩戴的频响曲线差异
森海塞尔HD820多次佩戴的频响曲线差异
森海塞尔HD800S多次佩戴的频响曲线差异

3、如同指纹一样,不同人的外耳结构等因素存在个体差异,导致同一副耳机在不同人耳中的频率响应也存在差异,因此同一副耳机不同人听到的声音其实有可能会很不一样;

4、耳机本身由于品控等问题,还可能存在左右声道差异以及个体差异。

目前主流的耳机电声测试一般采用人工耳人工头这种仿生模拟人的外耳结构,甚至头部和躯干的测量仪器,仿真度越高测量结果就越准确,同时售价也越昂贵。网上那些耳机频响曲线图几乎都是这类仪器测得的。但如前所述连人与人之间都会存在差异,仿生仪器仿真度再高,也只能代表极小部分人,再加上耳机佩戴的变量,耳机个体的差异,使得仪器测量结果并不能完全反映耳机在人耳中的实际表现,所以,千万不要以为仪器测出来是怎样,耳机的频响曲线就是怎样,要明白只有当你亲自把耳机戴到你的耳朵上时,耳机在你鼓膜处的那条频响曲线才决定了耳机的音质

如此定性之后,仪器测量到底有多少可靠程度呢?符合行业标准的人工耳与人耳的误差主要在于高频与低频,按大佬们的说法是,人工耳测量结果在7khz以上往往参考价值比较有限,而有些情况下人工耳不能很好地模拟耳机实际佩戴的泄露情况,此时低频也会有较大的误差,但排除这种情况的话7khz以下的频段相对来讲还是比较准确的。可见,人工耳一定程度上可用于耳机的客观音质测试,但如果想要完整地评估一个耳机的音质,主观评价依然是必不可少的

除了仿生仪器,还有直接将麦克风置于真人耳道中,通过测量声传导路径上其它位置的响应来间接推测鼓膜处响应的个性化测量法

例如苹果AirPods Pro的自适应均衡技术就通过置于振膜前方的近场麦克风,实现对人耳鼓膜处中低频响应(约800Hz以下)的准确实时测量,有效解决了佩戴变量、人耳差异、耳机个体差异等问题,技术原理解析:

又例如Smyth Realizer系列使用入耳式麦克风对真人耳道入口点处进行个性化测量,配合头部追踪和数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)技术实现头戴耳机模拟多声道音箱系统的听感,做到以假乱真的地步:

甚至还有使用探针型麦克风深入到鼓膜附近的测量方案,得到可能是最准确的个性化测量结果:

总的来说,目前这些测量技术往往成本不菲,门槛很高,而且测量准确度大多都比较有限,并不能完全满足耳机音质测试的需求,还有待继续发展改善。

不过,除了这些客观测量方案,其实还有一种可以说零成本的“测量”方法,那就是用你自己的耳朵听!离鼓膜响应这一真理最近的正是人的主观听觉,尽管它做不到像仪器那般精确,但如果能充分地开发,也可以创造出很多可能性,例如一些经过训练、听音经验丰富的大佬通过听自己熟悉的音乐,就能大致画出耳机的频响曲线。

即便你没能练就如此神技也没关系,你还可以通过耳听扫频信号的方式主观测量耳机的频响曲线,详见我的耳机EQ教程:

尽管这个方法并不能直接把耳机的频响曲线准确画出来,但起码能够听出频响曲线的波动情况,掌握高频谐振峰谷的大致位置和幅度,由于这个结果与你的鼓膜响应直接对应,对于7KHz以上的区域,人耳扫频结果恐怕比仪器测量结果还要来得准确

如此一来,通过客观仪器测量与主观人耳扫频相结合的方式,就可以更加准确地掌握耳机在人耳鼓膜上的实际响应特性。

而对于另一种发声方式截然不同的设备——骨传导耳机,其声音主要通过颅骨传播而几乎不经鼓膜,很难用仪器准确测量其频响曲线,但此时耳听扫频的主观测量方法依然适用,可见,耳机的客观测试离完全取代主观评价的目标还有很长的路要走。

最后说说软件EQ的失真。

主观盲听实验已证明合理调整EQ不仅不会劣化音质,反而能改善音质,而客观测试同时证明,除了负增益不可避免的动态范围损失,EQ几乎不会带来任何其它额外的失真

总的来讲,EQ的问题主要在于负增益会损失相应的数字音频动态范围,进而损失前端模拟设备的有效动态范围和输出电平,但正如前文所说,人耳对非线性失真非常不敏感,在前端输出功率足够的情况下,合理地使用EQ牺牲一点非线性失真来改善真正决定主观音质的线性失真,无疑是明智之举

实际上,EQ已被应用在很多音频产品上。例如专业监听音箱真力SAM系列就使用EQ等数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)技术根据实际房间的声学状况进行自动校准;此外,最近越来越热门的TWS真无线耳机拥有内置数字音频处理能力的条件,不少TWS都利用内置EQ来改善音质,所以从频响曲线上讲,真无线耳机其实能够轻松超越大多数传统的有线HiFi耳机,但由于无线传输的是有损音频格式,出现了“无线耳机不能谈音质”的观点,然而真的是这样吗?基于大部分人难以分辨320Kbps MP3与无损的事实,我很期待有条件的人能做一个有线与无线的录音盲听对比,想必结果会相当有趣。

三、怎么看耳机频响曲线

既然频响曲线几乎决定了耳机的音质表现,那什么样的频响曲线才是好的呢?

直接给出答案,HiFi耳机的标准频响曲线大概是这样子的:

哈曼目标曲线(黑色粗实线)
音特美目标曲线(红色虚线)

HiFi耳机的标准频响曲线基本特征是3KHz附近有个凸起,比200Hz高12dB左右,10KHz与200Hz大致平齐,200Hz以下可以是平直也可以是适当凸起。无论头戴式还是入耳式耳机都适用此曲线,无需区分。

凭什么标准频响曲线长这样子呢?——因为理想的监听音箱系统在人耳中的频响曲线大概就是这样子,转载水月鸽鸽一张图:

BK 4128C人头躯干模拟器测量近场监听音箱的稳态频响曲线

更深层次的原因,就要从什么是HiFi说起了,请看我的上一篇文章:

现阶段,HiFi耳机的目标就是要尽可能模拟录音室中监听音箱系统的听感,由于耳机的音质几乎取决于频响曲线,因此通过模拟监听音箱的频响特性,就可以获得接近监听音箱的音色,不过由于耳机与音箱的听音方式存在巨大的区别,只有借助数字音频处理技术才有可能用耳机准确模拟音箱的听感,后文将会对这类技术进行简单介绍。

监听音箱在人耳中的频响特性很大程度受HRTF影响,由于不同人的HRTF存在差异(主要在中高频),因此每个人的目标曲线其实都是不一样的,前面的耳机目标曲线只是基于统计平均的结果,只能体现共性,而不是唯一的真理,这是必须强调的一点。

通过符合行业标准的测量仪器对耳机的频响曲线进行测量,再观察与目标曲线的贴合程度,就可以大致判断一个耳机的音质是否HiFi,不过,仪器测量不能完全反映耳机在人耳中的实际表现(误差主要在7KHz以上),只有结合主观试听验证才能更准确地评价一个耳机的音质。

下面举一些频响较为标准的HiFi耳机的例子:

音特美全家桶 @罗天远

此外必须强调的一点是,人耳对宽频带的频响差异非常敏感,引用《声音的重现》中的一张图:

不同Q值共振的听觉阈值

可以看到人耳对低Q值共振,也就是频带较宽的共振非常敏感,即便是小于0.5dB的微小差异,只要影响的频带足够宽,依然能够被人耳辨别。

所以,不要以为两个耳机的频响曲线看上去差不了几个db,就以为它们声音差不多,实际上它们的差别可能比你想象的要大得多。

接下来本文将讨论开头那些发烧友常见的错误观点,以及一些发烧友比较感兴趣的话题。

1、“频响曲线不足以描述耳机的音质,瀑布图了解一下”

对耳机而言瀑布图几乎没有意义,只看频响曲线和相位曲线就足够了,详见我这篇文章:

2、“EQ会劣化音质”,“再怎么EQ也改善不了耳机的声音素质”

优秀的软件EQ可以做到几乎没有非线性失真,合理调节EQ不仅不会劣化音质,反而能极其有效地改善音质:

至于EQ能否改善耳机的素质,如果是说客观上的素质,即耳机的非线性失真表现的话,那么答案是否定的,EQ不可能突破耳机本身的硬件性能限制。

但如果是指主观听感上的素质,即发烧友口中的声场、结像、解析、密度、信息量、动态、瞬态等等指标的话,那么就如同你在盲听实验中听到的那样,这一切主观听感素质都可以用EQ实现质的飞跃。

感兴趣的可以看看我的EQ教程:

3、耳机越贵音质越好?万元以下听个响?

事实证明,耳机音质与价格的相关性并不高,详见这篇文章:

实际上,很多高价HiFi耳机的频响曲线并没有比低价耳机更HiFi,非线性失真也并没有比低价耳机更优秀,也就是说客观上高价耳机的音质并不一定就比低价耳机更HiFi,在入耳式耳塞中这个现象尤为严重。

发烧友们坚信贵有贵的道理,比如几千元的耳机音质一定远比几十元的地摊耳机强,这样的常识在其他领域也许适用,但遗憾的是,在牛鬼蛇神遍地的HiFi玄学领域,这只不过是发烧友们的一厢情愿,事实证明几十元的地摊耳机可能比某些几千元的耳机还要HiFi,甚至借助EQ就可以轻而易举地超越很多上万元的“顶级”耳机,如此反常识的荒诞现象确实令人难以置信,但这就是铁一般的事实,客观数据可以证明这一切,只是叫不醒装睡的人。

4、耳机线材会影响声音吗?

不合格的线材,或者某些刻意调音的“HiFi”线材会影响耳机音质,并且仪器客观测量也可以证明这一点,这种情况没有任何争议。例如阻抗过高的线材会与耳机单元串联分压、降低电磁阻尼,直接影响到耳机的频响曲线,这种现象用初高中物理就足以解释,完全称不上是玄学。

有争议的是发烧友声称主观上有区别,仪器却测不出区别的情况,哪一边才是对的呢?

这时候就需要进行老烧见了就跑的盲听测试了:

这个真金白银的盲听挑战结果我不必多说。

不过这里盲听的是电源线,如果是耳机线材呢?

近期一篇AES论文证实,由信号电流引起的耳机线材电感的微弱变化能够被人耳辨别(通过了盲听测试),并且这种时变失真难以被普通的测量手段检测到:

个人水平有限就不瞎翻译了,有条件的自己看,或者期待哪位大佬对这篇论文进行更专业的解析吧。

总之,这意味着耳机线材是有可能影响耳机声音的,哪怕常规的客观测试指标测不出区别。

不过,如果你在前文的盲听测试中无法分辨不同耳机的录音,那说明至少对于这些实验样本,耳机线材对你而言并不会对音质产生可闻影响,因为这些录音中已经记录了从低端到高端的不同耳机线材的差异。

期待有条件的大佬可以做一个关于耳机换线的录音盲听测试,对这个问题做进一步的验证。

5、头戴耳机的音质比入耳式耳机更好吗?

//TODO 有空再写,敬请期待

6、HiFi耳机一直在不断进步吗?

HiFi耳机相关的技术当然是在不断进步,这点毫无疑问。

但遗憾的是,HiFi耳机的音质却并不完全如此。

1991年,世界上第一款面向大众市场的HiFi入耳式耳机诞生了,它就是HiFi界的活传奇——Etymotic ER4B

一个令人震惊的事实是,这个世界上最早的HiFi入耳式耳机,居然在保真度上就达到了巅峰,它有着非常优秀的频率响应,同时非线性失真也基本控制在可闻范围外(盲听实验中就有两款ER4的录音,你能盲听成功吗?),不仅如此,它还有着无敌的被动降噪效果:

即便放眼现在,市面上任意价位的耳机能在HiFi性上打败ER4B的都屈指可数。

造成这一现象的根本原因不是技术瓶颈,而是广大HiFi厂商以及发烧友在HiFi理念上的不足。早在几十年前,音特美就已经深知频响曲线对耳机的重要性,同时还知道HiFi耳机的目标频响曲线应该长什么样,而如今,大多数厂商和发烧友甚至连客观指标都还不愿相信,说几十年来原地踏步都算委婉的了,只凭玄学大师们指点江山的话,就算再来几十年HiFi也不会有任何进步。

好消息是,近年来HiFi耳机终于逐渐迎来了新的变革,一个就是如今发展迅猛的真无线蓝牙耳机(True Wireless Stereo,TWS)

在以前,花上千元买个耳机可能会被说人傻钱多,有钱没处花。而现在,花一两千买个TWS却成为了潮流:

前文已经说过,很多TWS会借助内置EQ实现比大多数传统HiFi耳机更HiFi的频率响应特性,例如苹果AirPods Pro:

能够通过更新固件改善音质

哪怕只从这方面来讲,TWS对于HiFi耳机而言就已经是一个巨大进步了。

不仅如此,TWS还可以实现更复杂的内置音效、主动降噪、甚至像AirPods Pro这样的自适应均衡黑科技,这些还只是单纯从音质的角度考虑,随着TWS在智能穿戴设备的方向上不断进化,TWS将从根本上拓宽耳机的概念,改变人们对耳机的认知。

目前TWS在音质方面的宣传还是比较保守的,但随着TWS技术与市场逐渐成熟壮大,以及HiFi的谎言被逐渐揭穿,TWS必然不会乖乖地接受“没有音质”这一莫须有的标签,过不了多久,它们也将抢占HiFi市场这块小点心。

这里我单纯地从HiFi发烧友的角度给出我心目中的TWS所应满足的要求:

① 良好的基础音质表现,包括接近HiFi目标曲线的频响特性、无难以补救的频响缺陷、足够高的佩戴一致性、几乎不可闻的非线性失真等等;

② 听觉上接近无损的无线音频传输;

可高度DIY的数字音频处理系统,提供高精度EQ、脉冲响应卷积等,可通过APP等方式配置并保存到耳机芯片之中;

内置传感器实现个性化测量(例如AirPods Pro),并提供透明的测量数据;

声压级监控,普通用户往往无法得知自己的实际听歌音量,解决这个问题会对听力保护有好处,而TWS可以实现这一点。具体实现方法,有人可能会说需要内置麦克风,其实不用,由于TWS集成了DAC和放大器,排除了前端功率和耳机灵敏度的变量,因此完全可以对声压级进行准确预测。

可以看到,其实AirPods Pro在硬件上完全可以满足我的这些需求,不过这样一款面向大众的产品是不太可能来照顾这种偏门需求的,要是真有这样的TWS,我一定买爆。

另一个能给HiFi带来变革的是HRTF虚拟声场技术,该技术从根本上的人耳听声辨位原理出发,借助数字音频处理技术精确计算还原声场中的音源在人耳鼓膜处应有的响应,从而能够实现极度逼真的虚拟声音体验,借助这个技术,老烧们梦寐以求的“现场声还原”终于成为了可能。

显然,这个技术在任何与声音体验相关的领域都有着巨大的应用前景。对于HiFi而言,该技术的早期应用主要会是耳机模拟音箱,与那些没有什么吸引力的传统虚拟环绕音效不同,基于HRTF的虚拟音效能够在普普通通的耳机上实现有如一对高品质音箱真的就摆在你面前一般的极致临场感,并且可以完美兼容现有的音频创作体系,如此一来,HiFi耳机会在声音体验上得到质的飞跃;更长远的变革将会是在音频创作领域,会出现从根本上抛弃传统的立体声音响系统,完全基于耳机和HRTF模拟的全新音频创作体系,届时音频创作将释放出前所未有的可能性。

从原理与技术上讲,虚拟HRTF并不是什么新鲜玩意,相关理论早已十分完备,但是该技术的实际应用与推广却非常具有的挑战性,其高品质的声音体验依赖于HRTF与耳机的精确个性化测量,而个性化测量的高门槛极大限制了该技术的发展,因此探索优质的通用HRTF模型和更高效的个性化测量方案成为该技术的关键突破点。

近年来,终于开始有越来越多的厂商在该领域推出较为成熟的产品,下面简单列举一些我所知道的,欢迎各位补充:

这个前文已提到过就不赘述了,这家创立于2004年的公司在这一领域里已深耕多年,但现有产品对普通用户来说门槛还是太高,去年听说有计划要推出更加面向大众的新产品,但据我所知公众号已好久没更新了,不知近况如何?

这家老牌声卡厂商近两年也推出了其Super X-Fi系列产品,通过拍照给头部建模实现简单的个性化HRTF匹配,配合自家耳机提供高质量的虚拟环绕音效,从相关评测来看虽然效果不如Smyth Realiser那般以假乱真,但已经十分惊艳了。

与前两个不同,真力 Aural ID 仅仅提供了最基本的HRTF个性化测量服务和标准SOFA格式的HRTF文件,但是要价竟高达500欧!考虑到真力在监听音箱市场的霸主地位,技术实力肯定是无需置疑的。

Aural ID采用摄影测绘技术,与简单根据头型和耳型匹配现有HRTF模型的做法不同,用户需要拍一段包括自己头部与肩部的视频上传至官方服务器,经过精确的3D建模和复杂的声学计算生成100%个性化的HRTF数据,声称比耳道里塞麦克风的实际测量方法还要准确,期待哪位土豪大佬吃螃蟹评测一下。

不过即便搞定了HRTF,耳机的个性化测量依旧是一大难题,个人认为基于主观听觉的耳机频响校准在这方面具有非常大的潜力,感兴趣的可以看我另一篇文章:

从已公开的情报来看,索尼的360 Reality Audio并没有什么技术亮点,只有一个简单的耳形匹配,完全不考虑耳机校准,可以预见其声音体验充其量就是假人头录音和早已在不少游戏中应用的那种通用HRTF音效的水平(CSGO于2016年上线HRTF音效),没有什么新鲜感。

不过,与其他产品不同,索尼360 Reality Audio的定位是一种全新的3D音频格式,没错,它真正的竞争对手是立体声、环绕声等传统音频格式,在其他厂商着眼于技术储备的时候,索尼已经把目光放到了前文所说的下一阶段——音频创作体系革新,和曾经的CD、Hi-Res一样,索尼争夺的是标准制定者的角色,野心再次展露无遗,期待在有索尼这样的巨头公司牵头的发展下,这项技术能够尽快成熟推广吧。

7、如何根据客观指标挑选DAC、耳放等前端设备?

涉及细节之前,首先我想强调的是客观指标的权威性

和测不准的耳机不同,前端设备的客观指标可以被准确测量,因此测量结果往往具备真正意义上的权威性,换句话说,前端设备的声音好坏几乎只根据客观指标就可以准确判断,这对于发烧友而言无疑是个巨大的福音。更直观地讲,各项客观指标均低于人耳察觉阈限的音频设备,往往可以实现完全的听觉透明(Audibly transparent),即人耳无法察觉该设备本身的任何失真。这点也许连我的华硕声卡都能做到:

不过,客观测试涉及音频的方方面面,因此看指标是有一定门槛的,只有具备充分的专业知识才有能力对测试数据作出正确解读。

幸运的是,近年来出现了越来越多专业的音频设备测量网站,这里我推荐几个:

大佬创建的聋人HiFi基地:

③ L7audiolab,狼教授的前端设备测量网站:

④ Reference Audio Analyzer,战斗民族的HiFi测量网站,几乎覆盖了所有类型的音频设备,测试报告非常详细。不过他家的耳机测量设备比较山寨,建议只看其他设备的:

//TODO 有空再写,敬请期待

8、44.1KHz够用吗?我们是否需要更高的采样率?

对于普通用户最终拿到手的音频载体而言,44.1KHz、48KHz已经是非常够用的了,更高的采样率几乎没有意义,只会徒增文件容量而已:


历时两个多月,本文终于差不多写完了,第四部分会不定期更新,敬请关注。顺便也可以关注一下我的专栏,时不时会给大伙整个活,有好活的也欢迎投稿~

最后,简单扯扯我开始写HiFi科普的缘由吧。

本人玩HiFi多年,一开始和大多数发烧友没什么两样,也算是交了不少学费。后来有幸接触到了 和 两位大佬,终于逐渐开窍,之后从 大佬的文章也白嫖到了很多知识,可以说有他们的付出,国内才有了如今初具规模的科学HiFi玩家。

遗憾的是,科学HiFi的推广实在过于缓慢,即便是那些早已被科学研究证实的结论,目前在HiFi圈仍旧饱受争议,因此我一直期待有大佬能写一篇强有力的科普把一些已被证伪的玄学彻底击垮,然而眼看快2020了,还是没有等到。另一方面,经过跟大佬们的学习后,我慢慢也有了一点知识储备,也研究出了一些算得上是私货的东西可以分享,既然如此我就来挑战一下吧。

最后的最后,本文的观点也许不会被很多发烧友所接受,但无论如何,我都推荐发烧友们能更多地去了解HiFi相关的科学知识,尝试从一个全新的、客观理性的角度来重新看待HiFi,这不仅对你们的HiFi爱好有百利而无一害,并且我相信在这之后,你们一定会对HiFi有耳目一新的认识。

一套来自外太空的系统改变了他的生活。不仅仅有了常人没有的力量和体质,还有了治疗疾病的能力。说是阴差阳错也好,说是命中注定也罢,他与神医之名,终究结下了不解之缘。癌症?艾滋病?小意思!遗传病?哥能修复基因!拯救天下苍生,扫遍地下世界。

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