四川快乐12走势图

公共广播十大品牌|十大优秀音视频生产商

长沙音之圣通信科技有限公司

服务支持

Service support

定向声波的产生和基本原理
发布日期:2020-8-20   点击次数:
  早在物理学家研究声音之前,甚至早在物理学问世之前,中国古人对“声学”已有相当的认识,例如战国时代的《墨经》即记载着如何将“共鸣原理”应用于守城工事。而从“隔墙有耳”这句成语,则可推断古人也了解声波必定四处扩散。然而基于种种原因,人类却又一直渴望驾驭声波的走向,于是在武侠小说这类幻想文学中,自然而然就会出现“传音入密”这样的玄妙想像。

  在现实世界中,想让声音具有方向是极困难的一件事。即使是“科学昌明”的二十世纪末,声学科技仍致力于诸如声音品质的改良,至于声音方向则始终是非主流的题目。如今迈入新世纪,相关的理论与技术逐一成熟,“定向声波”的研究终于成为一门显学,“传音入密”也总算等到梦想成真的一天。

  定向声波要如何产生呢?简单来说,虽然“可闻声波”(人类听得见的普通声波)通常具有扩散性,但频率更高的超声波(亦称“超音波”)却不难形成集中的狭窄波束,两者的差异可用普通光线与雷射光比拟。没错,人类当然听不见超声波,好在对于任何声波而言,空气都是所谓的“非线性介质”,因此超声波会在空气中再产生可闻声波,而这个可闻声波就能具有很高的方向性。

  倘若追本溯源,定向声波科技可追溯到一九六○年代的声纳研究。当年一批科学家正是利用类似的原理,制造出方向性极佳的海底声纳系统。不过在海水这种介质中,定向声波的用途想来想去总离不开声纳,如今进入空气介质,定向声波却立刻前途无量。一旦声音有了方向,不可思议的用途势必层出不穷,以下所列举的例子,只是最容易联想到的几项应用。

  汽车里的个人喇叭:例如四人座的私家车,可在车顶装设四台定向声波发射器,车内四个人便可一边(以定向声波)欣赏各自的音乐,一边毫无障碍地(以非定向声波)彼此交谈。目前为止,至少已有Daimler Chrysler这家公司推出这样的概念车,而量产也是迟早的事。

  虚拟喇叭与环场音效:固定一处的定向声波发射器,只要瞄準墙上几个角落,便能让每一个反射点产生一个“虚拟喇叭”(反射后的声波没有方向性,就好像雷射光打到墙壁会形成发散的小光点)。这项功能最适合家庭电影院、小型视听室等场所,因为只要架设一台发射器,便能模拟出逼真的环场音效;倘若再加一点机关,环场音效就能变为动态,因为移动反射点可说是轻而易举。

  公共场所的一对一行销:利用很简单的电子装置,商店橱窗或广告看板便可先锁定附近的行人,再对他发射定向声波来推销商品,而不会对他人产生任何噪音。著名的科幻电影《关键报告》就有类似的情节,不过其中的发射器还配备有眼纹辨识系统,因此叫得出每个人的名字。此外,类似装置亦可用在超级市场,用来向顾客提供各区商品的资讯。

  展区的情境模拟:在博物馆或美术馆的各个重要展区,可利用定向声波製造不同的情境,还能包括展品的口头解说,丝毫不用担心互相干扰。参观者也不再需要耳机,即可随时随地听到口述的导览。提到耳机,目前需要即时翻译的场合都少不了这个累赘,相信定向声波很快也会将它淘汰。

  自我推销的商品:在百货公司或商展中,只要将定向声波射到某件商品上,该商品便能“长出”一个虚拟喇叭,开始向围观的顾客自我推销。

  机器与人的私密对话:例如用于提款机、售票机、贩卖机的语音说明。


  定向声波的基本原理


  根据物理定律,若要发出定向声波,发射器尺寸必须超过声波波长许多倍。

  普通的喇叭顶多半公尺宽,可闻声波的波长範围则是几公分至十几公尺,两者的比例不符合发出定向声波的条件。

  超声波的波长顶多几公厘,如果发射器的尺寸超过10公分,两者的比例便符合发出定向声波的条件。因此可用这样大小的发射器,发射出人类听不见的定向超声波。

  空气对超声波而言是非线性介质,这种非线性导致定向超声波会在空气中再产生可闻声波。换句话说,定向超声波成了可闻声波的“隐形发射器”。

  身为隐形发射器的定向超声波(波束)大约呈柱状,这根隐形柱子可长达好几公尺,足以发射波长并非很长(频率并非很低)的定向可闻声波。

  结论–定向可闻声波的发射机制如下:超声波发射器发出定向超声波,由于空气介质的非线性,定向超声波会再发出定向的可闻声波。

分享:
天津快乐十分 四川快乐12 67娱乐系统 河南快3 河南快3投注 河南快3走势 上海11选5分布走势图 云南快乐十分 黑龙江快乐十分 河南快3走势图