人的耳朵是精密、復雜的器官,為了與之相稱,耳機也不能遜色太多。線圈、磁場、電場、鐵片,耳機在設計、制作的過程中抓住每個可能改善音效的細節,為你再現逼真的聽覺世界。
皮鞋踩在木地板上吱嘎作響,一步步越走越近。來客打開一只塑料袋,聲響清脆,是普通超市里稍厚的那種。他從袋里取出一盒火柴,放到你的左耳邊搖晃:可以清晰地聽出只剩下四五根火柴。突然,火柴盒被失手掉到地板上,你本能地摘下耳機去撿,才發現其實并沒有木地板、塑料袋和火柴盒,這是高保真的耳機系統制造出來的聲音世界。
這個火柴盒原本存在于某個錄音室,無數人通過耳機真切地感受到它的存在。耳機還原出來的聲音有多真實?剛接觸到耳機的人會為一大堆HIFI 術語摸不著頭腦:解析度、空氣感、動態、音場#8943;#8943;其實所有的參數都指向一個核心:重現所有的聲音,同時盡量不添加別的聲音。
再現真實的聲音
音箱當然也能做到這些,不過耳機在很多方面勝過音箱:更小的體積,花更少的價錢,就能得到和音箱差不多的效果。因為耳機里的聲音強度比音箱里小得多,但是它們的原理都一樣:把電流還原成最真實的聲音。
大多數的耳機采用所謂的“動圈式”結構。拆開耳機的外殼可以看見一片塑料薄膜,像一面鼓皮那樣蒙在耳機前方,所不同的是它并不像鼓皮那樣緊繃著,而是依靠自身的延展和褶皺保持彈性。薄膜后面是一只在磁場中的線圈,它驅動著振膜振動,就是“動圈式”這個名字的來歷。
振膜是耳機發聲的關鍵。振膜使用更輕更薄的材料,會讓它更近似于理想中的簡單振子,不會在發出的聲波中添加額外成分,于是人們就能聽清音樂中的細節。動圈式耳機的振膜一般是5~15 微米。例如常見的森海塞爾MX500 耳機的振膜厚度是9 微米,相當于頭發絲寬度的十分之一。但是更薄的振膜也更容易破裂,需要尋找更堅韌的材料。SONY的E888 耳機使用的“生物振膜”就是用一種醋酸桿菌的分泌物壓制而成,能提供更高的強度。
另一個改進方向是耳機里的磁鐵。磁場越強,就可以用更少更輕的線圈發出同樣強度的聲音,而線圈的減輕能讓振膜更靈敏地振動。同時,均勻的磁場會讓聲音失真更少。現在多數高端耳機都使用了稀土材料制作的銣鐵硼磁體,這種材料能夠提供理想的磁場。雖然磁體的燒結技術和放置方式還在緩慢地改進,但是動圈式耳機的技術已經非常成熟,似乎難有更大的提高了。
高端耳機的秘密
不過靜電式耳機卻帶來了一個驚喜,它的振膜能夠薄到4 微米以下,主推靜電式耳機的STAX 已經可以把振膜做到1.35 微米。因為它的發聲方式不是依靠磁力,而是靜電力。靜電式耳機把電信號轉化成高壓直流電,讓它在金屬片之間產生均勻的靜電場,推動鍍有金屬的振膜振動。兩個金屬片之間的靜電場非常均勻,讓極薄的振膜均勻受力,能夠表現最微小的聲音,同時對聲音的迅速變化做出反應。但是表現厚重的低頻聲音是它的弱項。原因也是同樣的:它太單薄了。而且因為它精密的結構,靜電式耳機價格昂貴,至少在2000 元人民幣以上。
靜電和動圈式耳機并不適用于入耳式耳塞,這一類耳機有一根細管放入耳道。要把線圈和振膜全部放入不到半厘米的耳道是很困難的。目前流行的一個解決方案是動鐵式耳機。動鐵式耳機里振動的不是線圈,是線圈中的一塊鐵片在磁力作用下振動。它的工作原理并不新鮮,100 多年前的老式電話機就用上了它,但是因為鐵片只能還原一個狹窄頻率段的聲音,它沒有得到廣泛使用。但是近幾年,人們發現動鐵式的技術特別適合入耳式耳塞。它通過一根連桿,讓鐵片推動振膜發聲。可以把發聲部分的體積做得非常小。
并不是所有人都喜歡入耳式耳機:把一個塞子塞進耳道不怎么舒服,而且很難聽到外界的聲音,甚至走在大街上后面駛來一輛汽車也不會發覺。但動鐵式耳機使聲音更加細膩,所以絕大部分高端耳塞都使用了動鐵式原理。不過,發聲原理并不能完全決定耳機的好壞,一款優良的耳機還是要經過人的耳朵來鑒別。
金耳朵,木耳朵
無論如何,人的耳朵比目前所有的聲學儀器更精密(也許會有別的動物的耳朵更勝過人類),能夠聽出任何儀器檢測不到的失真。發燒友之間常常討論,換了一根線(信號線或者電源線)就能感覺出音質明顯不同,甚至還有人說,把CD 隨聲聽豎起來,聲音和平放著是不一樣的。這是否僅僅是心理作用?
這些感覺真不真實,用盲測來檢驗一下就知道了。盲測對比時,你并不知道哪一個耳機使用的是什么線。如果你這時候還能聽出來不同,那就是真的有不同了。耳機在做盲測的時候可能遇到一個困難:不同的耳機夾在頭上的感覺就不一樣。“頭感”要是不舒服,聽覺感受也會打折扣。不過這并不影響對換線的盲測。結果究竟怎么樣?據說的確有少數耳朵特別靈敏的“金耳朵”能聽出來不同。
遺憾的是,至今沒有簡單有效的方法來判定你的耳朵究竟有多靈,用發燒友的話來說,就是“木耳朵”還是“金耳朵”的區別。網上廣泛流傳的測試網頁“你能夠分辨多大的失真?”,其實并不能準確地反映耳朵的能力,因為每個人調節的音量不一樣。即使音量一樣,使用的耳機不同,實際聽到的聲音大小也不同,耳機之間的這個差別是以靈敏度來衡量的。無論如何,要了解自己耳朵的真實水平,還是要仔細地聽一段時間音樂再說。因為,金耳朵也不完全是天生的。
要磨練成金耳朵并不容易,于是人們常常通過放大音量來滿足對音樂的細節的貪戀。美國中央失聰研究所(Central Institute for the Deaf)做了一項研究,發現聽耳機的人中,只有5% 把音量控制在不至于影響聽力范圍,也就是85 分貝之內。其實聽任何音響,音量過大都會損害聽力。耳機的不同之處在于,你把音量調得震天響,鄰居們也不會來敲你家門抗議。例如在公車上,很多戴著耳塞的男女會把mp3 音量調到大得嚇人。人們熱愛大音量的一個原因是,這時候人能聽到相對更多的音樂細節和層次,聽厚重的搖滾樂和交響樂的人特別喜歡這種沉浸在音樂中的感覺。但這并不是明智之舉,音量過大會使聽覺慢慢鈍化,甚至可能暫時失聰。而且音量超出一定振動范圍時會出現失真,甚至振膜會碰到耳機殼發出嗡嗡的噪聲。這時,你是不是也需要控制一下音量旋鈕上的手指?