戴上就自動播放音樂，無線耳機為何能認出你的耳朵？
提到真無線耳機產品的火爆，輕巧、便捷、無感是經常出現的幾個關鍵詞，去掉了耳機線的它，用更便利的使用體驗征服了無數用户，同時也在潛移默化間改變了人們的習慣。
以往，人們戴上耳機後很自然地會按下播放鍵，取下耳機後又會按下暫停鍵。
真無線耳機悄悄「去」掉了這一過程，當你戴上耳機後，耳機會自動連接手機或電腦，取下耳機後，歌曲或視頻內容會自動暫停，戴回後又會自動播放。
整個過程十分流暢，真正做到了「無感」，真無線耳機的好用，不僅僅體現在佩戴舒適度上的無感，更是使用過程中的無感，用户需要主動完成的交互操作更少了。
好用背後，是真無線耳機內部細小的傳感器在發揮作用，它們幾乎重新定義了的耳機與我們的交互方式。
無線耳機如何認出耳朵
現在，真無線耳機「認識」耳機的方法已經很多樣化了，大多數人熟悉的應該是 AirPods 上的紅外距離傳感器。
▲ 柵格開孔是揚聲器，圓型黑色小孔是紅外距離感應器開孔. 圖片來自 iFixit
初代 AirPods 的識別原理並不算複雜，紅外距離傳感器會發射光波，紅外線經過反射再次回到耳機附近，耳機內部的芯片確認紅外線返回信號後判定耳機和物體之間的距離，進而識別人們是否戴上了耳機。
儘管每個人的耳朵輪廓有不同，但正如蘋果此前對數百人耳朵進行 3D 掃描找出相似之處，以製造適合大多數人耳朵輪廓的耳機一樣，大部分人耳朵和耳機之間的距離區間，是可以通過大量探訪和數據統計得出的。
為了保證識別準確性，紅外距離傳感器發射光波的方向基本上都是固定方向，這也便於廠商控制變量，找到耳機和大多數人耳朵輪廓之間的距離區間。
市面上採用紅外距離傳感器等光學傳感器識別耳朵的產品其實不少，Bose 的消噪耳塞甚至用上了兩個光學傳感器，為的就是提高識別準確率。
▲ Bose 消噪耳塞
不過光學傳感器識別率雖然比較高，但也不是沒有缺點，首先是成本較高，耳機腔體內部空間比手機可緊湊多了，定製小型光學傳感器並不意外。
其次由於光學傳感器識別耳朵需要發射紅外線，必須要開孔留出空間，影響耳機一體性，美觀度降低，另一方面紅外線也可能被遮擋，比如握住耳機後取下，是有概率出現識別失靈，摘下耳機歌曲仍然還在播放的情況。
解決開孔其實並不算麻煩，市面上有不少真無線耳機用上了電容傳感器，其原理和我們生活中常見的觸控開關類似，通過檢測人體的電容值來判斷耳機是否戴上。
電容傳感器不用發射光波，也就不必開孔了，但正如各種過靈敏或失靈的觸控按鈕一樣，電容識別準確率相比光學傳感器稍低一些，需要廠商進行大量調教。
電容傳感器對比光學傳感器的優勢，是成本更低一些，現在你我能在電商平台上看到 100 元左右的真無線耳機，除了芯片價格降低，更便宜的電容傳感器也盡了一份力。
▲ 真無線耳機價格降到了 100 元以下
紅外光學傳感器和電容傳感器可以説各有優勢，真正做到集大成者的則是 AirPods 第三代（以下簡稱 AirPods 3）中蘋果特別定製的皮膚傳感器。
根據蘋果的介紹，這顆皮膚傳感器是可以區別耳朵和其他平面，只有戴上 AirPods 時才會播放音頻。
和之前的光學傳感器藉助距離判斷的間接判斷方式相比，蘋果定製的皮膚傳感器檢測方式顯然更直接一些，既沒有傳感器開孔也不怕被遮擋。
▲ AirPods 3
入耳識別降低了交互複雜度，讓體驗更無感，這還只是傳感器改造耳機交互方式的一小部分，真無線耳機不僅去掉了線，更帶來了一顆顆不存在的「按鍵」。
比如華為的 Free buds Pro 降噪耳機就用上了壓力傳感器，通過它感知壓力波形，進而判斷手勢，華為基於此設置豐富的操控手勢，比如切換歌曲、切換降噪模式等等。
▲ 華為 Free buds Pro 手勢操作
AirPods Pro 則在耳機柄處設置了一個凹陷，方便人們盲操作，再加上壓力傳感器以及系統自動發出的 click 聲，就像是真的按下了按鍵一樣。
無論華為還是蘋果，兩者都將壓力傳感器放在耳機柄處，一來是方便人們尋找，二來如果是將手勢操作轉到耳機腔體上，點按、雙擊時可能會聽到「咚咚咚」的聲音，體驗並不好。
▲ 圖片來自：Pinterest
從紅外傳感器到皮膚傳感器，再到壓力傳感器，它們就像是人體的關節一樣，支撐着真無線耳機便利、無感的使用體驗。
真無線耳機的未來
2010 年，喬布斯在 iPhone 4 發佈會上展示了一個特別遊戲——拆積木，它幾乎將真實生活中的拆機木體驗復刻到了手機上，隨着 iPhone 4 轉動，積木也開始晃動，當喬布斯移除積木塔中間的一塊塊積木後，它很快倒塌了。
這背後是 iPhone 內部的三軸陀螺儀和加速度感應器在發揮作用，通過傳感器手機能瞭解自身傾斜方向以及程度，讓遊戲中的積木隨着手機轉動而晃動。
多年的真無線耳機和 iPhone 4 一樣，憑藉各種各樣的傳感器獲得各種有趣的功能。
AirPods Pro 之所能支持空間音頻，除了優秀的算法，耳機內部的六軸傳感器也很重要，它能識別出人體頭部的轉動，進而調整每隻耳朵收到的音頻信息，模擬出多個喇叭播放的效果，彷彿一支樂隊在不同方向朝你演奏，沉浸感大大加強。
真無線耳機的發展，離不開各式各樣的傳感器。
健康監測就被認為是未來真無線耳機發展的主要方向之一，作為可穿戴設備它離人體足夠近，佩戴時間也足夠久，提供健康數據監測也合情合理。
在知名分析師郭明錤和彭博社作者 Mark Gurman 的預測爆料中，多次提到 AirPods 未來將推出血氧檢測等健康監測功能。
雖然 AirPods 3 並沒有搭載相關功能，但其實目前市面上已經有部分無線耳機支持健康監測功能了，像 Amazfit PowerBuds 耳機就支持心率監測，其原理和智能手錶類似，都是基於 PPG 心率傳感器實現。
▲Amazfit PowerBuds. 圖片來自：Amazfit
一般而言 PPG 心率傳感器會發射綠色的光波，它能透過皮膚組織，隨着心跳血管會收縮或擴張，而這兩者都會影響光的透射，正是通過光波一來一回的透射變化，最終得出心率數據。
理想狀態下 PPG 心率傳感器可以較為準確地記錄心率變化，但理想和日常差距可不小，比如運動和環境光都會影響 PPG 心率傳感器的檢測，此外光學傳感器檢測心率也會受功率影響，更高功率往往意味着測量效果更準確。
但高功率傳感器費電不説，還有可能灼傷皮膚，對於耳機這樣的微型可穿戴設備顯然不適用，數據過濾和算法干預也就很有必要了。
傳感器的進化幾乎和智能手機的發展同步進行，如今同樣的過程又要在真無線耳機內部上演。
資料來源：愛範兒（ifanr）
以往，人們戴上耳機後很自然地會按下播放鍵，取下耳機後又會按下暫停鍵。
真無線耳機悄悄「去」掉了這一過程，當你戴上耳機後，耳機會自動連接手機或電腦，取下耳機後，歌曲或視頻內容會自動暫停，戴回後又會自動播放。
整個過程十分流暢，真正做到了「無感」，真無線耳機的好用，不僅僅體現在佩戴舒適度上的無感，更是使用過程中的無感，用户需要主動完成的交互操作更少了。
好用背後，是真無線耳機內部細小的傳感器在發揮作用，它們幾乎重新定義了的耳機與我們的交互方式。
無線耳機如何認出耳朵
現在，真無線耳機「認識」耳機的方法已經很多樣化了，大多數人熟悉的應該是 AirPods 上的紅外距離傳感器。
▲ 柵格開孔是揚聲器，圓型黑色小孔是紅外距離感應器開孔. 圖片來自 iFixit
初代 AirPods 的識別原理並不算複雜，紅外距離傳感器會發射光波，紅外線經過反射再次回到耳機附近，耳機內部的芯片確認紅外線返回信號後判定耳機和物體之間的距離，進而識別人們是否戴上了耳機。
儘管每個人的耳朵輪廓有不同，但正如蘋果此前對數百人耳朵進行 3D 掃描找出相似之處，以製造適合大多數人耳朵輪廓的耳機一樣，大部分人耳朵和耳機之間的距離區間，是可以通過大量探訪和數據統計得出的。
為了保證識別準確性，紅外距離傳感器發射光波的方向基本上都是固定方向，這也便於廠商控制變量，找到耳機和大多數人耳朵輪廓之間的距離區間。
市面上採用紅外距離傳感器等光學傳感器識別耳朵的產品其實不少，Bose 的消噪耳塞甚至用上了兩個光學傳感器，為的就是提高識別準確率。
▲ Bose 消噪耳塞
不過光學傳感器識別率雖然比較高，但也不是沒有缺點，首先是成本較高，耳機腔體內部空間比手機可緊湊多了，定製小型光學傳感器並不意外。
其次由於光學傳感器識別耳朵需要發射紅外線，必須要開孔留出空間，影響耳機一體性，美觀度降低，另一方面紅外線也可能被遮擋，比如握住耳機後取下，是有概率出現識別失靈，摘下耳機歌曲仍然還在播放的情況。
解決開孔其實並不算麻煩，市面上有不少真無線耳機用上了電容傳感器，其原理和我們生活中常見的觸控開關類似，通過檢測人體的電容值來判斷耳機是否戴上。
電容傳感器不用發射光波，也就不必開孔了，但正如各種過靈敏或失靈的觸控按鈕一樣，電容識別準確率相比光學傳感器稍低一些，需要廠商進行大量調教。
電容傳感器對比光學傳感器的優勢，是成本更低一些，現在你我能在電商平台上看到 100 元左右的真無線耳機，除了芯片價格降低，更便宜的電容傳感器也盡了一份力。
▲ 真無線耳機價格降到了 100 元以下
紅外光學傳感器和電容傳感器可以説各有優勢，真正做到集大成者的則是 AirPods 第三代（以下簡稱 AirPods 3）中蘋果特別定製的皮膚傳感器。
根據蘋果的介紹，這顆皮膚傳感器是可以區別耳朵和其他平面，只有戴上 AirPods 時才會播放音頻。
和之前的光學傳感器藉助距離判斷的間接判斷方式相比，蘋果定製的皮膚傳感器檢測方式顯然更直接一些，既沒有傳感器開孔也不怕被遮擋。
▲ AirPods 3
入耳識別降低了交互複雜度，讓體驗更無感，這還只是傳感器改造耳機交互方式的一小部分，真無線耳機不僅去掉了線，更帶來了一顆顆不存在的「按鍵」。
比如華為的 Free buds Pro 降噪耳機就用上了壓力傳感器，通過它感知壓力波形，進而判斷手勢，華為基於此設置豐富的操控手勢，比如切換歌曲、切換降噪模式等等。
▲ 華為 Free buds Pro 手勢操作
AirPods Pro 則在耳機柄處設置了一個凹陷，方便人們盲操作，再加上壓力傳感器以及系統自動發出的 click 聲，就像是真的按下了按鍵一樣。
無論華為還是蘋果，兩者都將壓力傳感器放在耳機柄處，一來是方便人們尋找，二來如果是將手勢操作轉到耳機腔體上，點按、雙擊時可能會聽到「咚咚咚」的聲音，體驗並不好。
▲ 圖片來自：Pinterest
從紅外傳感器到皮膚傳感器，再到壓力傳感器，它們就像是人體的關節一樣，支撐着真無線耳機便利、無感的使用體驗。
真無線耳機的未來
2010 年，喬布斯在 iPhone 4 發佈會上展示了一個特別遊戲——拆積木，它幾乎將真實生活中的拆機木體驗復刻到了手機上，隨着 iPhone 4 轉動，積木也開始晃動，當喬布斯移除積木塔中間的一塊塊積木後，它很快倒塌了。
這背後是 iPhone 內部的三軸陀螺儀和加速度感應器在發揮作用，通過傳感器手機能瞭解自身傾斜方向以及程度，讓遊戲中的積木隨着手機轉動而晃動。
多年的真無線耳機和 iPhone 4 一樣，憑藉各種各樣的傳感器獲得各種有趣的功能。
AirPods Pro 之所能支持空間音頻，除了優秀的算法，耳機內部的六軸傳感器也很重要，它能識別出人體頭部的轉動，進而調整每隻耳朵收到的音頻信息，模擬出多個喇叭播放的效果，彷彿一支樂隊在不同方向朝你演奏，沉浸感大大加強。
真無線耳機的發展，離不開各式各樣的傳感器。
健康監測就被認為是未來真無線耳機發展的主要方向之一，作為可穿戴設備它離人體足夠近，佩戴時間也足夠久，提供健康數據監測也合情合理。
在知名分析師郭明錤和彭博社作者 Mark Gurman 的預測爆料中，多次提到 AirPods 未來將推出血氧檢測等健康監測功能。
雖然 AirPods 3 並沒有搭載相關功能，但其實目前市面上已經有部分無線耳機支持健康監測功能了，像 Amazfit PowerBuds 耳機就支持心率監測，其原理和智能手錶類似，都是基於 PPG 心率傳感器實現。
▲Amazfit PowerBuds. 圖片來自：Amazfit
一般而言 PPG 心率傳感器會發射綠色的光波，它能透過皮膚組織，隨着心跳血管會收縮或擴張，而這兩者都會影響光的透射，正是通過光波一來一回的透射變化，最終得出心率數據。
理想狀態下 PPG 心率傳感器可以較為準確地記錄心率變化，但理想和日常差距可不小，比如運動和環境光都會影響 PPG 心率傳感器的檢測，此外光學傳感器檢測心率也會受功率影響，更高功率往往意味着測量效果更準確。
但高功率傳感器費電不説，還有可能灼傷皮膚，對於耳機這樣的微型可穿戴設備顯然不適用，數據過濾和算法干預也就很有必要了。
傳感器的進化幾乎和智能手機的發展同步進行，如今同樣的過程又要在真無線耳機內部上演。
資料來源：愛範兒（ifanr）