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聲音總是慢一拍?無線耳機的致命傷「藍牙延遲」是怎麼回事?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/09/18 ・3365字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

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本文由 量子音樂 委託,泛科學企劃執行

  • 文/YC WANG

「玩射擊遊戲先看到火光,才聽到槍聲,還沒來得及反應就死了!」、「玩太鼓達人聲音和畫面不同步,玩得好痛苦!」你也曾有過類似的經驗嗎?

常使用藍牙耳機的人,可能會遇到「藍牙延遲」影音不同步的情況。圖/Pexels

習慣使用藍牙耳機的人,對於「藍牙延遲」大約都不陌生。到底為什麼藍牙耳機會有聲音延遲的問題?隨著技術的進步,又有什麼新的方法能減少這個潛在惱人的困擾?挑選耳機,怎樣才能符合自己的需求?

泛科學這次訪問量子音樂創辦人蔡明耀(Hikari),請專家來一一解釋什麼是藍牙延遲,並對於不同屬性的用戶挑選最適合自己的藍牙耳機,提出一些建議。

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聲音延遲……為什麼專業音樂人無法忍受?

「延遲會遇到的狀況其中一項是回音,你在錄 podcast 時,會聽到,Hi Hikari,然後馬上又再有回音 Hi Hikari。」量子音樂的 Hikari 也是一名混音師,他每天工作的日常除了音樂製作、聲音系統還有人工智慧的研發。

他表示,在工作上對於聲音的傳輸,需要嚴苛要求「低延遲」,尤其是在錄音室中,錄音要求延遲在 30 毫秒以下。目前大多錄音室都採用數位設備,數位設備較有機會造成延遲回聲等效果,無論是歌手錄音或 podcast 製作上,均難以接受明顯的聲音延遲。不過,除非經過特殊訓練,否則一般人耳僅能辨別出 60 毫秒以上的延遲。

相較於數位設備,類比器材的速度較快也不會造成延遲,但目前在聲音的編輯處理上,時常需要轉數位化,這也就是造成延遲的開始。

為何類比較不會有延遲的問題?類比音訊的輸出與輸入是透過線來傳輸,不需要經過類比、數位的轉換。但類比雖然速度快,在聲音調控上就完全要靠類比電路,操作不易,目前為了聲音編輯,大部分的聲音處理也主要採數位化,缺點就是有延遲的可能。

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藍牙耳機延遲問題究竟可以如何改善?

其實除了 Hikari 提到在音樂製作上專業上不容出現的聲音延遲,在玩遊戲或看電影的時候,「看到火光之後慢半拍才聽到『砰!』」應該是選用藍牙耳機或喇叭的人都有過的經驗。

為什麼使用藍牙的音響系統,會有這種延遲問題呢?藍牙延遲簡單來說就是:「當藍牙訊號開始傳輸,到接收端收到訊號的時間差」。

藍牙是無線傳輸,聲音源透過「藍牙立體聲音訊傳輸協議」(Advanced Audio Distribution Profile, A2DP)來傳輸訊號,並只能在有限的頻寬下,透過編碼壓縮的方式傳遞音樂訊號,而藍牙接收端(耳機、喇叭裝置)接收訊號後,便會解壓縮藍牙訊號、轉成數位音訊,最後再輸出給裝置上的DAC(數位類比轉換器),然後聲音就會傳到我們的耳朵裡了。

這段音訊訊號傳輸的過程所產生的時間差,便是所謂的藍牙延遲。

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圖/泛科學製

藍牙透過 A2DP 協議來傳輸訊號,一開始是以「能聽到不斷續聲音」而設計。為了避免遭到干擾,藍牙預備了一個的緩衝區(buffer),一個傳出一個接收,如果中間有斷音、不連續,就可以用緩衝丟出音訊,也因此而有延遲。但隨著藍牙耳機用途越來越廣泛,不再像過去只用在通話上時,藍牙延遲問題就需要被改善。這也是藍牙耳機難以應用於製作音樂、錄音、電競產業的主要原因。

藍牙耳機不再像過去只用在通話上,藍牙延遲問題需要被改善才能被廣泛運用。圖/Pexels

其實,像是 Netflix或 YouTube 串流影片有調整延遲的協定,也就是設計當聲音變慢了,畫面也一起變慢,藉由「一起延遲」來解決影音不同步問題。然而,這樣的設計無法應用於電玩,因為遊戲的影像是即時生成,聲音馬上就出來了,因此延遲的問題就較為棘手。

那要怎麼讓藍牙延遲不要這麼嚴重呢?改善的做法之一,在於改進通訊設計。過去藍牙的兩個耳機是兩個藍牙裝置,由裝置傳到 A耳機(主要耳機),再傳到 B耳機(副耳機)會造成二段延遲。

為了解決二段延遲問題,先是將雙邊耳機都設計成可以跟系統溝通的主要耳機,再用 Sniff(監聽)到通訊協定的作法,緩衝就不用設計的那麼長,能降低延遲、縮短傳輸的時間。

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一般藍牙耳機傳送訊號方式是,由主要耳機接收訊號,再傳遞給另一個耳機;目前也有技術是將藍牙左右耳機都設為主要耳機,耳機可以視情況選擇左耳或右耳當主要耳機。除了以此增加效率,還可以加入「監聽」(Sniff,虛線部分)功能,讓另一支耳機能攔截訊號,使訊號不需要繞過頭部來傳輸,降低延遲。圖/泛科學製

優化後就不一樣!藍牙低延遲排行公開

除了優化通訊設計,要改善藍牙延遲的問題,可以調整的細節很多,包括優化傳輸編碼以及天線、晶片優化等各項調整,就有機會維持可接受的音質,並有效改善延遲情況。

挑選藍牙耳機時,最常出現的討論當然還包括傳輸編碼的選擇。

藍牙傳輸的編碼,主要可分為四種常見規格:SBC、AAC、aptX、LDAC。在數據的封包傳輸量上,一般來說,SBC<AAC<aptX<LDAC。越後者理論上封包越大,越有機會延遲。

但除了考慮到延遲,實際應用還有支援度與音質的問題。

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首先,討論支援度的部分。SBC、AAC 是普遍手機、電腦都具有的編碼規格,而 aptX則是高通所開發的一系列編碼(包括 aptX、aptX HD、aptX LL、aptX Adaptive)。目前 Android 手機普遍支援apt X、aptX HD規格,但 iPhone 就沒有支援aptX系列,僅支援SBC與AAC;另外,aptX LL雖然很快,但目前沒有任何手機支援。而 LDAC 則是 Sony 獨家的技術,目前僅有少數高階藍牙耳罩耳機有支援此項傳輸協定,音質好但延遲問題明顯。

前面描述的規格僅限於一般的規範,實際上還要看耳機的優化狀況。有些討論中常誤解認為 AAC 技術在傳輸速度必定輸給 aptX LL,但實際上考量到支援度,已經有開發團隊以優化 AAC 的方式來改善延遲問題。最知名的例子就是,在Apple生態系之下,iOS系統連接蘋果的藍牙耳機 AirPods Pro,經過優化的結果,就要比一般藍牙耳機透過 AAC 連接 iOS 延遲還要低上許多。因此加入「優化AAC」選項後,藍牙傳輸速度排名:優化AAC > aptX LL>AAC>aptX。

圖/Pexels

再來,討論音質的部分。影響音質的因素很多,耳機的整體配置都會有所影響,包括耳機共鳴體、驅動單體、組件搭配……等,再加上考慮到使用情境,若大多聽 KKBOX、Spotify、YouTube 等串流音樂,「優化 AAC」在音質與降低延遲取得平衡可以有很不錯的成效,提供使用者最佳的體驗。

怎麼選擇藍牙耳機?便利性、環繞音、低延遲

討論到最後,我們問到混音師 Hikari 對於藍牙耳機音質的評價,他坦率表示曾實際測試多款耳機。現有的藍牙耳機對專業混音師來說,完全難以達到工作所需要的音質,但他個人並不排斥在生活中使用。在通勤等生活情境中,藍牙耳機的「方便性」是他最在意的優點之一。

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對一般消費者來說,選擇耳機主要要考量喜歡聽哪種頻率的音樂,例如中頻很好的耳機,拿來聽蔡琴的聲音很理想,但拿來打遊戲可能就聽不到敵方腳步聲的聲音。

對Hikari來說,選擇合適的耳機,跟使用情境與慣聽的音樂屬性有很大的關聯,對想一邊舒適地聽音樂、又可以通話,甚至想要輕鬆玩遊戲的人來說,無線藍牙耳機肯定是最好的選擇啦。

以下是他的推薦名單,如果你也有各種心頭好,也不妨推薦給我們吧!

Hikari推薦耳機名單

  • 注重隔音、主動降噪(ANC),想隔絕外部噪音:
    Airpods Pro、Sony WH-1000XM4
  • 注重中低頻響應,適合電音、Dubstep聆聽且具備情境切換功能:
    jlab jbuds air executive
  • 低價但擁有不錯音質的超高CP值耳機:
    pamu scroll plus
  • 錄音與音樂製作,或是想要發燒耳機品質:
    Sony MDR-900ST、BEYERDYNAMIC DT1770 pro (所有藍牙耳機都不適合,請乖乖用類比耳機)
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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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