一步喧闹一步静，不是神话，而是技术，目前淘宝、京东、拼多多等平台都可以买到能实现这种效果的定向音箱。
定向音箱是声音定向传输技术的一种应用，它能够使得声音被特定区域的观众接受，而不会影响其他区域，接下来我们一起探讨下定向声音传输的原理。
目前定向声音的传输主要有两个步骤：
1. 利用调幅或者调相将人耳可听音搭载在超声波上；
2. 向设定方向发射超声波。
下面简要介绍下这个步骤中涉及的相关原理
一、为什么超声波可以实现定向传播？
超声波，频率超高的声波，一般指是震动频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20kHz的声波，其波长一般小于1.7cm，波长越短，衍射效应就越弱，声波定向性就越好。
在选择了定向性较好的超声波之后，再让声源发出声音通过声学反射罩，导管等，将超声波束缚在沿导管方向发射出去，这样的超声波发射器就像一个手电筒一样可以向一个设定方向发射超声波。
虽然人耳可听声波也可以通过反射罩、导管束缚在一个特定方向发射，但人耳可感知的声音波长较长，很快便会向周边发散出去，比如你拿一个喇叭能起到一个聚音作用，但不多，只能让一个大方向声音强度高一点。
二、人耳听声原理——为啥人可感知声音有一个频率范围
观察人耳的结构，我们可以把听力形成简化为以下步骤：
- 声音敲击鼓膜发生震动；
- 震动经过听小骨、耳蜗、听觉神经细胞被转换成神经脉冲传递给大脑；
- 大脑解析脉冲信号，符和条件的，被大脑识别为声音。
这三个环节中，任意一个有问题就会导致我们听不到声音。我们人类可听音的频率范围是20HZ~20000HZ之间的声波，这也是我们人类最需要的声音范围，经历长期进化发展各个功能器官对这个范围内声音才会较为灵敏有所响应，低于这个范围频率的叫次声波，超过这个频率范围的叫超声波，这些我们都“感知不到”，我们来利用上述三个步骤来分析下。
问题1：为什么我们听不到一般的超声波？
答：鼓膜，它叫鼓膜就是跟我们敲鼓的膜很像，只有它有规律的震动才能够产生神经脉冲信号。鼓膜有自己固有频率，可听音就相当于我们通过用声音以正常节奏敲击鼓膜，它将震动带给后面的听小骨，最终使得我们听到声音。一般的超声波则相当于以固定节奏固定幅度超级快速的打击鼓面，鼓面有固定频率跟不上这个频率了，鼓面一直没有办法回弹回来，保持在了一个固定位置，它就相当于给鼓面施了一个压力，鼓面有了形变但一直没有震动，所以我们是感知不到声音的。
从上面分析我们还可以得知，一般超声波虽然听不到，但是它是能产生的压力的，如果振幅大，能量高是能对人体器官和其他物件产生可观的冲击力，可以造成伤害，也可以被利用进行清洗器件，治疗疾病，比如常见的超声波清洗眼镜、珠宝等。
问题2：为什么我们听不到次声波？
答：次声波相当于超级缓慢的来敲鼓膜，因为慢，可以理解为缓缓地按压放开鼓膜，这时候震动是可以通过鼓膜传递给后方的听小骨，耳蜗、听觉神经的，但由于频率过慢，难以形成连续、稳定的神经脉冲，断断续续的微弱震动进入人脑后会被当作无效波动而被过滤掉，不会被大脑识别成声音从而被人类意识到，过滤掉离散的噪音点一般是各种数学处理常见手段，也人脑进化后减少大脑处理负担的有效手段。
三、人耳可听音为啥调制到超声波之上后，还能被人类听到？
前文提到，一般超声波之所以不被人类听到是因为，它是以极快频率打击鼓膜，导致鼓膜无法正常回弹震动，当超声波相位、振幅、频率不变就相当于将鼓膜按在一个固定位置，没有震动就没有声音。
超声波经过人耳可听音调制后，就相当于按照人耳可听音的频率将鼓膜通过密集的打击推动到不同的位置，这就跟可听音引发的震动无太多区别，所以人就可以感知到声音了。一般有两种调制方式，调幅和调相，下面分别简单介绍下：
调幅
调幅比较容易理解，调制后的超声波，虚线波形跟可听音波一样，可以认为是原来可听音波对鼓膜的连续压力，变成超级快速的离散压力来引发鼓膜震动，从而使得我们感知声音。
调相
这个稍微需要点想象力，我们敲鼓的时候，一次敲击可以理解为使用鼓锤按压鼓面，松开鼓面的过程，第一锤按压下去，造鼓面变形位置是T，这时候鼓面还没有来的及恢复，我们立马又来一个按压，让它继续保持在了形变位置T，只要我们节奏一致、按压的够快，看起来就像鼓面一直在T位置不动，发不出声音。
调相就相当于，虽然我们的操作频率还是跟原来一样，但是每个操作点选择按压还是松开不再是固定节奏（相位相同），而是每个操作点都要参考可听音来进行施展按压或者松手其中一个操作，从而使得鼓面形成一个我们需要的波动曲线。
小结和畅想
定向音箱的原理，除了利用超声波波长短定向能力好的优势进行定向传输，还通过调制超声波使得它能够在耳朵鼓膜上引发出人耳可感知频率范围的震动，从而使得人类定向听到声音。
从上文中得知，只要在人耳朵鼓膜上引发可人类可感知范围频率的震动就可以使人听到声音，这可以使用超声波引发震动，也可以利用电磁波、电流等方式来引发震动。
再往前想，如果一个人的鼓膜出了问题，或者耳蜗出现了问题，我们也只需要用技术手段生成它后面环节需要的震动或者电脉冲信号即可，这就是骨传导耳机和人工耳蜗的原理，科技可以造福人类。
