让声音消失的奇妙魔法背后是什么？

开车很吵？噪音太大？

关上车窗玻璃呢？

再打开ANC主动降噪系统呢？

当一辆“神奇”的汽车，遇上了一台聒噪的鼓风机。即便窗外风声雷动，随着车窗的慢慢摇上，你会发现车外的声音正在逐渐“消失中”。

声音消失的神奇原理是什么？都在这支视频里啦！片尾最后还有一个关于声音的小彩蛋。果壳AI邀请你，用手机单声道扬声器和耳机各听一遍，看你能否发现关于它的小秘密？

长按二维码，进入这个奇妙视频吧~↓↓↓

实用TIPS

若你使用的是IPHONE7及7 PLUS手机，公放时请按照以下路径设置手机单声道扬声器：设置→通用→辅助功能→点开“单声道音频”；带上耳机收听时请关闭“单声道音频”。

喜欢车辆工程的同学多半都听说过NVH——对车辆的噪音、振动、声振粗糙度的优化环节。由于声音就是一种空气的振动，所以这对本家总被放在一起研究。

车辆的噪音来源的种类繁多——气流划过车身、引擎运转震动、轮胎滚碾路面、窗外车流的轰鸣……但从声音的传播路径来看，倒是简单的多，什么噪音都逃不开两种类型：直达声与结构声。直达声就是振动直接通过空气进入车内（如开着的车窗、车门未密封处的风噪）；结构声则先振动车身各个部件，然后通过车身结构传递，最终振动车厢内的空气（如底盘路噪、机舱的设备运转声）。

所以，车辆减噪的基础始终遵循三大铁律：密封、隔离与吸收。密封是最有效减少直达声的手段，想象一下车窗闭合瞬间的惬意就能明白。而隔离是通过特殊的设计与结构，另车身结构之间更难传递传递振动。吸收嘛，顾名思义，既然车内空气已经振动了起来，那就做点什么让它更快的衰减下去，减少这些声音的叠加共振。一些特殊材料、技术的采用能同时做到这几个要点，比如更高级的车窗玻璃。

作为车辆外壳最容易穿透噪音的部件，普通的单层车窗玻璃已经满足不了日益苛刻的NVH要求，舍得本钱的厂商开始在侧面车窗上配置隔音更强的多层玻璃。多层玻璃并不是“好几层玻璃叠起来”，而是通过复杂的工艺，把内外两块玻璃“面子”用复合材料的“里子”粘合起来。中间的复合材料常被粗略的称为胶层，名字虽土，却是隔音性能提升的关键——这个复合材料夹层的声阻抗和玻璃的声阻抗有相当大的差异，内外玻璃层也厚度不一，振动经过不同声阻抗的材料时，会产生复杂的反射与衰减，从而让玻璃具有了更强的吸收振动、分散频谱的能力。就纯粹的隔音能力而言，单层玻璃换装同厚度的多层玻璃可以提高1-1.5倍的隔音能力，当然代价也是惨痛的……大约3倍左右的部件成本。所以虽然多层胶合玻璃已是非常年迈、成熟的技术，车厂往往只用在更重要的前档风玻璃上，车侧多层玻璃都是高级车才能享受的选配。

东风日产西玛内使用ANC静谧空间技术及高强度双层夹层隔音玻璃

当然了，除了这种不停的加料加料加料、变厚变厚变厚、吸收吸收吸收的土豪套路，隔音降噪领域近年又开始玩起了新科技——ANC，即主动降噪技术。它的原理很简单，用车载的喇叭系统产生一个反向的噪音去“中和”掉车内噪音。但这一技术真正的困难在于，对噪音的准确采样的同时（敲黑板，划重点——“同时”很重要啊同学你记下来没有还在看手机？）播放出反向音频。大于1毫秒的回放延迟（反向声波没对准）就会引发人耳的察觉，延迟再大便会适得其反的变成一种“新噪音”。另外，这其实也导致ANC对非规律性的突发噪声（比如碎石路面行驶、旁边车辆大声外放土摇、女朋友在车内撒泼等）抵御能力较差。

对准后成功叠加抵消的例子

没对准的声波叠加后，变成了一种更复杂诡异的噪声

所以优秀的ANC技术会结合实时的降噪监控与反馈系统，甚至深度学习技术，主动预测噪音变化，自动且准确的调整反向音频的播放，让噪音消除的效果最佳化。明白为什么主动降噪耳机如此高价了么？技术积淀在这个领域非常重要。

这项技术在汽车上的应用，就像把降噪耳机从耳朵上拿开换成了身边的扬声器，相对有限的空间和更大的扬声器，使整个车内空间都成为安静的“comfort zone”。比如视频中的东风日产西玛，在ANC技术开启的过程中，车内噪音降低了3dB左右，不要小看这个数字的变化，分贝的计算并不是简单的加减，而与功率比值相关，降低1dB的噪音，相当于功率降低了20%，而降低10dB则相当于90%的功率降低①。

东风日产西玛结合双层玻璃等材料阻隔噪音，同时结合ANC主动降噪技术，为车辆营造了安静的舒适环境

理论上，足够强大的ANC是可以做到80%以上（6-7dB）的噪音消除，但这么大幅度的降噪真的合适么？降音真的是越低越好？在一个优秀的NVH工程师的眼中并非如此。驾驶始终是一种人和车的相互交流，如果刻意的去除车速、外界环境带来的种种噪声、振动与干扰，人便会被疏离于路况之外，开上200km/h而不自知。即使撇开一触即发的安全因素，这时的机械会给人带来一种难以信赖的恐惧感。

聪明人从不把事做绝，残留一些柔和且不恼人的噪音、振动，反而更能给你以科技的美感，不是么？

备注：本篇所有测量值均为A计权

参考资料：于治会. (2001). 分贝的表示方法及运算法则. 航空兵器(2), 45-48.

现在，戳【阅读原文】再来感受一下，这个在耳机和功放中听起来完全不同的声音魔法吧~

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