吸頂音箱優(yōu)化布局的軟件解決方案

湯 磊

（廣州亞運(yùn)會(huì)轉(zhuǎn)播有限公司，廣東 廣州 510655）

在聲頻系統(tǒng)弱電集成項(xiàng)目中，吸頂音箱已得到了越來越廣泛的運(yùn)用，不論在大小會(huì)議室還是各類多功能廳堂，都能經(jīng)常見到它們的身影。隨著技術(shù)的進(jìn)步與市場(chǎng)的需求，眾多知名品牌的吸頂音箱，不論在擴(kuò)聲品質(zhì)上還是在使用的靈活性上，都能基本滿足聲頻系統(tǒng)的多種功用及固定安裝不斷變化的實(shí)用要求，使聲頻工程設(shè)計(jì)有了更多的優(yōu)選解決方案。

以往，吸頂音箱的分布與構(gòu)架設(shè)計(jì)多是根據(jù)相關(guān)指標(biāo)及工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選型布點(diǎn)，無法做到真正意義上的前期分布效果預(yù)覽、聲場(chǎng)指標(biāo)分析及選型比對(duì)等重要功能步驟，難以從根本上提升吸頂音箱的擴(kuò)聲品質(zhì)。目前，一些知名品牌已經(jīng)研發(fā)出自身產(chǎn)品的吸頂音箱設(shè)計(jì)軟件，如EAW的Coverage Calculator軟件等，比較靈活、適用。不過，從軟件的處理能力與全面性來講， Ease公司的Adress軟件為佳。全面的音箱資料庫及聲場(chǎng)演算功能使吸頂音箱的布局設(shè)計(jì)變得嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、快速便捷。下面，筆者結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)淺述相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的實(shí)際應(yīng)用。

1 Coverage Calculator軟件

圖1為Coverage Calculator軟件的工作界面。使用時(shí)，界面左側(cè)的4個(gè)可變參量模塊是比較重要的部分。它們依次為：房間長(zhǎng)寬高及聽音高度的設(shè)定模塊、音箱選型與定壓定阻選擇模塊、音箱線長(zhǎng)度計(jì)算模塊、顯示欄目模塊等。實(shí)際設(shè)計(jì)中，通過這幾個(gè)模塊的合理設(shè)定便可以顯示出聲場(chǎng)圖。各頻率處的聲壓級(jí)狀態(tài)一目了然，房間內(nèi)的各音箱分布點(diǎn)都有自己的坐標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)只需對(duì)照此圖一一對(duì)應(yīng)安裝即可。此外，該軟件還有個(gè)小亮點(diǎn)，它不僅可按需自動(dòng)計(jì)算出全部的音箱線纜長(zhǎng)度，還能提供系統(tǒng)功放的總功率參數(shù)（如圖1紅圈處），這些功能對(duì)于工程輔材預(yù)算及系統(tǒng)合理配置是非常有用的。

作為使用者來講，該軟件美中不足之處在于它目前只支持EAW品牌的吸頂音箱產(chǎn)品，好在如果使用的音箱功率、阻抗等相關(guān)參數(shù)比較近似EAW音箱，該軟件也有很好的參考與借鑒作用。

2 Adress軟件

圖2為Ease公司 Adress軟件的展開界面，是筆者設(shè)計(jì)的某實(shí)際工程案例的調(diào)用。軟件下方的紅圈包括了幾個(gè)重要的切換顯示窗口，它們依次為：Project（工程信息）、Room（房間信息）、Auto-Arrange（自動(dòng)排列）、Loudspeaker（音箱信息）、Distribution Graph（聲壓分布圖）和Frequency Response（頻率響應(yīng)曲線圖），下面介紹這些主要窗口的展開界面。

（1）Project

設(shè)計(jì)之前，首先建立文件夾及項(xiàng)目的相關(guān)信息，如圖3所示。進(jìn)行項(xiàng)目歸類分檔，輸入室內(nèi)溫度、壓力及濕度等相關(guān)信息，使聲場(chǎng)模擬參數(shù)更為真實(shí)、準(zhǔn)確。

（2）Room

圖4為房間參量設(shè)置界面，具體欄目包括房間命名、尺寸輸入、定阻和定壓模式選擇、本底噪聲電平設(shè)定、地面和吊頂插入圖片選定（如紅圈處）等。圖中可見，根據(jù)工程項(xiàng)目CAD圖尺寸輸入的房間長(zhǎng)、寬、高分別為30 m、10 m、4 m，并將聽音耳高設(shè)定為1.2 m（坐聽模式）的合理平均狀態(tài)。

（3）Auto-Arrange

以上步驟完成后進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的設(shè)計(jì)階段。點(diǎn)擊軟件下方的Auto-Arrange窗口欄就可顯示圖5界面，在這里，設(shè)計(jì)者可根據(jù)實(shí)際需要選擇、調(diào)用各品牌多種型號(hào)的吸頂音箱。除此之外，還有音箱增益、音箱排列方式（有六邊形與方形兩種排列方式）、覆蓋交疊模式、整體微調(diào)等設(shè)置欄目，非常便于布局的細(xì)化調(diào)整。此案例中，筆者選擇的是六邊形排列（hexagonal）與邊對(duì)邊（Edge to Edge）的分布模式，經(jīng)過反復(fù)比對(duì)，這樣的組合排列可以用最少的音箱達(dá)到所需的廳堂聲壓級(jí)。

（4）Loudspeaker

由圖6可見，在圖框列表中，前期設(shè)計(jì)布局的19只吸頂音箱的狀態(tài)欄，分別為音箱型號(hào)確定，X、Y軸坐標(biāo)設(shè)定，音箱增益調(diào)整，靜音處理等明細(xì)欄目；其設(shè)置方式已細(xì)化到每一只吸頂音箱，更可取的是可用音箱資料庫中的任意品牌型號(hào)的音箱進(jìn)行組合設(shè)計(jì)來滿足多變的工程設(shè)計(jì)需求。

（5）Distribution Graph

圖7為聲壓級(jí)分布圖，從界面的顯示方式來看還是很直觀的。在依次排列的9個(gè)顏色條塊下方分別對(duì)應(yīng)著全頻帶聲壓級(jí)的數(shù)值，上方則對(duì)應(yīng)顯示著所占的百分比值。圖中可見，該工程中聲壓級(jí)達(dá)到93 dB的區(qū)域?qū)⒄嫉秸麄€(gè)廳堂聲場(chǎng)部分的1.3%，聲壓級(jí)為95.5 dB的占到了31.5%的比例。有多大范圍達(dá)到設(shè)計(jì)聲壓級(jí)或有多大區(qū)域未達(dá)到設(shè)計(jì)聲壓級(jí)，一目了然。這種方式給設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)很好的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以此來衡量前期設(shè)計(jì)布局是否滿足最終的使用需求。

（6）Frequency Response

頻率響應(yīng)曲線是音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)曲線圖，它的起伏波動(dòng)直接關(guān)系到擴(kuò)聲系統(tǒng)的優(yōu)劣，如圖8所示。圖中，右側(cè)部分是參考聽音點(diǎn)的選擇區(qū)，可根據(jù)需要設(shè)置1～9個(gè)參考聽音點(diǎn)；左側(cè)部分是聽音點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻響曲線，有了各頻率響應(yīng)曲線，接下來利用系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行修正與補(bǔ)償即可。

3 設(shè)計(jì)心得

在上述工程案例中，由于擴(kuò)聲廳堂面積不是很大且對(duì)語音的擴(kuò)聲要求較高，所以，設(shè)計(jì)時(shí)選擇了定阻擴(kuò)聲方式。如圖9所示，通過不斷調(diào)整各音箱可變參量與布局坐標(biāo)，使聲場(chǎng)圖達(dá)到了比較理想的狀態(tài)，整個(gè)廳堂有效聽音區(qū)的平均聲壓級(jí)達(dá)到或超過94.5 dB且聲場(chǎng)不均勻度小于3 dB；不論是會(huì)議語音傳輸還是背景音樂播放，該聲壓級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都能輕松應(yīng)對(duì)。前文描述Room欄時(shí)提到過的插入地板與吊頂圖片功能，在圖中也得到很好的展現(xiàn)，可將選中圖片變成整個(gè)圖框背景，由此，更能直觀體現(xiàn)個(gè)性化的設(shè)計(jì)風(fēng)格與理念。

項(xiàng)目后期，利用相關(guān)音頻測(cè)試軟件對(duì)廳堂的各項(xiàng)擴(kuò)聲指標(biāo)進(jìn)行測(cè)檢，吸頂音箱系統(tǒng)良好的聲場(chǎng)均勻度、頻響及語言清晰度等擴(kuò)聲特性等，在此廳堂中得到了較好的體現(xiàn)，且結(jié)果與Adress軟件模擬的聲場(chǎng)參量相近，進(jìn)一步驗(yàn)證了軟件在正確合理使用狀態(tài)下的演算還原真實(shí)度。目前，Adress軟件已有各大知名品牌的近80種型號(hào)的音箱數(shù)據(jù)可調(diào)用、模擬、演示，隨著得到認(rèn)證廠家不斷增多，設(shè)計(jì)人員的音箱可選擇空間會(huì)更加廣泛。

通過軟件進(jìn)行吸頂音箱的優(yōu)化布局，直觀且方便，其相關(guān)的實(shí)用功能和使用技巧可以在實(shí)際工作中去摸索與熟悉，以發(fā)揮其最大功效?？傊?，實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn)的不斷累積與先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的有機(jī)融合才是優(yōu)質(zhì)音頻系統(tǒng)工程的解決之道。