在现实世界中，想让声音具有方向是极困难的一件事。如今迈入新世纪，相关的理论与技术逐一成熟，「定向声波」的研究终于成为一门显学，「传音入密」也总算等到梦想成真的一天。

定向声波要如何产生呢？简单来说，虽然「可听声波」（人类听得见的普通声波）通常具有扩散性，但频率更高的超声波（亦称「超音波」）却不难形成集中的狭窄波束，两者的差异可用普通光线与雷射光比拟。没错，人类当然听不见超声波，好在对于任何声波而言，空气都是所谓的「非线性介质」，因此超声波会在空气中再产生可听声波，而这个可听声波就能具有很高的方向性。

一旦声音有了方向，不可思议的用途势必层出不穷，应用场景：

· 汽车里的个人喇叭：例如四人座的私家车，可在车顶装设四台定向声波发射器，车内四个人便可一边（以定向声波）欣赏各自的音乐，一边毫无障碍地（以非定向声波）彼此交谈。

· 虚拟喇叭与环场音效：固定一处的定向声波发射器，只要瞄準墙上几个角落，便能让每一个反射点产生一个「虚拟喇叭」（反射后的声波没有方向性，就好像雷射光打到墙壁会形成发散的小光点）。这项功能最适合家庭电影院、小型视听室等场所，因为只要架设一台发射器，便能模拟出逼真的环场音效；倘若再加一点机关，环场音效就能变为动态，因为移动反射点可说是轻而易举。

· 公共场所的一对一行销：利用很简单的电子装置，商店橱窗或广告看板便可先锁定附近的行人，再对他发射定向声波来推销商品，而不会对他人产生任何噪音。此外，类似装置亦可用在超级市场，用来向顾客提供各区商品的资讯。

· 展区的情境模拟：在博物馆或美术馆的各个重要展区，可利用定向声波制造不同的情境，还能包括展品的口头解说，丝毫不用担心互相干扰。参观者也不再需要耳机，即可随时随地听到口述的导览。提到耳机，目前需要即时翻译的场合都少不了这个累赘，相信定向声波很快也会将它淘汰。

· 自我推销的商品：在百货公司或商展中，只要将定向声波射到某件商品上，该商品便能「长出」一个虚拟喇叭，开始向围观的顾客自我推销。

· 机器与人的私密对话：例如用于提款机、售票机、贩卖机的语音说明。

附注：定向声波的基本原理

1. 根据物理定律，若要发出定向声波，发射器尺寸必须超过声波波长许多倍。

2. 普通的喇叭顶多半公尺宽，可闻声波的波长範围则是几公分至十几公尺，两者的比例不符合发出定向声波的条件。

3. 超声波的波长顶多几公里，如果发射器的尺寸超过10公分，两者的比例便符合发出定向声波的条件。因此可用这样大小的发射器，发射出人类听不见的定向超声波。

4. 空气对超声波而言是非线性介质，这种非线性导致定向超声波会在空气中再产生可听声波。换句话说，定向超声波成了可听声波的「隐形发射器」。

5. 身为隐形发射器的定向超声波（波束）大约呈柱状，这根隐形柱子可长达好几公尺，足以发射波长并非很长（频率并非很低）的定向可听声波。

6. 结论–定向可听声波的发射机制如下：超声波发射器发出定向超声波，由于空气介质的非线性，定向超声波会再发出定向的可听声波。

来源为石飞博客整理发布