[创新中国 透视未来]传音入密

  编者按：近年来，有关广场舞噪音扰民的争议不小。有没有一种技术，使得声音可以定向传播，广场舞的配乐只有跳舞的人可以听见，其他人根本不受影响？目前，这项技术正在逐步成为现实。中国之声特别策划《创新中国，透视未来》，今天推出第五期：《传音入密》。

  央广网杭州12月29日消息 据中国之声《新闻纵横》报道，熟悉武侠小说的朋友都会记得，武侠世界里有一种神功叫“传音入密”，指的是高手可以将声音凝结成线，音波直线传递而不是四处扩散，这样就可以直接让受话人听到语音，而旁边的人却根本听不见，以实现千里传音。小说里的神功当然是虚构的，不过如今，这项神功变成现实了。带着对这种“秘技”的向往，最近记者探访了位于杭州的一家公司——聚声科技。

  公司创始人虞雷波正在调试设备。桌上一台电脑、一个功放和一块平板喇叭吸引了记者的注意。虞雷波介绍道：“这里（电脑）播放音频，这里有个音频线，连到这以后，经过功放再传到换能器，让它发出不同的声音。”

  这个金属换能器，通俗地称之为喇叭，其貌不扬。它的表面由几十个直径约1厘米的小孔均匀地排列。这里面有什么奥秘？虞雷波解释：“一个个的小点，每个都是发声单元，但是它发出的声音，人们听不到。因为它发出的是4万赫兹的高频波，通俗一点说就是超声波，而人耳最高能辨别2万赫兹。我们把音频加载在超声波上边。这些小点组成一个阵列，叫做参量阵。这些发声单元根据一定的算法，在空气中还原出人耳能听到的声音。”虞雷波指出，这种“加工过”的声音“和普通声音不一样，它的声音比较扁，低音部分基本没有”。

  虞雷波解释说，超声波和正常的声波不一样，是直线传播的，正常的声波加载成超声波以后，就可以做到普通声波无法做到的定向传播。

  为了体验这套“聚声波系统”是如何定向传播的，记者站在距离这台巴掌大小的喇叭约5-6米的地方，听到了响亮、声源方向辨识度很高的声响。

  而只要喇叭的角度偏离记者所站的方向超过30度左右，就立刻能感觉到声音音量呈断崖式下跌，尽管仍有些许回声。虞雷波表示，眼前巴掌大小的换能器，可以发出的声音在80分贝左右，传播距离约10米。他边画图边介绍：“它不是激光一样打过去，而是像手电筒一样打过去，是有一个角度的，30度或者15度。而且还有个特点，喇叭越大扩散的角度越小，它的声音更加聚集。”

  不过，既然超声波是直线传播，那为什么传播的过程中还会出现扇形的角度呢？虞雷波解释说，声音的传播本身是一个力学运动，在传播的过程中会因为震荡形成一定的角度，同时，角度的大小和机器的功率也有一定的关系。目前的技术水平还无法做到完全随意控制角度。

  虞雷波表示，国内外做声音定向传播的研究其实早已有之，而要达到90分贝以上的声音定向传播则非常难，他们公司攻克了高分贝声音控制的技术难关，“90分贝是一个坎，一般生活中都低于90分贝。但超过90分贝，就有商业利用价值了。”

  他所说的商用价值，是希望这种聚声波系统未来首先可以应用到降噪的环境中，比如将广场舞噪音、校园广播声音锁定在特定区域解决扰民难题，“声音是很多噪音污染的来源，这个像主动降噪一样，我们先把自己的声音控制好，不去破坏别人生活的环境。”

  杭州某广场一位广场舞爱好者对于这一神器很感兴趣，她表示以后会赞成这种产品的使用，“这个很好啊！不吵到别人是一种文明。这既满足了老年人快乐享受，又不影响市民，这不是城市的文明嘛？”

  不过，普通广场舞爱好者是否有能力斥资购下“降噪神器”呢？对此虞雷波笑着说，明年正式推向市场的这套设备“价格不菲”。相比之下，消除校园广播噪音，可能让这套“聚声波系统”更有用武之地。现实中，学校教育教学有运用广播的正常需要，声响在所难免；有部分作为“近邻”的小区居民则希望“耳根清净”。而利用这种系统从高处向下播放声音，就可以将声波控制在一定的扇面范围内，避免对周边居民造成影响。

  2016年9月，上海涵清环保科技有限公司就曾把这套系统带到上海几所中小学操场试验。该公司总经理梁俊介绍说，效果还不错，“这种声音和以前那种360度的声音不一样，它是单向性的。对着居民区的地方，声音传播只有一定距离，居民区听不到；背对着喇叭的地方是教室，也听不到声音。”

  虞雷波的抱负不止于此，他希望点对点的声音传播还可以应用于应急疏散、户外或者大型商超的有声广告等。当然，这还有赖于“传音入密”的技术进一步提高和改进，“这个声音还是属于还原的声音，就像是牛奶变成奶粉，再还原成牛奶一样。未来希望人们听到的（系统发出的）声音和传统声音是一样的。声音更好，距离更远。”

  创新力评估

  对于这种“传音入密”的设备，其实相关技术研究国内外早已有之，那么它的创新体现在何处呢？中国传媒大学音乐与录音艺术学院教授魏增来说，虽然国外已有研究，但技术的成熟度一直不高，“其实这不是很新的东西，多少年以前就有了，只不过是怎样在传输的远度，以及指向性的控制能力和音质之间取得平衡而已。同时还要注意一点，因为声能量比较集中，如果它最终辐射的对面是个强反射面，声波的反射也会很厉害。”

  公司负责人对于这项技术的应用前景十分看好，但中国科学院声学研究所李晓东教授表示，目前的一些产品都是应用在博物馆、银行等一些很特殊的应用场所，并没有大规模推广开来。

  李晓东说：“国外推广了很多年，都是在一些特殊场合应用，比如博物馆的讲解员介绍时，只有站在艺术品前的观众才能听到声音，这样就对周围的人干扰小；此外银行里，柜台内的工作人员经常和客户说话，隔着玻璃通过话筒和喇叭传声，周围等候的人都听得见，这时如果有这样的东西就不错。”

  那么制约这项技术推广的难处是什么？李晓东表示，这种技术先天的原理特点，决定了还需要突破和克服一些阻碍，“它有几个缺点，比如音色不好，因为它是由非线性转换过来的，失真比较大；其次过去的音量一直不高。这家公司说他们的产品音量超过了90分贝，但是低音仍然不够。那么如果在跳广场舞时应用显然不行，还是要用扬声器阵列，通过把可听声形成阵列这种方式来实现。”