時(shí)間來到2022年，關(guān)于真無線耳機(jī)TWS的佩戴穩(wěn)定性、是否有必要等質(zhì)疑，已經(jīng)不再是一個(gè)問題，反倒是“音質(zhì)好壞”“不知道選哪個(gè)好”等主觀性較強(qiáng)的顧慮，成為困擾聲學(xué)廠商、移動(dòng)終端廠商的焦點(diǎn)。

對聲音的感知和偏好，帶有很強(qiáng)的個(gè)性色彩，這也使得大家對TWS耳機(jī)的價(jià)值判斷莫衷一是，很容易陷入“索尼大法好”“水電比火電更好聽”之類的玄學(xué)。個(gè)人喜好自然無需科學(xué)來定義，但TWS耳機(jī)這一品類要向前發(fā)展，卻需要共識和標(biāo)準(zhǔn)，這就離不開定量、定性的科學(xué)方法。

（古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯）

對畢達(dá)哥拉斯來說，聲音的愉悅感正是通過科學(xué)來定義的。英國作者邁克·戈德史密斯在《牛津通識課：聲音》一書中寫道：聲學(xué)是最早的科學(xué)研究領(lǐng)域之一。早在公元前500年左右，畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras) 聽到鐵匠們敲打鐵錘時(shí)發(fā)出的聲音，他稱量了鐵匠們所用錘子的重量，發(fā)現(xiàn)那些發(fā)出悅耳聲音的錘子的重量之間是簡單的倍數(shù)關(guān)系，八度音程是所有音程中最和諧的。TWS耳機(jī)要讓消費(fèi)者體驗(yàn)更好，滿足降噪、音質(zhì)、交互等全方位的需求，離不開嚴(yán)苛而精確的科學(xué)支撐。

近段時(shí)間，8月18日，華為音頻領(lǐng)域迄今最大的實(shí)驗(yàn)室——上海音頻實(shí)驗(yàn)室首次向媒體開放，闡述了華為音頻從硬件、軟件到無線高清傳輸?shù)娜溌肥浇鉀Q方案，原來一個(gè)華為TWS耳機(jī)從誕生到出廠，要在里面經(jīng)歷一關(guān)又一關(guān)的連環(huán)考驗(yàn)。

沿著這段TWS耳機(jī)的科技之旅，很適合深入扒一扒華為在數(shù)字音頻領(lǐng)域的技術(shù)“家底兒”，也能借此機(jī)會(huì)審視一下，TWS耳機(jī)究竟需要什么樣的體系化能力。

如前所說，科學(xué)是人類理解和感知聲音的最佳標(biāo)尺。大約4億年前，當(dāng)兩棲動(dòng)物在陸地上定居后，為了探測經(jīng)由空氣傳導(dǎo)的聲音，鼓膜和耳蝸就開始演化了，聲音的出現(xiàn)甚至早于視覺，這是科學(xué)的原點(diǎn)。

古希臘人在建筑結(jié)構(gòu)上窮盡腦洞，公元前4世紀(jì)的埃皮達(dá)魯斯劇院用石灰石制成座椅，用來吸收頻率低于500赫茲的聲音，降低觀眾竊竊私語的噪音。第一次世界大戰(zhàn)，人們意識到高頻聲音能夠作為聲吶系統(tǒng)的一部分，才對它們產(chǎn)生了興趣。第二次工業(yè)革命中，愛迪生發(fā)明了留聲機(jī)，讓錄制好的音樂通過電聲轉(zhuǎn)換設(shè)備分享給了發(fā)燒友們，帶動(dòng)了音響藝術(shù)。到了1979年，索尼第一款磁帶隨身聽TPS-L2亮相，便攜式耳機(jī)隨之進(jìn)入市場。到了2016年AirPods問世，實(shí)現(xiàn)了雙耳分離，也開啟了TWS耳機(jī)的競逐。

不難發(fā)現(xiàn)，耳機(jī)的發(fā)展與人類科技的進(jìn)步、對音質(zhì)永無止境的追求、享受音樂的需求逐漸大眾化，有著直接的關(guān)系，沿著兩個(gè)核心脈絡(luò)向前演進(jìn)：

一是便攜性。一方面，耳機(jī)的體積越來越小，1891年誕生的耳機(jī)是專為通信而打造的，使用時(shí)需要把重達(dá)幾磅的耳機(jī)支在肩頭，隨著Walkman、iPod、手機(jī)等設(shè)備的普及，耳機(jī)憑借其小巧的體型、相比音響更友好的價(jià)格，成為欣賞音樂的主流設(shè)備，生產(chǎn)工藝也使得耳機(jī)體型越來越小，入耳式耳塞可以把聲音灌入耳道。便攜性的另一面，則體現(xiàn)在從有線到無線的演進(jìn)，減少了連接線的束縛。上世紀(jì)曾誕生了以紅外線作為傳輸?shù)臒o線立體聲耳機(jī)，但紅外線發(fā)射的距離有限、范圍有限，發(fā)射器和接收器裝置也無法小型化，沒能大范圍普及。也曾出現(xiàn)過WiFi的無線耳機(jī)，但WiFi建設(shè)成本高，無法滿足用戶隨時(shí)享受音樂的移動(dòng)需求，同時(shí)配對復(fù)雜，換一個(gè)WiFi就要重新輸入密碼，十分繁瑣。TWS耳機(jī)之所以成為無線耳機(jī)的主流解決方案，得益于藍(lán)牙在帶寬、功耗、連接穩(wěn)定性等方面的優(yōu)越性，加上智能手機(jī)的普及和無線化趨勢，TWS耳機(jī)成為滿足大眾聽覺體驗(yàn)的首選方案。

二是音質(zhì)。聲學(xué)品牌率先開始投入耳機(jī)制造領(lǐng)域，1959年日本STAX公司推出了震驚世界的SR-1，無與倫比的細(xì)膩及低失真表現(xiàn)將同時(shí)代的動(dòng)圈耳機(jī)拋后幾個(gè)身位。1979年索尼進(jìn)軍耳機(jī)行業(yè)，“索尼大法”憑借音質(zhì)吸引音樂發(fā)燒友流行世界。TWS耳機(jī)采用無線傳輸，擺脫了耳機(jī)線的束縛，在聽覺體驗(yàn)上的技術(shù)難度也增加了。

一方面，音質(zhì)好要集成高素質(zhì)的聲學(xué)單元，這就對TWS耳機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝提出了很高挑戰(zhàn)，比如以音質(zhì)為賣點(diǎn)的鐵三角ATH-CKR7TW，采用DLC類鉆石碳涂層振膜單元，在當(dāng)時(shí)達(dá)到了很高的單元素質(zhì)，也導(dǎo)致產(chǎn)品體積過大，佩戴舒適度不足。

此外，TWS耳機(jī)去掉了連接線，左右耳分離的特征雖然方便，但出現(xiàn)了連接穩(wěn)定性低、區(qū)分主副耳、時(shí)延大等新問題，往往需要與手機(jī)等設(shè)備來協(xié)同優(yōu)化，而很多TWS耳機(jī)廠商本身沒有智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品線，無縫協(xié)同、降低延時(shí)、同步穩(wěn)定性等方面與華為、三星等多品類廠商就略顯遜色。比如三星Galaxy Buds搭配三星手機(jī)可以無縫連接，華為Freebuds Pro2與華為手機(jī)配合，支持高端藍(lán)牙音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)HWA和Hi-Res Audio Wireless雙金標(biāo)認(rèn)證，加上耳機(jī)自帶的四磁體13mm高質(zhì)量動(dòng)圈單元，音質(zhì)表現(xiàn)自然更好。傳統(tǒng)聲學(xué)廠商的優(yōu)勢是長期的內(nèi)容積累，比如索尼就提供“索尼精選”的包月收費(fèi)服務(wù)，用戶可以欣賞到超越CD的Hi-Res音源。

同時(shí)，TWS耳機(jī)靠近耳道，如果降噪、控制力做得不夠好，用戶為了聽得更清楚而將音量開大，久而久之會(huì)對聽力造成損害?！败浖x一切”的數(shù)字時(shí)代，主動(dòng)降噪、高低頻調(diào)校等來控制聲音動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，需要軟硬件結(jié)合的開發(fā)能力，傳統(tǒng)聲學(xué)廠商也未必能游刃有余，比如索尼WF-1000X作為首款具備主動(dòng)降噪功能的TWS耳機(jī)，降噪效果卻沒能達(dá)到很多人預(yù)期的效果。

綜觀耳機(jī)產(chǎn)品的變化可以發(fā)現(xiàn)，聲學(xué)科技的進(jìn)步，數(shù)字音頻的發(fā)展，享受好音質(zhì)的門檻不斷降低等等，多重因素共同決定了耳機(jī)對于消費(fèi)者的吸引力。未來，圍繞TWS耳機(jī)的競爭還會(huì)更激烈，也說明創(chuàng)新開始進(jìn)入深水區(qū)。主要表現(xiàn)在：淺層創(chuàng)新開始“內(nèi)卷”，比如受限于新技術(shù)、新材料的突破周期，體積減無可減，開始在外觀、器材上同質(zhì)化競爭，幾十元的TWS耳機(jī)都開始塞進(jìn)動(dòng)圈單元，新技術(shù)亮點(diǎn)不足，同時(shí)出現(xiàn)了“科技以換殼為本”的供應(yīng)鏈?zhǔn)絼?chuàng)新。而一些尚未解決的體驗(yàn)痛點(diǎn)，則需要深層創(chuàng)新來攻克，比如時(shí)延、音質(zhì)、降噪等，讓聲音從“能聽”到“好聽”，不是孤立技術(shù)能解決的，需要編解碼技術(shù)、音源、硬件、算法等綜合發(fā)力。

從這個(gè)角度看，華為上海音頻實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)恰逢其時(shí)，讓我們沿著科學(xué)的路線圖，去看看TWS耳機(jī)升級都需要哪些硬核科技作為后盾。

來自實(shí)驗(yàn)室的千錘百煉，對一款耳機(jī)來說或許有些吹毛求疵，卻是消費(fèi)者所喜聞樂見的。作為華為迄今面積最大的音頻實(shí)驗(yàn)室，華為上海音頻實(shí)驗(yàn)室對于一部TWS耳機(jī)來說，可能就是“試煉場”一般的存在，通過層層測試和考驗(yàn)來打造極致音頻體驗(yàn)。

一部TWS耳機(jī)會(huì)在華為上海音頻實(shí)驗(yàn)室，要經(jīng)歷哪些難關(guān)？咱們用“云旅游”的方式來感受一下：

首先來到“硬件創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”。硬件創(chuàng)新的前提是有各種儀器設(shè)備來進(jìn)行調(diào)試，華為為該實(shí)驗(yàn)室引入了各種研發(fā)、調(diào)試?yán)?，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)提供保障。比如通過3D打印機(jī)，能夠進(jìn)行定制化的耳機(jī)形態(tài)打印，與人耳的貼合度更高。

聽覺體驗(yàn)與具體情境高度相關(guān)，在真實(shí)世界中或盡可能接近真實(shí)世界的環(huán)境中測試至關(guān)重要。產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成之后，就要經(jīng)歷一系列場景化測試與檢驗(yàn)了。華為上海音頻實(shí)驗(yàn)室在場景化方面部署重兵，搭建了耳機(jī)通話實(shí)驗(yàn)室、耳機(jī)降噪實(shí)驗(yàn)室、車載場景實(shí)驗(yàn)室、可變混響場景實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)細(xì)分實(shí)驗(yàn)室，以滿足各種不同場景下的聲音體驗(yàn)最優(yōu)化。

比如耳機(jī)通話，就是一個(gè)極為高頻的使用場景。華為的耳機(jī)通話實(shí)驗(yàn)室十分“黑科技”，是一個(gè)尖劈設(shè)計(jì)的全消聲實(shí)驗(yàn)室。在一座“懸空”于地面的房間，采用6面尖劈設(shè)計(jì)，本底噪聲僅有9dBA，甚至超越了20dBA的人類聽力極限——人走進(jìn)入可以聽到自己的“心跳”的聲音。在這樣的環(huán)境中，還擺放了8個(gè)揚(yáng)聲器及一個(gè)低音揚(yáng)聲器，最大程度地還原真人在不同環(huán)境下進(jìn)行通話，包括安靜的、有噪聲的、高噪的、多人講話等場景?？上攵?，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室對于噪聲場景的還原以及耳機(jī)通話能力的調(diào)試也是極為優(yōu)越的。

主動(dòng)降噪是利用電子技術(shù)來消除噪聲，帶來音質(zhì)和聽覺體驗(yàn)的明顯提升。具體怎么降低噪聲呢？“耳機(jī)降噪實(shí)驗(yàn)室”就是專業(yè)干這個(gè)的。同樣是全消聲實(shí)驗(yàn)室，耳機(jī)降噪實(shí)驗(yàn)室采用的是平板吸聲技術(shù)，本底噪聲只有10dBA，通過噪音信號采集、不斷重放調(diào)試，通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)境，測試耳機(jī)的降噪能力，HUAWEI FreeBuds Pro 2的智慧動(dòng)態(tài)降噪都是在這里進(jìn)行調(diào)試的。

空間音頻實(shí)驗(yàn)室的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，可以營造出標(biāo)準(zhǔn)三維聲環(huán)繞環(huán)境，模擬還原真實(shí)的生活場景，在這里對音樂、電影、有聲書等音源進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，滿足發(fā)燒友對聲音的嚴(yán)苛要求。室內(nèi)場景模擬實(shí)驗(yàn)，則用于對平板、PC、大屏、音響、家庭影院等產(chǎn)品在各種生活環(huán)境中的音樂播放效果的調(diào)測，滿足用戶在不同場景、不同空間大小中，混響差異帶來的細(xì)致感受。

當(dāng)然，效果好不好，最終還是要靠用戶的真實(shí)感受和反饋來說話，用戶測試是不可或缺的一環(huán)。在可變混響實(shí)驗(yàn)室，通過用戶的主觀體驗(yàn)觀察與測試，將個(gè)性化的用戶體驗(yàn)轉(zhuǎn)變成一個(gè)個(gè)定量的科學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而指導(dǎo)華為耳機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)室的“采訪間”內(nèi)，用戶對耳機(jī)的降噪舒適度、佩戴舒適度、通話等進(jìn)行打分，幫助工程師進(jìn)行更優(yōu)產(chǎn)品體驗(yàn)的打磨。還有與專業(yè)醫(yī)院測試儀器同精度的聽損測試儀設(shè)備，可以準(zhǔn)確檢測出耳朵的聽損程度，后續(xù)結(jié)合智能算法來優(yōu)化聽感、保護(hù)聽覺健康。

只有將科技產(chǎn)品帶入不同情境、不同空間、不同體驗(yàn)之中，讓多種技術(shù)能力的融合協(xié)同發(fā)揮到極致，才能打破TWS體驗(yàn)的天花板。

華為上海音頻實(shí)驗(yàn)室能力如此強(qiáng)大，給出了怎樣的產(chǎn)品答卷呢？FreeBuds Pro 2就是那枚經(jīng)過了千錘百煉的TWS耳機(jī)，也成為引領(lǐng)行業(yè)科技創(chuàng)新方向的一個(gè)路標(biāo)。

前面說到，深層創(chuàng)新需要多種技術(shù)的協(xié)同突破，而FreeBuds Pro 2耳機(jī)的音頻體驗(yàn)，正是通過全鏈路能力來系統(tǒng)性輸出：

硬件架構(gòu)創(chuàng)新：HUAWEI FreeBuds Pro 2的超感知原聲雙單元系統(tǒng)，創(chuàng)新性地采用了兩個(gè)獨(dú)立發(fā)聲單元的聲學(xué)架構(gòu)：音單元采用11mm四磁體雙磁路大動(dòng)圈單元，磁通量更大，推動(dòng)振膜的驅(qū)動(dòng)力也會(huì)更大，從而讓低音呈現(xiàn)更加渾厚有力，直入人心；高音單元采用微平板技術(shù)，音圈驅(qū)動(dòng)面積占振膜全部面積的比例更大，與音源近似一致的瞬態(tài)響應(yīng)速度，讓聽眾能夠聽清楚音樂中的更多細(xì)節(jié)。很多音樂發(fā)燒友喜歡用“易推”“沒推好”來判斷耳機(jī)品質(zhì)，其實(shí)就是耳機(jī)能不能快速反應(yīng)，推出平衡的好的聲音，這對耳機(jī)的驅(qū)動(dòng)力、靈敏度都有很高的要求，HUAWEI FreeBuds Pro 2的架構(gòu)創(chuàng)新，結(jié)合數(shù)字分頻方案，讓TWS耳機(jī)也有了媲美頭戴HiFi耳機(jī)的音質(zhì)。

軟件算法進(jìn)步：“軟件定義一切”在數(shù)字音頻領(lǐng)域主要體現(xiàn)在降噪、音質(zhì)上。主動(dòng)降噪方面，華為基于耳機(jī)通話實(shí)驗(yàn)室自研了DNN深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通話降噪算法，對500+ 種類的噪音、上億級的噪音數(shù)據(jù)量進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，讓HUAWEI FreeBuds Pro能夠定向拾取人聲并加強(qiáng)，在高噪聲和風(fēng)噪場景，通話降噪效果大幅提升。音質(zhì)提升方面，HUAWEI FreeBuds Pro 2搭載的三重聽感優(yōu)化算法，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)檢測不同的耳道結(jié)構(gòu)、佩戴狀態(tài)以及音量大小，智能計(jì)算并優(yōu)化全頻段聽音效果。

藍(lán)牙編解碼技術(shù)升級：很多消費(fèi)者在升級耳機(jī)之后，發(fā)現(xiàn)聽到的聲音并沒有很大的變化，這就要說到設(shè)備之外，另外兩個(gè)決定聽感的關(guān)鍵因素：

一是音源，如果播放的是MP3這類有損壓縮格式，那么設(shè)備再高級也很難達(dá)到高清效果，高解析度音源Hi-Res被認(rèn)為音質(zhì)超越CD，早在2018年，華為就率先提出了HWA（HiRes Wireless Audio）高音質(zhì)藍(lán)牙協(xié)定，并作為HWA聯(lián)盟的發(fā)起方之一，投入大量資源來推動(dòng)高清無線音頻的發(fā)展，讓用戶能聽到更優(yōu)質(zhì)的聲音。

二是傳輸，藍(lán)牙音頻傳輸過程要經(jīng)歷兩次解碼和一次解碼，傳統(tǒng)的編解碼技術(shù)帶寬不足，在傳輸高解析音頻內(nèi)容時(shí)會(huì)讓聲音劣化，造成音質(zhì)損傷，以HUAWEI FreeBuds Pro 2為例，就結(jié)合華為自研L2HC及業(yè)界LDAC?雙高清音頻解碼，減少無線傳輸?shù)难舆t及音質(zhì)損傷，原本的聲音是什么樣，聽到的就是什么樣，獲得了HWA及Hi-Res雙金標(biāo)認(rèn)證，率先實(shí)現(xiàn)HarmonyOS及Android雙生態(tài)高清音頻傳輸。

可以看到，從硬件、軟件到編解碼技術(shù)的全鏈路式解決方案，讓HUAWEI FreeBuds Pro 2劈開了深層創(chuàng)新的天花板，將TWS耳機(jī)的音質(zhì)表現(xiàn)拉升到新的定義空間。

TWS耳機(jī)的音質(zhì)有那么重要，需要投入如此多的人力物力財(cái)力去鉆研嗎？回答這個(gè)問題前，或許我們可以回到一開始的科學(xué)原點(diǎn)，去思考一下數(shù)字時(shí)代聲音對于個(gè)人來說意味著什么：

一是新體驗(yàn)。萬物互聯(lián)時(shí)代必然是多感官的沉浸體驗(yàn)，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今的幾十年間，視覺體驗(yàn)得到了空前的提升，大量關(guān)于網(wǎng)頁優(yōu)化、算法推薦的新技術(shù)出現(xiàn)，已趨于飽和。人們需要處理大量視覺信息，注意力已經(jīng)過載，更好的聲音和更少的壓縮可以讓我們花費(fèi)更少的精力來取得更高的工作效率。圍繞聽覺維度展開的體驗(yàn)競爭，將是接下來的重點(diǎn)。耳機(jī)把持著聽覺入口這一戰(zhàn)略位置，其體驗(yàn)自然至關(guān)重要。目前，華為音頻技術(shù)，已經(jīng)在大屏音響、平板PC和手機(jī)等產(chǎn)品上給消費(fèi)者提供優(yōu)質(zhì)的音頻體驗(yàn)。

二是新場景。很多場景下聽覺變得愈發(fā)重要，成為獲取新增長的變量之一。比如車內(nèi)，有一個(gè)測試，小朋友們在車上往往會(huì)沒有安全感，導(dǎo)致家長不能專心駕駛，而科學(xué)家在車內(nèi)加入了低頻沉穩(wěn)的聲音，讓小朋友情緒穩(wěn)定，能夠平穩(wěn)地睡著。由此可見，車內(nèi)聲音是非常有價(jià)值但尚未被真正開發(fā)的難點(diǎn)，今天大部分汽車的車載音頻設(shè)備還處于“能出聲”的階段，要達(dá)到享受聲音、觸碰人心的效果，還需要進(jìn)一步創(chuàng)新。事實(shí)上，華為音頻音效技術(shù)已經(jīng)開始上車，結(jié)合車輛場景，讓AITO汽車的乘客獲得更好的沉浸感，試聽感受到好評。

更好的科技應(yīng)學(xué)會(huì)主動(dòng)開辟新道路，為人類的美好生活而服務(wù)，數(shù)字時(shí)代也呼喚著新的聲學(xué)科技。

而華為能夠在聲學(xué)科技上走得更遠(yuǎn)，以下幾方面的原因是有目共睹的：

1.長期投入的技術(shù)積淀。在研發(fā)上的持續(xù)投入是華為一直堅(jiān)守的信念，華為在音頻領(lǐng)域集合全球超過七大研發(fā)中心能力，超過500人的聲學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)，其中上海音頻實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)細(xì)分實(shí)驗(yàn)室投入都在百萬以上，從HUAWEI FreeBuds Pro 2的表現(xiàn)可以看出，華為在音頻方面的技術(shù)積累也開始轉(zhuǎn)化為明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢。

2.對用戶體驗(yàn)的重視。以用戶為中心，在實(shí)驗(yàn)室中盡最大能力去提升用戶體驗(yàn)，聽取用戶反饋，已經(jīng)融入華為技術(shù)研發(fā)的基因之中。

3.創(chuàng)新轉(zhuǎn)化的工程能力。技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品成果的轉(zhuǎn)化是一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的過程，從實(shí)驗(yàn)室不難看出華為音頻的精益求精和流程把控，最終打造出具有競爭力的產(chǎn)品力。

在TWS耳機(jī)進(jìn)入主流視野的第六年，或許我們真正需要的創(chuàng)新就是這樣——理解并觸摸用戶的主觀感受與渴求，同時(shí)要向科學(xué)與技術(shù)中去尋求解決方案。

這是一條更艱難的創(chuàng)新之路，也是此后市場競爭的焦點(diǎn)所在，而華為又一次引領(lǐng)行業(yè)，倒逼TWS耳機(jī)進(jìn)入新一輪良性進(jìn)化。

敢于向科技更深處探尋，這或許是華為存在的最重要的意義，也將觸發(fā)下一段聲音科技之旅。