Год за годом нестандартные акустические системы завоевывают все больше поклонников. Новые идеи звуковосприятия и звукогенерации позволяют слушать и слышать всегда, везде.

Новый год не стал исключением: покупателям обещают арматурные, планарные и гибридные системы с уникальным качеством звука, активное шумоподавление для всех случаев жизни… Но это — прошлый век.

И в подтверждение даже на Выставке Потребительской электроники (CES 2019) только и говорили, что о костной проводимости.

Это непростые наушники, поэтому разберёмся: как вообще работают УШИ?

Снаружи лишь малая часть

Человеческое ухо — один из самых сложных органов человеческого организма, а слух — едва ли не самое сложное и неоднозначное чувство. Для создания кодека MP3 потребовалась работа целого института и более 40 лет непрерывной работы.

Для того, чтобы воспринимать звук — акустические волны, — человеку требуется совместная работа сразу трёх разделов уха: ушной раковины, среднего и внутреннего.

Ушная раковина состоит из хрящей и кожи, а её функции — сбор и направление акустических волн в наружный слуховой проход. Он, в свою очередь, состоит из хрящевой и костной частей, заканчиваясь барабанной перепонкой: здесь волны превращаются в механические колебания.

Человеческое ухо «в разрезе»

Сразу за барабанной перепонкой (височная область головы) находится барабанная полость с косточками, улавливающими и усиливающими движение перепонки.

В результате волны через систему окошек с перепонками передаются во внутреннее ухо (перепончатый лабиринт) в самой височной кости.

Жидкость, которой заполнен лабиринт, передает колебания на рецепторы улитки (смотри рисунок выше), формирующие нервные импульсы. Именно их мы и воспринимаем как звук.

Можно слышать звук прямо через кости. Это костная проводимость

Принцип работы костной проводимости

Видимая часть слухового аппарата человека играет наименьшую роль в восприятии и обработке звуковой информации.

Куда важнее работа среднего и внутреннего уха: звуковая волна как таковая перестает жить на барабанной перепонке, превращаясь в механическую энергию колебаний. Если направить правильно смодулированные электрические колебания в область среднего или внутреннего уха, они преобразуются в механические и человек их «услышит».

Есть и вторая особенность человеческого уха: кости черепа проводят звук, причем как в виде механических колебаний (которые, впрочем, должны достигнуть нужного места), так и в виде акустической волны.

Можно разговаривать даже через палец

В твердой среде звук распространяется быстрее, чем в воздухе, поэтому через кость человек может слышать больше и точнее. Но, увы, в то же время при костной проводимости, по сравнению с восприятием внешним ухом, усиливаются низкие частоты и «обрезаются» высокие частоты.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Свой собственный голос мы ощущаем и осознаем ниже, чем он есть на самом деле именно из-за того, что слышим его через лицевые кости.

Эти свойства слуха позволяют «слышать» звук костями черепа, поэтому соответствующему эффекту дали название «костной проводимости».

Современный слуховой имплант

Традиционно эффект использовался для лечения нарушений слуха: на нем создаются как внутренние (чувствительные к вибрациям импланты с электронным блоком в среднее ухо), так и внешние слуховые аппараты.

Последние работают исключительно за счет передачи и преобразования механической энергии. Простота и эффективность таких акустических систем привела к закономерному результату — они появились в свободной продаже.

И вот почему.

Что хорошего в наушниках с костной проводимостью?

Путь через кость ближе

Человек одинаково эффективно воспринимает информацию от внешнего и среднего уха. Для мозга нет разницы, откуда поступает колебание к чувствительным клеткам внутренней части слухового аппарата.

Костный звуковой транспорт безопаснее для слуха: для достижения одной и той же громкости и разборчивости звука требуется меньшая энергия (громкость). Соответственно, человек не глохнет от прослушивания, не снижается слух.

Твердые материалы лучше проводят звук, поэтому поезд слышно сначала по рельсам

Окружающий шум не перебивает звук, проходящий через кость, поскольку идет в обход: человек может воспринимать одновременно звук через кость и через слуховой проход. Благодаря этому не нужны сложные системы шумоподавления и можно слышать происходящее вокруг.

Скорость звука в твердой среде и в воздухе

Сложная форма внешнего уха создает дополнительные резонансы, переотражения волн, из-за чего человек слышит совсем не то, что должен. Избежать этого практически невозможно — у каждого собственная конструкция ушных раковины и канала.

Свойства кости куда стабильнее от человека к человеку. В то же время кость проводит по всему объему, не направляя звук прямо в ухо, из-за чего происходят потери качества звучания.

Одни из лучших «костных» наушников – это Aftershokz

Гарнитура костной проводимости Aftershokz

Конечно, существующие технологические решения в области костной проводимости уступают традиционным аудиосистемам. Хотя бы потому, что ими не так давно занимаются именно для прослушивания музыки — это самый «молодой» тип систем.

Однако даже проблема с подавлением высоких частот в костях вполне решаема теми же методами, что применяются в гарнитурах с активным шумоподавлением, позволяющих слышать окружающий мир: необходимо модулировать частоты с помощью электроники так, чтобы они проходя до внутреннего уха, представлялись в виде высоких частот.

Если сразу передавать не звук, а механические или электрические колебания, можно создавать акустику с богатым и точным звуком. Это сложнее, чем сегодня сделать хорошие наушники — но куда перспективнее.

Aftershokz очень похожи на обычные наушники

При этом нужно понимать, что для костной проводимости качество звука во многом зависит от места размещения акустики: чем дальше она от внутреннего уха, тем менее насыщенный звук будет слышать человек.

Лидер в создании носимых массовых устройств костной проводимости, Aftershokz, решил эти задачи с помощью запатентованных преобразователей Trekz Titanium.

Установленные в гарнитуры, они получают от электроники электрические сигналы, но преобразовывают их в механические колебания без предварительного превращения в аналоговый аудиосигнал.

Стильно и прочно

Трансляция происходит напрямую к внутреннему уху через скулы, что позволяет сократить путь и максимально сохранить исходное богатство звука. На это же направлена работа технологии PremiumPitch, эквализирующая исходный цифровой материал с поправками на затухание волн в кости.

Так, в Aftershokz Trekz Air (наш обзор) их совместная работа позволила достичь ранее недостижимого диапазона воспроизведения 20-20 000 Гц с чувствительностью 100 дБ с сохранением динамичного басовитого звучания, как у обычных наушников или гарнитур хорошего качества.

Модель, в отличии от всех существующих аналогов, полностью перекрывает слышимый диапазон, звучит ярко и её наконец-то можно рекомендовать даже бассхэдам. А дополнительные фишки и вовсе превращают гарнитуру в лучший городской гаджет категории «Портативное аудио».

Для чего нужны наушники костной проводимости?

Гарнитура костной проводимости на часах

Конечно, на данный момент наушники костной проводимости только пытаются приблизиться по качеству звучания к современным портативным аудиосистемам. Но те же Trekz Air звучат так же живо, как среднеценовые «сенхи» или AKG. И предлагают несколько крутых сценариев использования.

1. Занятия спортом.

Наушники костной проводимости — идеальный спутник во время пробежки

Наушники костной проводимости стали отличным спутником во время активного отдыха и спортивных тренировок, особенно тех, что связаны с улицей и открытыми пространствами.

Человек слышит и музыку, и шум улицы, что позволяет адекватно реагировать на приближающуюся опасность в виде автомобилей, голосовых предупреждений и тому подобное.

Важно, что качество звучания наушников не снижается. Слух «перефокусируется» на внешние звуки по необходимости, в прочее время они идут фоном. Как будто музыка идет из колонок, не мешая реагировать. Но её никто, кроме слушателя, не слышит.

2. Промышленное использование.

Костная проводимость уже давно применяется в переговорных промышленных и военных устройствах

Производства требуют повышенного внимания во время применения наушников. Не обязательно слушать музыку — даже телефонные разговоры могут быть затруднительны в условиях повышенной шумности.

Костная проводимость решает эту проблему, поскольку во время работы таких гарнитур внешний шум проходит преимущественно в ушной канал, который можно изолировать обычными способами: берушами, шумоподавительными наушниками. Качество звука гарнитуры в это время никак не пострадает.

Остается вопрос о возможности передачи речи в зашумленных помещениях. Для этого, например, новая линейка Aftershokz использует комбинацию микрофонов c системой шумоподавления.

3. Постоянное ношение.

Многие владельцы Aftershokz не снимают их даже во время переговоров

Так как кость проводит звук постоянно вне зависимости от внешних условий, соответствующие гарнитуры отлично подойдут для постоянной связи со смартфоном вместо hands free или беспроводной гарнитуры другого типа.

Качество звучания тех же Trekz Air сопоставимо с условными накладными Bluetooth-наушниками Xiaomi, Koss Porta Pro Wireless или любой другой открытой моделью.

Что нужно знать о костной проводимости и Aftershokz

Прочность и выносливость Aftershokz Trekz Air обеспечивается титановой дужкой

Наушники костной проводимости могут стать идеальным повседневным спутником. Этот вариант намного удобнее современных систем со сложными алгоритмами активного шумоподавления: последние нужно все время переключать, тогда как костная проводимость работает вне зависимости от внешних условий.

Тем не менее, нужно помнить, что ушная раковина и слуховой проход вносят в процесс восприятия звука серьезные искажения, поэтому каждый слышит музыку по-своему и восприятие во многом зависит от личной натренированности.

Поэтому хотя человек, носящий Aftershokz, слышит шум улицы, нужно осознавать, что человеческий слух ограничен и мозг способен обрабатывать конечное количество одновременных звуков.

Однажды гарнитуры костной проводимости заменят традиционные

При «слушании» через кость и ушной раковиной количество распознаваемых звуков выше, чем у специализированных систем с современными шумодавами, их разборчивость и осознавание выше — но и оно не бесконечно.

Соответственно может меняться и качество восприятия звуков. В шумных помещениях мозг будет распознавать меньше одновременных звуков и музыка будет казаться не такой насыщенной, плоской.

Но это лучше, чем ничего. И намного удобнее активного шумоподавления, которое пытается дать услышать шум улицы и все время делает это невпопад.

• До ←

  Аналитик рассказал всё про новейшие iPhone, MacBook и AirPower

• После →

  Blu-ray всё. Samsung прекратила выпуск плееров