水景景觀音響創(chuàng)新解決方案

梁慎謙

（三基音響企業(yè)集團，廣東 東莞 523000）

1 水景景觀與音響

自古以來，人類與水就有著息息相關、密不可分的特殊關系。人們在生產(chǎn)生活中巧妙地使用水、盡情享受自然界的饋贈；在自然界中，各種形態(tài)的水或給世界增添生機、營造美境，或給人類帶來危機與災難。水，也可以成為一種景觀，它從宏觀上可分為自然水景觀和人工水景觀，前者包括江河、湖泊、池沼、泉水、瀑潭等風景資源，后者是人類將水巧妙轉化而成的各類“水景”。本文主要針對人工水景景觀論述。

“水景”的天然屬性，注定其必須是一個可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展及人們生活質量的改善，“水景”行業(yè)將有一系列的演變：水景設計及建造技術不斷提高、深入，規(guī)劃更為合理，藝術創(chuàng)意和技術支撐的地位愈發(fā)重要。單純的應景式以噴泉為主的“水景”景觀將逐步淡出。人類親水的天性將被充分釋放，除了對水景的單純欣賞，使游人貼近水景、親身體驗、參與互動，將成為“水景”景觀未來發(fā)展的重要表現(xiàn)方式與內容。

流動的音符與舞動的燈光，為“水景”賦予了靈性和情感。借助音樂和燈光的變化產(chǎn)生視聽沖擊，進一步展示水體的活力，增強了“水景”的藝術表現(xiàn)力，拓展了“水景”渲染力、及其需求與發(fā)展的空間，這些元素注定“水景”行業(yè)也將迎來一個嶄新的發(fā)展?！八啊彪x不開聲、光、電等視聽技術手段的融合與有力支持，專業(yè)音響技術和解決方案是其關鍵重要的一個方面（見圖1）。

圖1 “水景“之聲、光、電融合

2 水景音響創(chuàng)新解決方案

面對“水景”行業(yè)的需求和未來趨勢，專業(yè)音響領域涌現(xiàn)了一些創(chuàng)新的解決方案。

2.1 演出級全天候、防水解決方案

用于“水景”的音響須具備全天候防水保護及在戶外惡劣環(huán)境使用安全性等特殊性能，能防止雨水、大浪、或強濺水進入設備。目前業(yè)界如“貝塔斯瑞”品牌的T-Line防水級別線陣列演出音箱按照國際等級標準進行設計， 防塵、防水可達IP46。圖2為T-Line防水級別線陣列。點，對“水景”具有很好的適用性。圖3為聲引擎水平指向性圖示，圖4為聲引擎垂直指向性圖示。

圖2 T-Line防水級別線陣列

2.2.1 聲波傳輸公式和輔音清晰度公式驗證

聲壓與距離的計算如下：

聲引擎單只的靈敏度為：116 dB/1 m·1 w

額定功率：70 W

測得：

SPL（單只、100 m）=94.5 dB SPL（8只、100 m）=103.5 dB

圖5 為dB100聲引擎線陣產(chǎn)品照片。

聲引擎重點考慮人的聽覺特點，清晰度是關注的首要指標。

下面是從基本理論出發(fā)梳理的重要的數(shù)學關系式。

Peutz，公式

輔音清晰度損失率百分比公式，由荷蘭Peutz先生1978年首先提出，是Peutz歷經(jīng)10年研究實踐的結果。其后，該公式由后人作了小的修正。

在 D＜3.5Dc

圖3 聲引擎水平指向性

圖4 聲引擎垂直指向性

2.2 廣域水面超遠程擴聲系統(tǒng)解決方案

針對水景水域超遠等場合，音頻生產(chǎn)廠家對線陣列音響進行了一系列定向性開發(fā)與研究，包括：音箱材料在溫度、濕度、抗腐蝕性、材料強度、材料聲特性的研究；遠距離聲傳輸特性及有效信息聲能傳播研究；安裝、維護、后期工程等對安裝與使用的人機工程等研究。

由此，研發(fā)生產(chǎn)的使用特性適合廣域水面超遠程的“聲引擎”系列產(chǎn)品具備高聲壓、遠距離、小體積特

圖5 dB100聲引擎線陣產(chǎn)品照片

其中，

%ALcons——輔音清晰度損失率；

D——聽音人與最近揚聲器的距離（m）；

T60——房間的混響時間（s）；

N ——對聽音人而言，房間內相等功率源的數(shù)量；

V—— 房間容積（m3）；

Q——最近的揚聲器的指向性因數(shù)；

A——試聽者因數(shù)，聽音人不同所造成的誤差，其范圍自1.5%到12.5%，其中1.5%為最佳聽音人的因數(shù)。

T60是基于1 kHz到2 kHz之間倍頻程內所測得的數(shù)據(jù)。

在 D＜3.5Dc，輔音清晰度損失率成為常數(shù)

輔音清晰度損失率和語言可懂度的關系如下：和小于10%，語言可懂度非常好；

和在10%和15%之間，語言可懂度尚可接受；

和大于15%，語言可懂度很差，不能接受。

“聲引擎”還具有遠距離、高清晰度、高保真的特點，非常適用于“水景”擴聲。

2.2.2 “聲引擎”系統(tǒng)測試

表1是由中國電子科技集團公司第三研究對室外系統(tǒng)所測得數(shù)據(jù)。

表2為便攜式聲引擎測試記錄。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，在1 000 m處，便攜式 “聲引擎”語言傳輸指數(shù)可達0.6，語言清晰度指數(shù)達0.6，詞語可懂度在84%。而“聲引擎”線陣列的數(shù)據(jù)更為理想，在1 000 m的距離依然能夠清晰地聽到其發(fā)出的聲音，詞語可懂度在85%。

2.2.3 主觀聽音評估

中國電子學會聲頻工程分會組織有關專家，在野外環(huán)境下對系統(tǒng)進行了主觀聽音評價。聽音專家給出的綜合意見是：

（1）在廣域水面范圍內，聲音清楚、音質好；

（2）便攜式聲引擎使用方便；“聲引擎”線陣列定向擴聲系統(tǒng)用于緊急情況下無需額外增加電源。

（3）在同樣聲壓狀態(tài)下功率消耗低，符合環(huán)保節(jié)能要求。

表3為對便攜式“聲引擎”主觀聽音評估數(shù)據(jù)。

表4 為對“聲引擎”線陣列主觀聽音評估表。

2.3 多點、多區(qū)、多景情況下的移動、網(wǎng)絡式解決方案

就“水景”而言，與景觀結合而構成多點、多景、多區(qū)、大范圍的景區(qū)系統(tǒng)，在現(xiàn)今社會早已常見。而傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)對此種大景區(qū)系統(tǒng)的支持從土木工程、多工種配合、多媒體交叉互動、分控與聯(lián)控等問題一直是一個瓶頸，往往帶來極大的設計與協(xié)調壓力。

表1 聲引擎線陣列系統(tǒng)測試

表2 便攜式聲引擎測試

表4 “聲引擎”線陣列主觀聽音評估表

三基音響企業(yè)集團推出的istream IP移動通訊管理系統(tǒng)是一個較好的解決方案，基于廣泛的IP網(wǎng)絡技術，不僅在音頻，同時也融合了信號控制技術，輕松突破傳統(tǒng)系統(tǒng)的限制，解決了多信號統(tǒng)一的難題，非常易于搭建一個智能化、高便捷、強擴展、多融合的信號支持系統(tǒng)。圖6為istream系統(tǒng)的信號傳輸原理圖。

2.4 全景式多點、多角度聲源的信號分配及處理方案

就業(yè)界的發(fā)展而言，“水景”有往高端、專題發(fā)展的趨勢。如澳門“水景”表演《水舞間》、深圳歡樂海岸“水景”表演《深藍秘境》兩檔節(jié)目，均是聲、光、電集大成的作品。此類節(jié)目的一個顯著特點是信號及信號處理量巨大。音箱布置為多點位、多角度來滿足劇情要求、空間方位感等現(xiàn)代藝術表現(xiàn)形式，加之現(xiàn)代音響技術的發(fā)展，全新的類似“3D”音響技術的成型，給觀眾帶來了嶄新的聲表現(xiàn)方式。

由此也將促進兩個方面的發(fā)展：

硬件技術：多通道音頻信號的分配及處理；

軟件技術：多通道音頻信號的制作及處理。

圖7為 “3D”音響技術信號及分配處理示意圖。

圖6 istream系統(tǒng)的信號傳輸原理圖

圖7 信號及分配處理（示意圖）

圖8 水及水的載體觸摸

2.5 互動過程傳感信號處理方案的實現(xiàn)

如何利用新的參與方式讓科技貼近、融入人們生活、體驗、雙向互動，是“水景”的一個重要發(fā)展課題。

互動方式是多樣化的，如水及水的載體觸摸、光柱隔斷等，可以設計出很多新的內容。通過傳感信號，并進行信號的處理與加工后，利用聲、光、電手段，表達出豐富的內容，產(chǎn)生樂趣，激發(fā)想象，寓教于樂，是世界“水景”的發(fā)展趨勢和方向，國內“水景”的發(fā)展也不例外，且前景見好。圖8 為水及水的載體觸摸圖。

小結

隨著水景景觀和“水景”行業(yè)的深入發(fā)展，專業(yè)音響燈光將面臨越來越大的融合需求與發(fā)展空間，這注定專業(yè)音響在“水景”行業(yè)也將迎來更大的發(fā)展機遇。如何滿足和引導市場需求，服務藝術創(chuàng)意和用戶體驗，研發(fā)具有針對性、個性化的專業(yè)音響系統(tǒng)，推出創(chuàng)新解決方案，是值得有關廠商和業(yè)內同仁思考的重要課題。廠商秉著嚴謹認真的態(tài)度，發(fā)揮國際研發(fā)團隊優(yōu)勢、著力于“水景”音響產(chǎn)品的研發(fā)、設計、生產(chǎn)，并細心安裝調試、積極組織客戶技術培訓，是其在“水景”行業(yè)迅速發(fā)展的有力保障，也是在激烈的競爭中贏得更大市場的制勝法寶。