EPFM™(电子物理阵列调制™)耳机

2027年,一篇论文出现在一册没什么影响力的刊物上。没有引起人们的重视。

周苣薮购买 USB DAC 的经历

时间:2021年

周苣薮(下称「周君」)是国内某三流双非大学的大学生。经过一年多的大学生活以后,他已经从充满热情转变为对生活的多个方面都很麻木。因为学校扩大招生,当时入学的时候新生太多,周君没有选择住宿舍,而是选择在学校附近租房。开始入学时,他对未来产生了很多畅想,但是生活的时间长了以后,这种热情渐渐消退。现在,他也不自己做饭和打扫卫生。遇到什么坏现象都讽刺一番。同学朋友到他住的地方玩,看到他的床没有收拾,开玩笑说「同学来你家都不收拾好一点」,他就说「我靠,不会真的有人会收拾床吧。」

周君原来用的耳机是周君父亲买手机的时候送的耳机,而且已经用了3年多了。他原来丝豪没有在乎过听的声音的音质,因为家里面不给他多少零花钱,自己也买不起稍微贵一点的东西。现在上了大学,家里面就给他一些生活费给的比较多。而且因为学校收费收的挺多,这里面也有一些可操作空间。比如说要交课本费了(学校统一发课本),那么要交500块,他就给家里人说交1000块,然后剩下500块自己花。反正家长工作也忙,平时没什么和他交流的时间,而且也没有家长互助互相交流的地方(例如 QQ群)。

刚好碰到学期刚开始,这个时候学校没有很多的任务,事实上,这比他高中的时候轻松多了。高中的时候为了准备高考,他一天24小时几乎有18个小时都在做功课。现在一天就几乎有半天的时间自己支配,何况有课感觉没用,他还会一翘了之。让同学帮他刷个卡。这两天,他打算去同学吴君住的地方找同学玩电子游戏。经过几场紧张的游戏以后,两人满头大汗。

吴君从冰箱里面拿出饮料,是他自制的一种名叫「苹果丽丽」的饮料,就是把 蝌蝌啃蜡 (KeKe KenLa) 公司的某苹果味气态 CO2 水溶液的饮料,还有河北承德一款叫做「丽丽」的植物蛋白质饮料混合起来。据他自己说很好喝,周君是第一次喝,以前没喝过,他感觉简直是黑暗料理,喝了一口就不喝了,自己拿杯子去添了一点冰水。

吴君把两杯饮料都喝了,这个时候也不那么出汗了。他们开始商量下一步要做什么,继续玩游戏的话不太现实,两个人都累了。

「咱们听会音乐吧」吴君建议道。他很喜欢音响设备,如果有哪个游戏的扬声器设置里面有5.1或7.1声道,那么这个游戏的作者一定会问「你怎么这么喜欢音响呢?」。周君早都见过屋子里夸张的音响,但是他自己还没有用生物质薄膜扩大微结构机械波传感器感受过它们放出的机械波。直到吴君按下了光学定位控制器上的一个按钮,机械波场携带的能量传到周君这里,激发起了周君的中心控制器官。使得周君感受到了未体验过的情感。比起这些设备,他的耳机就像用猫去比狮子。

到了住处,他看了看自己所处的地方,自己的地方没有吴君那么有空间,但是羡慕吴君的设备,自己也想随时能体验到这种对心灵的冲击。他在睡觉前看了掏包网,对自己要做的事情有了一个打算。第二天下午,周君就拿自己半个月的生活费2翩 象肃[1]买了新的耳机。这个耳机号称是 HiFi 爱好者 DIY 制作而成的,万象价格亿象音质。耳机拿到以后,周君感觉确实比以前耳机好听许多,原来听不到的歌曲里面的声道和组成成分,现在都能听到了。

有一天上课,他突然感觉想听音乐了,以前因为没有听过音质好的耳机或音响,他就没有想过在除电脑前的其他地方,例如课堂上听音乐。而现在,他感觉一天不听就心痒痒,而且这个课还没什么意思,老师只是复述幻灯片和课本上的内容(事实上,这门课的性质也决定了老师不可能阐述自己的理解和想法)。他想着,我的耳机现在带着,我可以拿手机放音乐。

周君把手机拿出来,然后尝试把耳机插到里面,但是他很快就发现手机没 3.5mm 音频接口。这是怎么回事呢,原来是手机为了节省空间和减少成本,就取消 3.5mm 接口了。现在手机虽然有输出音频的数模转换芯片,但是输出接到了 通串总类丙 (USB Type-C) 接口中特定的引线上。他想起来有一次看到一个学校 QQ群 里有人在售卖二手通串总类丙3.5mm 接口的转接线。他当时还想「我难以想到这个是干什么用的,是不是特别喜欢39.9镁订阅费的那个柰果公司的电脑只有一个接口,没有声音输出(随后他想到,柰果公司的产品用的是他们专有接口「稻妻口」,也没类丙口)」,结果现在自己却要用到这种东西了。后来他用1荼买了一条这样的线,可以让手机输出模拟信号,接到耳机上,就能听了。

周末,周君在听够了国内商业音乐平台上的音乐后,开始玩自己喜欢的游戏 Klown of Kthulhu (KoK)。经过一番热烈的战斗以后,游戏的节奏转向舒缓。在背景音乐放缓后,周君注意到了一些奇怪的现象。凡是在自己进入物品栏界面和退出物品栏界面时,耳机里面就会出现奇怪的声音,像是电视机没有信号的声音。他觉得,这个没有关系,只要游戏能正常玩,声音不是大问题。后来一次他又去吴君住处一起玩游戏的时候,就问吴君游戏是不是设置的有问题。吴君显然经验比较丰富,他说「这个不是游戏问题,是硬件问题。你切换物品栏的时候,显卡需要开始渲染地图,它工作的时候就会发出电磁波,产生电磁感应现象,影响音频输出信号。你可以买一个独立声卡,这样电脑输出的就是数字信号,就不会被影响了。」周君当时说「无所谓了,游戏能出声音就行。」,但是他后来回住处后,又想起来了吴君说的独立声卡的事情,就在掏包网上搜索了一下,发现这些东西都很贵,最便宜的都要好多万象肃。看着花花绿绿的,宣传得也很吸引人。一连两三天他都安不下心来,一直看独立声卡的测评。32bit 768kHz,什么DSD,整天看的都大脑疲劳了。正在他看的时候,掏包网给他推荐了一种便宜的替代品——USB DAC。这种比较小型的声卡相对廉价,也没有性能很好的功率放大器,但是他的耳机也不属于阻抗很大的耳机,所以看到这些替代品以后,就想到买个这个很好,还方便在手机上放,费的电少,还方便拿。最终他买了一个8鬣的 USB DAC。这个 USB DAC 可以输出 768 kHz/32 bit 的 PCM 信号,或 DSD512 信号(其实还有一种叫做「原质授」的专有音乐格式,为了垄断还有商业利益必须要专有硬件解码,当时的确很流行,但是还没到2023年,就被证明几乎完全是骗人的),信噪比 125 dB, 3.5mm 输出。周君感觉很满意,虽然他也不明白这些是什么意思,但是他感觉很有意思,肯定很好听。

这个 USB DAC 使用的芯片厂商不愿意公布芯片的数据手册,而且生产这些东西的厂商也不在乎开放性,因为这些商品的用户没有需求。他们就像柰果产品用户一样,买过产品后能让别人解决的问题,就花钱让别人解决:解决不了的问题,就自己去适应。甚至在这个领域都是这样,因此,就没有一个通用的 USB DAC 的硬件设置调节器,况且也会和各系统有很多不相容之处(例如芯片从休眠到启动需要时间,而几秒不播放音频就会休眠,启动的半秒放不出声音来),很多人以为其理所当然,这些产品的 quirks 没有人想要解决,因此它们还一直存在着。

无论如何,周君不在乎这些,他只在乎能不能让自己听到主观感觉更好听的音乐。产品到货后,周君感觉心满意足了,因为听起来音乐反正更大声了(主观感觉确实也更好听了),而且玩游戏显卡干扰的问题也没了,就是每次开游戏的时候,那个背景音乐刚开始放的时候,总是缺一截子声音,但是这是小问题,周君根本不在乎。每次需要放音乐的时候,它要找自己所能找到的音质最好的音乐(标准就是参数数字越大越好,文件体积越大越好),而且用手机上的专有音乐播放软件,以专有驱动的方式播放音乐。

郑乍尨在实验室的发现

2025年3月1日

郑乍尨(下称「郑君」)在新布大学实验室工作。他其实是打扫卫生的,但是时间长了,学生在这里干什么,他或多或少也知道一点。每个人研究的课题虽然不太一样,但是基本都是化学电源领域的。因为这间实验室里的学生大都是化学系的。自己和里面的学生很熟。郑君也是有文化的人,原来在隔壁的新布普通学院学习土木工程专业,本科毕业考研失败。因为老家当时正在开发旅游业,他就回老家找了一个在建筑公司设计施工方案的工作,挺轻松的。后来公司倒闭了,他就在新布大学给实验室打扫卫生,工资也可以,能供的上平时生活。因为之前的工作,也在城里有房子,现在女儿就在新布大学读法律专业。

3月1日,是个星期六。实验室的人不多,本科生都没有实验课,所以实验室显得挺清静。郑君拖完二层走廊,正坐在实验室椅子上看着手机,结果隔壁突然传来爆炸声。郑君被吓了一跳,但是很快就反应过来,跑到门外去观看。隔壁实验组他们做一些隔膜材料的测试,材料开始反应以后,要经过1个小时才能拿出来测量。平时要做的事情比较多,一般都是和其他的实验一起做,可是今天星期六,他们组安排在周六的工作不多,组员都出去吃饭了,也没有留值班的人。郑君一进实验室,发现有很多烟雾,并没有明火,但是反应容器里面的液体不断沸腾,冒出很多气泡。他看到情况紧急,就把灭火用的箱子推到底下,把正在反应的物体扫到了箱子里,再盖上沙土。看起来情况平息了,他就联系了学校警务室。

只是出乎意料的事情发生了,里面的东西突然向一个方向喷出一股热气,把沙土都顶到了房顶上。后来警务室联系了消防还有实验室管理人员还有外面吃饭的学生。后来经过检测,盆里的物体在被沙土覆盖后,机缘巧合之下,产生了某种反应,而且直到消防人员到来,仍然在进行。它的表现就是,隔一段时间会喷出一股热气,而且时间间隔十分规律。相关人员到来后,已经过了一些时间,人们发现除此以外,反应物并不会对人造成很大威胁。人们在做好充足防护后,把物体转移到了一个更大的箱子中,由几个人抬到外面空地上,派了几个消防人员看了一晚上。后来人们发现反应并不激烈,但是也没有要停止的趋势。这是人们发现的第一个电子物理阵列Electronal Physical Field)专业人员检测后,将其中的反应物质和沙土分离出来,看到了一块玻璃一般透明的晶体,其折射率正随时间变大,外界图像被其折射得更明显,当折射率达到一个阈值后,就会从其中喷发出一股热气。热气的成分就是空气。

经过人们的初期研究,发现反应物的能量正在不断消耗,反应物发出很强烈的周期性微波,正是这种微波的热效应使得空气被加热。对电磁场成像发现,反应物基本上是由大量静态电子组成的,这些电子的分布在中间构成了一个势阱,阱里面的电子运动是周期性的,同时电磁辐射消耗了动能。

这种电子的固定结构对模拟电路计算机很有用,人们很快掌握了构造特定电子场的技术,使得产生的结构能完成人们想要的功能。通过微电子技术,这种结构很快能被制造到硅片上,并集成在电子芯片中与现有的电路整合。这样的技术使得基于模拟信号的计算不再依靠电路中的物理量,极大减少了模拟电路的误差和干扰。因此,很快,模拟电路计算机制造出来了,计算机性能提高了上百倍。

EPF 物理仿真

2027年,米里煎国质因担理工学院(Just-in-time Institution of Technology)的思贝涝·泰二费(Sparrow Tinifi)科研小组在一册没有什么影响力的刊物上发了一篇文章,大意是通过 EPF 构造进行对现实事物的同构,用来模拟物理运作。这样可以不使用计算机电路进行计算,而是直接用 EPF 内部结构进行对现实的模拟,加快特定问题求解的速度。这类文章(指 EPF 的具体应用)一直是热点,因为好研究,技术刚刚成熟,而且容易写出新意。这篇文章的本意只是完成科研任务的,实际上,这样的构造很有局限性,大部分情况也用不上这种特定的物理模拟。如果追求更通用的,就要对每一个场景都建立一个模型。因此并没有取得什么关注。

2027年秋,上述小组中的一名成员进入深圳的一家音响设备公司工作,最终打着 EPF 的旗号推出了一款全新的耳机。这是 EPFM 耳机发展的开始。

EPFM 耳机

这家音响设备公司名叫「速乐音」 Supremusic,本来就是利用公版数模转换方案制造话筒和数字输入扬声器,售卖廉价耳机盈利的占据一个市场生态位的小公司。进入公司的这名成员(名为Jay Mijkrwo)本来是实验室实习的学生,他在空闲时间使用研究成果创新转化出一套音频采样、分发、还原方案,其中的核心技术就是 EPF 动态编程和还原声场。这种技术使得采样和分发的设备和工作流程基本不发生变化,通过多声道干涉软件计算还原出音频采样时的声场。播放过程中可以根据用户需求微调,通过 EPF 上运行的大气机械波模型,采用 EPF 技术在用户端精细调制还原出录制时的声场(称为 Electronal Physical Field Modulation),并在虚拟声场内采样播放到耳机端。当然,他也设计了整套专有音频录制方案,通过逆 EPF 效应将声源信号叠加刻录在 EPF 模拟记忆晶体中。因为现在没有 EPF 模拟信号传输体系,制造的晶体可以当场复制,再通过实体形式分发,或结合使用传统电路进行信号数字化,传递到用户端后再写入模拟记忆晶体,再还原播放。

Mijkrwo 君专利注册后,就打算投入生产,商业化。所以他就进入了深圳的速乐音公司。2028年春,产品雏形在深圳 HiFi 展览会上发布了。展会上公布的包括即将准备投产的 EPFM 耳机型号 Supremusic EPFM-100JM,定价24翩,引起了很大关注。耳机试听需要预约,但是试听的人很多,人们都想早点听听看,排了很长的队,听完的人大都感觉很好,觉得像是听现场演唱会。演示音频里还有一段自然录音,人们描述听的时候仿佛身临其境,已经忘记自己在城市里面。有一个人特别怕蛇,在试听自然录音的时候,他仿佛感觉身边有蛇存在,急忙摘下了耳机。其实录音里面根本没有体现蛇的声音,只是在录制的过程中偶然有蛇经过,这一点细节的声音都能被还原,让人可以觉察到,说明这款耳机性能实在是顶尖。

EPFM-100JM 耳机设计

商品发售后,速乐音公司赚了很多钱,这些钱又被用来投资生产更多型号的耳机,最终能够平民化,使6鬣到1翩的耳机拥有了动态还原声场的能力。这个时候,人们转身、走动,声音也会相应变化。录音也得到了相应的提升,音乐作品的更多内容能保留下来。

后来速乐音在国内、米里煎、鸥州、鹅罗刹等多个地区都建了实验性的声场重构房间,多个高功率扬声器配合,可以创造出特定的气流模式,影响人的触觉,使人体验到几乎全真的触觉场景。微风吹拂的感觉、沙滩的触感等感觉,都可以模拟出来。这种技术也被 backport 到了其他使用 EPFM 的设备上。

这个时候,技术发展的首先几个应用,一定包含性。有一点钱的人自己买扬声器组声场出来,按自己的喜好模拟触觉,就是速乐音为了赚钱不开源,人们只能自己摸索。后来盗版也出来了,因为声音感受比较主观,速乐音也没有专门发展触觉模拟领域,因此也没能起诉这些盗版行为。普通人没有钱,只能用耳机创造小范围的触感模拟,但是一般的用途已经足够了。更有钱的人他们用不着这种技术,因为他们可以直接在现实世界满足自己的需求。

吴君这个时候已经在游戏公司工作了,他的工作是给游戏适配 EPFM 和其他音频技术,并且调节参数,让声音更讨人喜欢。

周君继承了家里面的事业,在他爸爸的公司里面做文字工作。

(完)


  1. 1翩=12鬣=144荼=1728杭=20736象肃=663552微圆;1象肃约为0.05元人民币,1镁=128像素 ↩︎