什么是波束成形音频，它是如何工作的？

摘要：借助波束成形，条形音箱等产品可以更准确地在空间中放置声音。结合头部跟踪，这可以创建一个个性化的声音气泡，跟随您穿过房间。

波束成形音频即将进入音频世界，它可能会改变一切。波束成形音频有什么特别之处，它是如何工作的，这项技术对音频的未来意味着什么？

什么是波束成形音频？

波束成形音频采用与传统扬声器完全不同的音频方法。它不是试图覆盖尽可能广泛的区域，而是旨在将声音放置在空间中非常特定的点。这也不仅仅是播放声音，因为波束形成也可以与麦克风阵列一起使用，让您也可以从空间中的特定点拾取声音。

另一方面，大多数扬声器，无论您是在谈论立体声还是环绕声，都旨在用声音覆盖广阔的区域。这意味着如果您坐在沙发上并从左侧滑到右侧，您仍然会听到扬声器发出的声音，而您所听到的几乎没有变化。与传统扬声器相比，波束成形就像使用画笔而不是滚筒。

虽然波束成形在音频领域的首次出现相对较晚，但波束成形是一项已经存在多年的技术。该技术已被用于声纳、雷达，甚至无线路由器。

制造商已经意识到波束成形可能带来的好处已经有一段时间了。直到最近，随着数字信号处理 (DSP) 芯片变得更加强大和价格实惠，公司才开始将波束成形集成到音频产品中。

波束成形音频有何特别之处？

虽然我们只是看到它能做的事情的开始，但波束成形技术有可能在音频方面创建全新的产品类别。为了了解可能性，让我们看看它是如何使用的。

波束成形技术多年来一直用于音频领域的一个领域是头戴式麦克风的噪声消除。这个想法是，麦克风阵列的一部分专门针对您的声音，而其他麦克风会收集您周围的任何噪音。然后耳机使用 DSP 从音频中减去那些分散注意力的其他声音，使您的声音听起来清晰。

虽然用于消除噪音的波束成形很方便，但看起来并不一定令人印象深刻。为此，您需要了解波束成形音频如何开始改变条形音箱的世界。

在 CES 2023 上，Razer 推出了 Leviathan V2 Pro，这是一款将波束成形音频与头部跟踪相结合的条形音箱，可实现一些真正令人印象深刻的音频技巧。通过使用头部跟踪，条形音箱可以在房间内跟随您。将此与波束成形音频的精确度相结合，您可以让音频在房间内跟随您。

如 Razer 网站所述，Leviathan V2 Pro 有两种工作方式。对于环绕声，条形音箱会创建一个虚拟扬声器阵列，在房间内跟随您。这意味着无论您位于房间的哪个位置，您都能听到如同坐在传统家庭影院系统最佳听音位置的声音。

对于像音乐这样的立体声内容，对虚拟扬声器阵列的需求就不同了。相反，条形音箱使用 THX Spatial Audio 来创建虚拟耳机。这就像戴着耳机在房间里走来走去，只是你不必真正戴上耳机。

这意味着您可以在不打扰其他人的情况下在深夜观看一部听起来像是在摇晃房间的电影。几年前，为每个观看者提供不同音量级别的条形音箱听起来像是一个棘手的难题，而现在它似乎指日可待。

波束成形音频的工作原理

波束成形音频，至少在聆听方面，就是将声音置于精确位置的特定音量。这是由数字信号处理以及称为建设性和破坏性干扰的两个概念提供支持的。虽然这些概念通常适用于 wave，但我们只关注音频方面。

因为波没有物质实体，所以它们可以占据空间中的同一个点。发生这种情况时，您会受到干扰。当两个声波相互对齐时会发生相长干涉，从而产生比原始信号大得多的信号。

另一方面，当两个声波彼此不对齐（也称为“异相”）时，就会发生相消干涉。在这种情况下，声波相互抵消，导致音量比任何一个原始波低得多。

任何使用波束成形音频的产品都依赖于这些概念以及数字信号处理来处理数学问题。这种相位对操纵量的使用与主动降噪 (ANC) 的工作原理非常相似。

如何获得波束成形音频？

幸运的是，您无需了解波束成形音频即可从中获益。这是个好消息，因为我们肯定会在不久的将来看到更多这种技术。

如果您想立即试用波束成形扬声器，除了将于 2023 年 1 月 31 日发售的 Razer Leviathan V2 Pro 之外，市场上还没有太多产品。与任何新技术一样，波束成形音频也有价格标签。也就是说，这不是天文数字——在利维坦的案例中是 400 美元。虽然这并不便宜，而且它只是一个桌面条形音箱，但很多条形音箱的用途远不止于此。因此，请记下您的音频需求，并考虑等到更多波束成形音频解决方案问世后再购买是否有意义。