帶攝像頭的 AirPods，蘋果會怎麼做出來？
蘋果對智能產品的設計，正在放飛自我。
根據彭博社記者 Mark Gurman 的爆料，蘋果在「未來設備」的規劃裏，有兩個大膽的想法：
一是帶有屏幕的 HomePod 正在研發中，當中將集成 Apple TV、FaceTime 等重多功能；二是配備攝像頭的 AirPods，低分辨率的鏡頭將用來收集周身信息，並通過 AI 處理數據，以此「協助人們的日常生活」。
兩個概念產品目前還處於探索階段，但我仍驚訝於這種「前衞」的組合，以及一反蘋果「簡約」的理念，特別是帶鏡頭的耳機，實在有些費解。
▲ 圖片由 AIGC 生成
在翻閲相關文獻資料時，一份代號為 US11432095B1 的蘋果專利文件，似乎能證明「鏡頭+耳機」這對奇葩組合的可行性。
虛擬聲場，離不開耳機上的鏡頭
先説總結，在這份專利文件中，加上攝像頭的並非 AirPods (Pro)，而是 AirPods Max；另外，當中涉及的技術也不是新聞中爆料的「AI 功能」，而是已經在 Vision Pro 上初見雛形的空間音頻。
首先，我們要理清一個原理：人是如何辨別聲音發出的位置的？
兩隻耳朵在頭兩側的佈局，除了美觀，更重要的作用是讓我們擁有了聽聲辨位的能力。
在保持同一水平線且軸對稱的前提下，儘可能遠離彼此，為的就是在聽到同一個聲源時，每隻耳朵接收到的聲音信息與另一隻都有所差異，主要包括雙耳時間差、強度差以及頻率差三種，一般的來説這些差異都非常微小。
▲ 圖片來自：Medium
以時間差舉例，生活中的大部分聲音到達兩隻耳朵的時間都是不一樣的，往往只有百微秒左右（眨 1/10 次眼的時間）的差別，我們感知不到，大腦則可以從這些幾乎可以忽略不計的聲源信息差異中，判斷出孰先孰後聽見，以此產生了「聲音從那裏發出」的感覺。
好比我們啓用手錶上「找手機」的功能時，耳朵就是通過各種聲源差異，才能順利發現手機掉進了沙發縫裏。
許多電影院和家庭影音設備正是利用了人耳極為敏感的特性，在有限的空間內用多聲道的組合，實現環繞立體聲，讓觀影在聲音層面身臨其境。
以上的信息包含了兩個核心要素：
這份 US11432095B1 專利文件，就是在解釋，蘋果如何只通過耳機讓用户聽到來自四面八方的聲音，就像是擁有了一整套環繞立體聲設備。
這項技術，被稱為「虛擬聲場」。
擁有虛擬聲場的設備能在當中構建若干個虛擬揚聲器，通過聽聲辨位的生理特性，讓每個揚聲器都放在用户所處空間的固定位置，從而實現「一副耳機就是一套音響」的效果。
那，攝像頭在當中發揮了什麼作用？
科技博主何同學在 Vision Pro 評測的視頻中做過一個實驗：把 Vision Pro 的一個應用窗口放在固定的位置後，往遠處走了 300 餘米再回到原地，窗口的位置幾乎沒有發生變化。
如此精準的定位來源於 Vision Pro 前方的視覺定位系統，通過紅外線、攝像頭等掃描所在空間的物理信息，並記錄窗口在重構空間中的物理位置，以此實現了令人驚歎的準確定位。
AirPods Max 上的攝像頭，也是利用相同的原理錄入圖像信息，再由跟蹤處理器實時分析用户的頭部位置信息，並且能夠使用顯示器和周圍環境的映射作為參考，來跟蹤用户的頭部，實現雙重保障。
搭配上 Apple TV 盒子中的攝像頭，虛擬揚聲器在房間內的位置就能確定下來，若干個聲源從放在哪裏、從哪發射，都有據可依。
簡言之，鏡頭讓 AirPods Max 擁有了視覺，虛擬聲也能接近真實地還原實體音響的效果。
比起聽到，我更願意説成可以「看到」聲音。
虛擬音響擺在哪、擺幾個，都可以由用户自己設置，5.1 或 7.1 環繞聲不用再大費周折地添置，甚至還能根據電視尺寸、位置和收聽區域（包括房間的幾何形狀）實時調整；同時用户的坐姿也會影響虛擬音響在聲場中的位置。
專利文件中還説明，在虛擬聲場中，可以生成單獨的一組一個或多個虛擬揚聲器，並將其分配給多個帶着相同設備的用户。
即使兩人交換了座位，或是在房間裏來回走動，虛擬聲場都會根據用户的所在位置，調整每個虛擬音響的音效，使每個音源都能相對使用者保持靜止。
另外，專利當中還對「顯示器」做了特別説明，虛擬聲場中的觀影屏幕，不僅僅侷限於傳統的電視，而是擁有屏幕或投影的設備都可以實現此類功能，例如筆記本電腦、平板電腦、投影儀、台式電腦屏幕等（需要搭配帶有攝像頭的 Apple TV 盒子使用）。
也就是説，你的下一套環繞音響，為何不能是耳機？
先造夢，再鋪路
如此看來，帶鏡頭的 AirPods Max 所構建的虛擬聲場，更像是 Vision Pro 的技術下放。
在先前的文章中，我們全面解析過 Vision Pro 通過空間視頻、空間音頻和空間交互構建起的「空間計算」，但高昂的價格和為數不多的生態適配，還是讓其成了一款想要走進市場的概念產品。
Vision Pro 開啓的空間計算時代，是一個遙遠的構想，是尖端顯示技術、新型交互、運算能力的彙總，它更像一個目標和未來。
而專利文件裏的 AirPods Max，用真正的「消費級」產品，實現客廳裏的空間音頻，比起 Vision Pro，它佩戴更舒適、使用更方便，當然價格也更合理。
在走向未來的過程中，遙遠的目標被拆分成一個個階梯，Apple Watch 上的手勢交互，iPhone 開始支持的空間視頻錄製，都是已經登上的台階。耳機帶鏡頭是其中的又一個分支，也讓空間音頻找到了更適合日常、更容易落地的方案。
當然，鏡頭+耳機的方案是否會真的來到我們的身邊？即使蘋果真的將二者融為一體，到底會走向文章開頭的用 AI 協助人們的日常生活？還是回到專利文件中虛擬聲場的技術路線？我們都難以得到確切的答案，不過在數種新型技術不斷湧向市場的時候，終究會出現一個最適合時代的選項。
在這之前，比起得到結果，不斷地大膽嘗試，才是當下最有價值的事。
1972 年，時任美國馬薩諸塞州一家箱包公司前副總裁的 Bernard D. Sadow，把一個大衣櫃上的四個腳輪卸下，隨後安裝到一隻自家品牌的行李箱底部，接着又在箱子上方綁了一根皮帶。
▲ 圖片來自：Facebook
世界上第一隻滾輪行李箱就這樣被髮明瞭出來。
從今天回看拉桿箱發明的時間點，多少都會有點難以相信。
一是此時距離箱子的發明經過去了 7000 多年，離輪子的發明也已經過去了 5000 多年，伴隨了大半個人類文明史的兩個發明竟然才被組合使用；
二來，阿波羅 11 號已於兩年前成功登月，人類首次在其他星球上留下腳印，在同一個國家裏，滾輪箱的發明甚至比登月還晚，在此之前，人們還保持着手提箱的習慣。
Sadow 馬上在當年為其新發明申請了專利，並將這種可滑動的行李箱命名為 Rolling Luggage。
▲ 圖片來自：Facebook
創新這件事，有時真的需要靈感和運氣，但故事到這還沒完。
雖然 Rolling Luggage 在剛發明的那段時間廣受歡迎，但由於設計的缺陷使得行李箱重心不穩，拉動時經常會翻倒，也會偶爾撞到拉箱人的腳踝。
事實證明這的確是一個好創意，但 Rolling Luggage 並不是一個好產品。
在之後的十多年裏，雖然新秀麗等公司對初代 Rolling Luggage 進行過優化，但還是不便使用。
直到 1987 年，美國西北航空公司的退休機長 Robert Plath，在家搗鼓箱子時，把箱體豎立，並在同側裝上輪子和拉桿，現代拉桿箱的雛形才得以確定。
拉桿行李箱在今天是那麼理所當然的一件事，但這並不意味着技術本身是顯而易見的，因為創新和創新者的侷限，與時代背景息息相關。
當時長途旅行不像今天這樣普遍，且旅行時攜帶的物品不多，拉桿箱並不是剛需；箱子和輪子的確存在了很久，但既輕便又耐用的箱體材料和軸承技術，那時還沒出現。
需求不高、技術不足，即使構成新發明的技術組件很早就存在，它也不會成為一項成功的發明，因為行為需求、技術條件和市場因素並沒有匯聚在一起。
▲ 圖片來自：Yahoo
對於帶輪子的箱子來説，這種結合直到 20 世紀後半葉才真正實現。
對於「鏡頭+耳機」亦或是別的奇怪組合，當下的質疑和嘲笑的眼光也僅僅證明，對未來技術的探索才剛剛起步。
但不管選擇了哪一種路線或者方案，都是在向未來邁步。如果沒有這些奇思妙想和大膽實踐，可能到今天我們還在拎着那隻笨重的箱子。
資料來源：愛範兒（ifanr）
根據彭博社記者 Mark Gurman 的爆料，蘋果在「未來設備」的規劃裏，有兩個大膽的想法：
一是帶有屏幕的 HomePod 正在研發中，當中將集成 Apple TV、FaceTime 等重多功能；二是配備攝像頭的 AirPods，低分辨率的鏡頭將用來收集周身信息，並通過 AI 處理數據，以此「協助人們的日常生活」。
兩個概念產品目前還處於探索階段，但我仍驚訝於這種「前衞」的組合，以及一反蘋果「簡約」的理念，特別是帶鏡頭的耳機，實在有些費解。
▲ 圖片由 AIGC 生成
在翻閲相關文獻資料時，一份代號為 US11432095B1 的蘋果專利文件，似乎能證明「鏡頭+耳機」這對奇葩組合的可行性。
虛擬聲場，離不開耳機上的鏡頭
先説總結，在這份專利文件中，加上攝像頭的並非 AirPods (Pro)，而是 AirPods Max；另外，當中涉及的技術也不是新聞中爆料的「AI 功能」，而是已經在 Vision Pro 上初見雛形的空間音頻。
首先，我們要理清一個原理：人是如何辨別聲音發出的位置的？
兩隻耳朵在頭兩側的佈局，除了美觀，更重要的作用是讓我們擁有了聽聲辨位的能力。
在保持同一水平線且軸對稱的前提下，儘可能遠離彼此，為的就是在聽到同一個聲源時，每隻耳朵接收到的聲音信息與另一隻都有所差異，主要包括雙耳時間差、強度差以及頻率差三種，一般的來説這些差異都非常微小。
▲ 圖片來自：Medium
以時間差舉例，生活中的大部分聲音到達兩隻耳朵的時間都是不一樣的，往往只有百微秒左右（眨 1/10 次眼的時間）的差別，我們感知不到，大腦則可以從這些幾乎可以忽略不計的聲源信息差異中，判斷出孰先孰後聽見，以此產生了「聲音從那裏發出」的感覺。
好比我們啓用手錶上「找手機」的功能時，耳朵就是通過各種聲源差異，才能順利發現手機掉進了沙發縫裏。
許多電影院和家庭影音設備正是利用了人耳極為敏感的特性，在有限的空間內用多聲道的組合，實現環繞立體聲，讓觀影在聲音層面身臨其境。
以上的信息包含了兩個核心要素：
- 人能通過聲源信息的差異實現聽聲辨位
- 聲音從空間中不同位置發出造成了聽覺上的差異
這份 US11432095B1 專利文件，就是在解釋，蘋果如何只通過耳機讓用户聽到來自四面八方的聲音，就像是擁有了一整套環繞立體聲設備。
這項技術，被稱為「虛擬聲場」。
擁有虛擬聲場的設備能在當中構建若干個虛擬揚聲器，通過聽聲辨位的生理特性，讓每個揚聲器都放在用户所處空間的固定位置，從而實現「一副耳機就是一套音響」的效果。
那，攝像頭在當中發揮了什麼作用？
科技博主何同學在 Vision Pro 評測的視頻中做過一個實驗：把 Vision Pro 的一個應用窗口放在固定的位置後，往遠處走了 300 餘米再回到原地，窗口的位置幾乎沒有發生變化。
如此精準的定位來源於 Vision Pro 前方的視覺定位系統，通過紅外線、攝像頭等掃描所在空間的物理信息，並記錄窗口在重構空間中的物理位置，以此實現了令人驚歎的準確定位。
AirPods Max 上的攝像頭，也是利用相同的原理錄入圖像信息，再由跟蹤處理器實時分析用户的頭部位置信息，並且能夠使用顯示器和周圍環境的映射作為參考，來跟蹤用户的頭部，實現雙重保障。
搭配上 Apple TV 盒子中的攝像頭，虛擬揚聲器在房間內的位置就能確定下來，若干個聲源從放在哪裏、從哪發射，都有據可依。
簡言之，鏡頭讓 AirPods Max 擁有了視覺，虛擬聲也能接近真實地還原實體音響的效果。
比起聽到，我更願意説成可以「看到」聲音。
虛擬音響擺在哪、擺幾個，都可以由用户自己設置，5.1 或 7.1 環繞聲不用再大費周折地添置，甚至還能根據電視尺寸、位置和收聽區域（包括房間的幾何形狀）實時調整；同時用户的坐姿也會影響虛擬音響在聲場中的位置。
專利文件中還説明，在虛擬聲場中，可以生成單獨的一組一個或多個虛擬揚聲器，並將其分配給多個帶着相同設備的用户。
即使兩人交換了座位，或是在房間裏來回走動，虛擬聲場都會根據用户的所在位置，調整每個虛擬音響的音效，使每個音源都能相對使用者保持靜止。
另外，專利當中還對「顯示器」做了特別説明，虛擬聲場中的觀影屏幕，不僅僅侷限於傳統的電視，而是擁有屏幕或投影的設備都可以實現此類功能，例如筆記本電腦、平板電腦、投影儀、台式電腦屏幕等（需要搭配帶有攝像頭的 Apple TV 盒子使用）。
也就是説，你的下一套環繞音響，為何不能是耳機？
先造夢，再鋪路
如此看來，帶鏡頭的 AirPods Max 所構建的虛擬聲場，更像是 Vision Pro 的技術下放。
在先前的文章中，我們全面解析過 Vision Pro 通過空間視頻、空間音頻和空間交互構建起的「空間計算」，但高昂的價格和為數不多的生態適配，還是讓其成了一款想要走進市場的概念產品。
Vision Pro 開啓的空間計算時代，是一個遙遠的構想，是尖端顯示技術、新型交互、運算能力的彙總，它更像一個目標和未來。
而專利文件裏的 AirPods Max，用真正的「消費級」產品，實現客廳裏的空間音頻，比起 Vision Pro，它佩戴更舒適、使用更方便，當然價格也更合理。
在走向未來的過程中，遙遠的目標被拆分成一個個階梯，Apple Watch 上的手勢交互，iPhone 開始支持的空間視頻錄製，都是已經登上的台階。耳機帶鏡頭是其中的又一個分支，也讓空間音頻找到了更適合日常、更容易落地的方案。
當然，鏡頭+耳機的方案是否會真的來到我們的身邊？即使蘋果真的將二者融為一體，到底會走向文章開頭的用 AI 協助人們的日常生活？還是回到專利文件中虛擬聲場的技術路線？我們都難以得到確切的答案，不過在數種新型技術不斷湧向市場的時候，終究會出現一個最適合時代的選項。
在這之前，比起得到結果，不斷地大膽嘗試，才是當下最有價值的事。
1972 年，時任美國馬薩諸塞州一家箱包公司前副總裁的 Bernard D. Sadow，把一個大衣櫃上的四個腳輪卸下，隨後安裝到一隻自家品牌的行李箱底部，接着又在箱子上方綁了一根皮帶。
▲ 圖片來自：Facebook
世界上第一隻滾輪行李箱就這樣被髮明瞭出來。
從今天回看拉桿箱發明的時間點，多少都會有點難以相信。
一是此時距離箱子的發明經過去了 7000 多年，離輪子的發明也已經過去了 5000 多年，伴隨了大半個人類文明史的兩個發明竟然才被組合使用；
二來，阿波羅 11 號已於兩年前成功登月，人類首次在其他星球上留下腳印，在同一個國家裏，滾輪箱的發明甚至比登月還晚，在此之前，人們還保持着手提箱的習慣。
Sadow 馬上在當年為其新發明申請了專利，並將這種可滑動的行李箱命名為 Rolling Luggage。
▲ 圖片來自：Facebook
創新這件事，有時真的需要靈感和運氣，但故事到這還沒完。
雖然 Rolling Luggage 在剛發明的那段時間廣受歡迎，但由於設計的缺陷使得行李箱重心不穩，拉動時經常會翻倒，也會偶爾撞到拉箱人的腳踝。
事實證明這的確是一個好創意，但 Rolling Luggage 並不是一個好產品。
在之後的十多年裏，雖然新秀麗等公司對初代 Rolling Luggage 進行過優化，但還是不便使用。
直到 1987 年，美國西北航空公司的退休機長 Robert Plath，在家搗鼓箱子時，把箱體豎立，並在同側裝上輪子和拉桿，現代拉桿箱的雛形才得以確定。
拉桿行李箱在今天是那麼理所當然的一件事，但這並不意味着技術本身是顯而易見的，因為創新和創新者的侷限，與時代背景息息相關。
當時長途旅行不像今天這樣普遍，且旅行時攜帶的物品不多，拉桿箱並不是剛需；箱子和輪子的確存在了很久，但既輕便又耐用的箱體材料和軸承技術，那時還沒出現。
需求不高、技術不足，即使構成新發明的技術組件很早就存在，它也不會成為一項成功的發明，因為行為需求、技術條件和市場因素並沒有匯聚在一起。
▲ 圖片來自：Yahoo
對於帶輪子的箱子來説，這種結合直到 20 世紀後半葉才真正實現。
對於「鏡頭+耳機」亦或是別的奇怪組合，當下的質疑和嘲笑的眼光也僅僅證明，對未來技術的探索才剛剛起步。
但不管選擇了哪一種路線或者方案，都是在向未來邁步。如果沒有這些奇思妙想和大膽實踐，可能到今天我們還在拎着那隻笨重的箱子。
資料來源：愛範兒（ifanr）