在音樂、播客、遊戲和無限供應的在線內容上，我們每周都會至少佩戴數小時的耳機。然而看着市面上讓人眼花繚亂的產品，許多人又陷入了糾結。如果你想要從更專業的角度來學習如何挑選音頻產品，那不妨參考下 IUPUI 音樂與藝術技術助理教授 Timothy Hsu 分享的“三要素分析”。
（圖自：Pluke / Wikimedia Commons）
首先聊聊“聲波”（sound wave）：在物理學中，聲音是由一系列高低壓區組成的空氣振動產生的，這也是聲波的周期。
計算每秒發生的循環次數，決定了聲音的頻率或音高。科學家將赫茲（Hz）用於頻率的描述單位，500 Hz 的音頻，意味着聲音每秒會經歷 500 個完整的高低壓循環。
聲音的響度（loudness）或振幅（amplitude），則是由波的最大壓力決定的。聲壓越大，音量也越大。
而為了產生聲音，耳機需要將電音頻信號轉換為人耳能夠分辨的頻率、並創建相應的高 / 低壓循環。
（圖自 Iain / Wikimedia Commons，CC-BY-SA）
其次聊聊人耳：如上圖所示，人耳系統很是複雜。其主要功能，是將空氣的振動轉換為電信號，並送達大腦。作為一款不可思議的生物傳感器，普通人能夠分辨較大範圍的音高、以及不同級別的響度。
當有聲音入耳時，你的骨膜會將空氣振動轉化為微小的中耳骨的機械振動。這些機械振動會變成內耳中的流體振動，然後敏感的神經會將之轉化為可被大腦理解的聲電信號。
需要指出的是，雖然人耳可感知 20Hz – 20kHz 的聲音，但人類的聽力卻不是在所有頻率上都同樣敏感。以低頻隆隆聲和高音鳥叫為例，即使兩者響度相同，我們還是會認為前者更加“安靜”。
換言之，比之高低頻，人耳對中頻更敏感。研究人員認為，這可能是自然界長期進化的結果，且普通人沒必要深入了解這些。但是對於耳機工程師來說，則必須將人類感知與純物理的區別都考慮進去。
（圖自：Svjo / Wikimedia Commons / CC-BY-SA）
然後是耳機的工作原理：如上圖所示，揚聲器基本上由（1）磁鐵、（2）盤繞線、（4）振膜、以及（3）支撐振膜的懸架這四個部分組成。
無論是頭戴式、還是耳塞式，耳機的本質都是小型揚聲器。不過與人耳相比，揚聲器的工作是全然相反的 —— 他們會將輸入的電信號，重新轉換成空氣中的振動。
電磁學指出，當導線纏繞在磁鐵上、且導線內的電流發生變化時，周圍的磁場就會呈比例地變化。當歌曲或播客的電信號通過耳機中的電線脈衝時，又會改變電流並帶動磁鐵。
這樣磁鐵就會推動隔膜的移動，推動和壓縮空氣，以產生高低壓振幅脈衝，最終轉換成了我們可聽到的音樂。
理想情況下，揚聲器會將輸入的電信號完美復現。但在現實物理世界中，這一過程還是存在着它的局限性。
諸如磁鐵和振膜的尺寸 / 材料之類的因素，都會造成不可避免的失真，結果導致某些頻率較原始信號更響或更柔和。
（圖 via SCI Tech Daily）
綜上所述：雖然沒有耳機能夠完美重現信號，但我們有無數種不同的方法來“扭曲”信號。如果你在兩款同樣昂貴的耳機上獲得了不同的感受，這件事就與不同廠商的調教偏好有很大關係。
● 當工程師在研發新耳機時，他們不僅要考慮人類聽覺對聲音的‘扭曲’作用，還要考慮到揚聲器的物理限制。
● 而你喜歡的音色與高中低頻調教（以及年齡、經驗、文化 / 音樂流派偏好等因素），也直接影響到了對於一款耳機‘好壞’評價。
以嘻哈音樂為例，這部分聽眾可能更青睞重低音表現。但對於古典音樂的愛好者來說，又想要獲得更少的頻率失真。
然而聲音的忠實還原（或娛樂傾向），又是一件難以兩全的事情。比如在注重語音理解的場景下，某些產品可能更注重 1000 ~ 5000 Hz 的頻響表現。
當然，我們也可以專為聽力障礙人士設計所謂的“嘻哈樂專用耳機”。只是在普通人聽來，同樣的產品又會是另一番評價。
總而言之，想要選購什麼樣的耳機，還得看你具體在何種場景下使用。畢竟只有從耳機的設計角度來入手，你才會知曉這件事與科學、藝術、體驗三要素息息相關。