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苹果为何要做带摄像头的 AirPods?

苹果为何要做带摄像头的 AirPods?

8月前

苹果对智能产品的设计,正在放飞自我。
根据彭博社记者 Mark Gurman 的爆料,苹果在「未来设备」的规划里,有两个大胆的想法:
一是带有屏幕的 HomePod 正在研发中,当中将集成 Apple TV、FaceTime 等重多功能;二是配备摄像头的 AirPods,低分辨率的镜头将用来收集周身信息,并通过 AI 处理数据,以此「协助人们的日常生活」。
两个概念产品目前还处于探索阶段,但我仍惊讶于这种「前卫」的组合,以及一反苹果「简约」的理念,特别是带镜头的耳机,实在有些费解。
图片由 AIGC 生成
在翻阅相关文献资料时,一份代号为 US11432095B1 的苹果专利文件,似乎能证明「镜头+耳机」这对奇葩组合的可行性。
虚拟声场,离不开耳机上的镜头
先说总结,在这份专利文件中,加上摄像头的并非 AirPods (Pro),而是 AirPods Max;另外,当中涉及的技术也不是新闻中爆料的「AI 功能」,而是已经在 Vision Pro 上初见雏形的空间音频。
首先,我们要理清一个原理:人是如何辨别声音发出的位置的?
两只耳朵在头两侧的布局,除了美观,更重要的作用是让我们拥有了听声辨位的能力。
在保持同一水平线且轴对称的前提下,尽可能远离彼此,为的就是在听到同一个声源时,每只耳朵接收到的声音信息与另一只都有所差异,主要包括双耳时间差、强度差以及频率差三种,一般的来说这些差异都非常微小。
图片来自:Medium
以时间差举例,生活中的大部分声音到达两只耳朵的时间都是不一样的,往往只有百微秒左右(眨 1/10 次眼的时间)的差别,我们感知不到,大脑则可以从这些几乎可以忽略不计的声源信息差异中,判断出孰先孰后听见,以此产生了「声音从那里发出」的感觉。
好比我们启用手表上「找手机」的功能时,耳朵就是通过各种声源差异,才能顺利发现手机掉进了沙发缝里。
许多电影院和家庭影音设备正是利用了人耳极为敏感的特性,在有限的空间内用多声道的组合,实现环绕立体声,让观影在声音层面身临其境。
以上的信息包含了两个核心要素:

人能通过声源信息的差异实现听声辨位

声音从空间中不同位置发出造成了听觉上的差异
这份 US11432095B1 专利文件,就是在解释,苹果如何只通过耳机让用户听到来自四面八方的声音,就像是拥有了一整套环绕立体声设备。
这项技术,被称为「虚拟声场」。
拥有虚拟声场的设备能在当中构建若干个虚拟扬声器,通过听声辨位的生理特性,让每个扬声器都放在用户所处空间的固定位置,从而实现「一副耳机就是一套音响」的效果。
那,摄像头在当中发挥了什么作用?
科技博主何同学在 Vision Pro 评测的视频中做过一个实验:把 Vision Pro 的一个应用窗口放在固定的位置后,往远处走了 300 余米再回到原地,窗口的位置几乎没有发生变化。
如此精准的定位来源于 Vision Pro 前方的视觉定位系统,通过红外线、摄像头等扫描所在空间的物理信息,并记录窗口在重构空间中的物理位置,以此实现了令人惊叹的准确定位。
AirPods Max 上的摄像头,也是利用相同的原理录入图像信息,再由跟踪处理器实时分析用户的头部位置信息,并且能够使用显示器和周围环境的映射作为参考,来跟踪用户的头部,实现双重保障。
搭配上 Apple TV 盒子中的摄像头,虚拟扬声器在房间内的位置就能确定下来,若干个声源从放在哪里、从哪发射,都有据可依。
简言之,镜头让 AirPods Max 拥有了视觉,虚拟声也能接近真实地还原实体音响的效果。
比起听到,我更愿意说成可以「看到」声音。
虚拟音响摆在哪、摆几个,都可以由用户自己设置,5.1 或 7.1 环绕声不用再大费周折地添置,甚至还能根据电视尺寸、位置和收听区域(包括房间的几何形状)实时调整;同时用户的坐姿也会影响虚拟音响在声场中的位置。
专利文件中还说明,在虚拟声场中,可以生成单独的一组一个或多个虚拟扬声器,并将其分配给多个带着相同设备的用户。
即使两人交换了座位,或是在房间里来回走动,虚拟声场都会根据用户的所在位置,调整每个虚拟音响的音效,使每个音源都能相对使用者保持静止。
另外,专利当中还对「显示器」做了特别说明,虚拟声场中的观影屏幕,不仅仅局限于传统的电视,而是拥有屏幕或投影的设备都可以实现此类功能,例如笔记本电脑、平板电脑、投影仪、台式电脑屏幕等(需要搭配带有摄像头的 Apple TV 盒子使用)。
也就是说,你的下一套环绕音响,为何不能是耳机?
先造梦,再铺路
如此看来,带镜头的 AirPods Max 所构建的虚拟声场,更像是 Vision Pro 的技术下放。
在先前的文章中,我们全面解析过 Vision Pro 通过空间视频、空间音频和空间交互构建起的「空间计算」,但高昂的价格和为数不多的生态适配,还是让其成了一款想要走进市场的概念产品。
Vision Pro 开启的空间计算时代,是一个遥远的构想,是尖端显示技术、新型交互、运算能力的汇总,它更像一个目标和未来。
而专利文件里的 AirPods Max,用真正的「消费级」产品,实现客厅里的空间音频,比起 Vision Pro,它佩戴更舒适、使用更方便,当然价格也更合理。
在走向未来的过程中,遥远的目标被拆分成一个个阶梯,Apple Watch 上的手势交互,iPhone 开始支持的空间视频录制,都是已经登上的台阶。耳机带镜头是其中的又一个分支,也让空间音频找到了更适合日常、更容易落地的方案。
当然,镜头+耳机的方案是否会真的来到我们的身边?即使苹果真的将二者融为一体,到底会走向文章开头的用 AI 协助人们的日常生活?还是回到专利文件中虚拟声场的技术路线?我们都难以得到确切的答案,不过在数种新型技术不断涌向市场的时候,终究会出现一个最适合时代的选项。
在这之前,比起得到结果,不断地大胆尝试,才是当下最有价值的事。
1972 年,时任美国马萨诸塞州一家箱包公司前副总裁的 Bernard D. Sadow,把一个大衣柜上的四个脚轮卸下,随后安装到一只自家品牌的行李箱底部,接着又在箱子上方绑了一根皮带。
图片来自:Facebook
世界上第一只滚轮行李箱就这样被发明了出来。
从今天回看拉杆箱发明的时间点,多少都会有点难以相信。
一是此时距离箱子的发明经过去了 7000 多年,离轮子的发明也已经过去了 5000 多年,伴随了大半个人类文明史的两个发明竟然才被组合使用;

二来,阿波罗 11 号已于两年前成功登月,人类首次在其他星球上留下脚印,在同一个国家里,滚轮箱的发明甚至比登月还晚,在此之前,人们还保持着手提箱的习惯。
Sadow 马上在当年为其新发明申请了专利,并将这种可滑动的行李箱命名为 Rolling Luggage。
图片来自:Facebook
创新这件事,有时真的需要灵感和运气,但故事到这还没完。
虽然 Rolling Luggage 在刚发明的那段时间广受欢迎,但由于设计的缺陷使得行李箱重心不稳,拉动时经常会翻倒,也会偶尔撞到拉箱人的脚踝。
事实证明这的确是一个好创意,但 Rolling Luggage 并不是一个好产品。
在之后的十多年里,虽然新秀丽等公司对初代 Rolling Luggage 进行过优化,但还是不便使用。
直到 1987 年,美国西北航空公司的退休机长 Robert Plath,在家捣鼓箱子时,把箱体竖立,并在同侧装上轮子和拉杆,现代拉杆箱的雏形才得以确定。
拉杆行李箱在今天是那么理所当然的一件事,但这并不意味着技术本身是显而易见的,因为创新和创新者的局限,与时代背景息息相关。
当时长途旅行不像今天这样普遍,且旅行时携带的物品不多,拉杆箱并不是刚需;箱子和轮子的确存在了很久,但既轻便又耐用的箱体材料和轴承技术,那时还没出现。
需求不高、技术不足,即使构成新发明的技术组件很早就存在,它也不会成为一项成功的发明,因为行为需求、技术条件和市场因素并没有汇聚在一起。
图片来自:Yahoo
对于带轮子的箱子来说,这种结合直到 20 世纪后半叶才真正实现。
对于「镜头+耳机」亦或是别的奇怪组合,当下的质疑和嘲笑的眼光也恰好证明,对未来技术的探索才刚刚起步。
但不管最后选择了哪一条路,都是在向未来迈步。如果没有这些奇思妙想和大胆实践,可能到今天我们还在拎着那只笨重的箱子。




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来源:APPSO

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