提升多媒體報(bào)告廳擴(kuò)聲效果的研究

湯霖　汪蘭　陳曉兵　黃金晶

摘 要：在多媒體報(bào)告廳的功能從單一走向多元化的今日，“一廳多用”正成為專業(yè)人士對(duì)多媒體報(bào)告廳設(shè)計(jì)和建設(shè)的新理念。通過(guò)對(duì)多媒體報(bào)告廳擴(kuò)聲系統(tǒng)的建聲設(shè)計(jì)和電聲設(shè)計(jì)，以及擴(kuò)聲設(shè)備的選配和實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行深入研究，從而探討如何提升該廳堂的擴(kuò)聲效果。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)聲系統(tǒng) 擴(kuò)聲效果 建聲設(shè)計(jì) 電聲設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）005-039-02

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展，人們開(kāi)始對(duì)多媒體報(bào)告廳的需求也逐漸的從單一的講座交流，學(xué)術(shù)討論提高到兼做語(yǔ)言聽(tīng)聞和音樂(lè)欣賞，滿足小型演出以及電影的放映之用，“一廳多用”正成為專業(yè)人士對(duì)多媒體報(bào)告廳設(shè)計(jì)和建設(shè)的理念。由此多媒體報(bào)告廳的擴(kuò)聲也從原來(lái)僅滿足語(yǔ)言清晰度的要求朝著多功能、多元化方向發(fā)展來(lái)適應(yīng)和配合新技術(shù)的功能實(shí)現(xiàn)，所以加強(qiáng)對(duì)多媒體報(bào)告廳擴(kuò)聲效果的研究也變的十分的必要。本文依照擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求即多媒體報(bào)告廳擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要具備良好的清晰度和可懂度，符合國(guó)家相關(guān)的聲場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)、聲像一致、音質(zhì)和音色良好，對(duì)多媒體報(bào)告廳的建聲設(shè)計(jì)和電聲設(shè)計(jì)，以及擴(kuò)聲設(shè)備的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究探討，從而提升廳堂擴(kuò)聲效果。

1 通過(guò)合理的建聲設(shè)計(jì)提高多媒體報(bào)告廳的擴(kuò)聲效果

1.1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和隔音處理來(lái)提高聲音的擴(kuò)散和傳播

廳堂的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)是非常重要的，合理的建聲設(shè)計(jì)能夠幫助聲音很好地?cái)U(kuò)散和有效地傳播。建聲效果好的廳堂應(yīng)該是混響合理，聲音擴(kuò)散良好，并且沒(méi)有聲聚集，沒(méi)有振動(dòng)噪聲，沒(méi)有聲陰影區(qū)等。所以決定音質(zhì)的主要元素之一就是建筑的結(jié)構(gòu)，不合理的長(zhǎng)寬高比例容易產(chǎn)生駐波，不合理的建筑間隔，會(huì)產(chǎn)生聲陰影區(qū)，凹面墻體產(chǎn)生聲聚集現(xiàn)象，太多的門(mén)窗容易產(chǎn)生室內(nèi)外聲音干擾等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，首先進(jìn)行必要的建筑改造再進(jìn)行隔聲處理，改變建筑結(jié)構(gòu)比例或進(jìn)行隔聲處理，這樣就可以減少或消除駐波產(chǎn)生。門(mén)窗加固，密封和隔聲處理，可以減少振動(dòng)噪聲和場(chǎng)內(nèi)外竄音問(wèn)題。凹面墻體產(chǎn)生聲聚集現(xiàn)象可以通過(guò)安裝半圓柱體裝飾物來(lái)減少。為降低工程造價(jià)常采用懸掛窗簾和門(mén)簾、門(mén)窗加裝隔音玻璃、加厚間隔墻體、安裝吸音板等方法進(jìn)行隔聲處理，可得到較為理想的效果。

1.2 提高混響效果

混響是廳堂音質(zhì)最明顯的一個(gè)特征。當(dāng)室內(nèi)一個(gè)聲源突然停止后，大家都會(huì)覺(jué)察到聲音并不會(huì)立刻終止，而仍然可以聽(tīng)到它逐漸減弱的殘余聲響。這是由于很多反射聲在聲源中止后陸續(xù)到達(dá)聽(tīng)者所致。在此衰變過(guò)程中，聲能密度大致上隨時(shí)間作指數(shù)式衰減。美國(guó)人Sabine（賽賓）于1898年提出，聲音在達(dá)到穩(wěn)態(tài)后突然停止聲源，其平均聲能密度自原始值衰變到百萬(wàn)分之一也就是60dB所需時(shí)間稱之為混響時(shí)間T60。因其與主觀印象關(guān)系明確，又可算可測(cè)，成為百年來(lái)音質(zhì)設(shè)計(jì)中最為重要的參量，混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，聲音則渾濁不清；混響時(shí)間過(guò)短，聲音則太輕太干。那么以語(yǔ)言節(jié)目為主的廳堂，混響時(shí)間應(yīng)適當(dāng)短從而來(lái)提高語(yǔ)言可懂度，所以只有混響時(shí)間較短，表明以直達(dá)聲、50ms以內(nèi)的早期反射聲為主，可提高語(yǔ)言清晰度；用于音樂(lè)演出時(shí)可適當(dāng)長(zhǎng)些，這個(gè)時(shí)候通常是通過(guò)增加一點(diǎn)人工混響的修飾以增加音樂(lè)豐滿度，但一定要掌握好“度”?；祉憰r(shí)間的控制關(guān)鍵是利用相應(yīng)的計(jì)算以及對(duì)裝飾結(jié)構(gòu)的設(shè)置和材料的選取，通過(guò)這些才可以達(dá)到預(yù)期的混響效果。不同的性質(zhì)和不同要求的各個(gè)類型的廳堂有著相應(yīng)的混響時(shí)間推薦值，按照推薦時(shí)間和實(shí)際情況進(jìn)行比較和調(diào)整，就可以得到滿意的實(shí)際混響效果。

1.3 結(jié)合混響頻率特性來(lái)進(jìn)行建聲設(shè)計(jì)

混響時(shí)間的大小值只是表面上的滿足，混響時(shí)間的頻率特性才是起到實(shí)質(zhì)性的作用，混響時(shí)間和混響時(shí)間特性兩者之間存在著很大的關(guān)聯(lián)，如圖1所示。對(duì)于語(yǔ)言擴(kuò)聲系統(tǒng)，我們提倡的是低頻不上升的混響時(shí)間頻率特性，并應(yīng)該盡可能在63～4000Hz范圍內(nèi)低頻不上升，減少低頻的掩蔽效應(yīng)，如此一來(lái)就可以大大提高語(yǔ)言可懂度和語(yǔ)言清晰度。根據(jù)這些特性建造一個(gè)良好的聽(tīng)音環(huán)境，我們就是要通過(guò)多媒體報(bào)告廳各個(gè)墻面合理布置吸聲材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該嚴(yán)格遵照“前場(chǎng)反射、中場(chǎng)擴(kuò)散、后場(chǎng)吸聲、頂棚強(qiáng)吸、門(mén)窗隔音”的建聲裝修基本原則展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。

2 針對(duì)多媒體報(bào)告廳的聲場(chǎng)特性進(jìn)行電聲設(shè)計(jì)來(lái)提高廳堂擴(kuò)聲效果

2.1 音箱的選配

音箱是擴(kuò)聲系統(tǒng)中選配的重點(diǎn)和關(guān)鍵，也應(yīng)是系統(tǒng)中投入最大的設(shè)備，音箱質(zhì)量的好壞決定了系統(tǒng)音質(zhì)的優(yōu)劣。音箱的技術(shù)指標(biāo)有靈敏度、額定功率、頻率響應(yīng)等，這些技術(shù)指標(biāo)在選配時(shí)應(yīng)注意，總的來(lái)說(shuō)我們?cè)瓌t上選取高P值（頻帶寬、靈敏度高、功率大）的和N少的揚(yáng)聲器擴(kuò)聲方案。靈敏度主要反映音箱的電聲轉(zhuǎn)換能力，在達(dá)到同樣聲壓級(jí)的條件下，靈敏度低的音箱時(shí)需要功放的功率大，靈敏度和額定功率都是擴(kuò)聲系統(tǒng)能否達(dá)到特性指標(biāo)中最大聲壓級(jí)要求的關(guān)鍵。音箱頻率響應(yīng)指標(biāo)應(yīng)注意除了要了解頻響寬度外，還應(yīng)了解這個(gè)寬度上存在多少分貝的誤差標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 根據(jù)聲場(chǎng)特性合理布置音箱

報(bào)告廳的聲場(chǎng)擴(kuò)聲一般情況下具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）聲像一般不移動(dòng)。（2）除多通道媒體資料播放和多通道遠(yuǎn)程視頻信號(hào)以及多通道音樂(lè)擴(kuò)聲外，大部分以語(yǔ)言擴(kuò)聲為主，這樣，通常情況下可以使用比多通道語(yǔ)言清晰度更高的單通道擴(kuò)聲方式。

針對(duì)報(bào)告廳的上述特點(diǎn)，并根據(jù)其房間結(jié)構(gòu)及使用需求合理地布置音箱，使其能夠覆蓋整個(gè)會(huì)場(chǎng)，滿足語(yǔ)言清晰、音樂(lè)豐滿、聲場(chǎng)均勻的要求。揚(yáng)聲器系統(tǒng)的投射可以由兩部分組成：（1）以語(yǔ)言為主的單點(diǎn)中央單通道擴(kuò)聲模式，并輔以左右拉聲像音箱組成高質(zhì)量的擴(kuò)聲系統(tǒng)，它有很好的聲像定位和比多通道更高的語(yǔ)言清晰度。（2）以媒體和音樂(lè)信號(hào)的多聲道擴(kuò)聲模式，并輔以左右拉聲像音箱組成的多聲道擴(kuò)聲系統(tǒng)（如雙聲道或5.1多聲道）。

2.3 雙聲道擴(kuò)聲系統(tǒng)構(gòu)成的實(shí)現(xiàn)

用數(shù)字處理器進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)成的實(shí)現(xiàn)，把數(shù)字處理器進(jìn)行預(yù)置，設(shè)計(jì)成3種擴(kuò)聲模式：語(yǔ)言、音樂(lè)（ 雙聲道模式） 和混合模式，它適合3種不同擴(kuò)聲情況，操作員只要在處理器面板上選擇模式就可以了（或使用計(jì)算機(jī)軟件控制來(lái)選擇）。雖然多媒體報(bào)告廳的擴(kuò)聲系統(tǒng)中大部分以語(yǔ)言擴(kuò)聲為主，并且通常情況下可以使用比多通道語(yǔ)言清晰度更高的單通道擴(kuò)聲方式。但是雙聲道擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合多媒體報(bào)告廳“一廳多用”的設(shè)計(jì)理念，并通過(guò)系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，既達(dá)到了擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，也符合多媒體報(bào)告廳使用功能上多元化發(fā)展的需求。

3 正確選配電聲設(shè)備才能提升廳堂擴(kuò)聲效果。

在廳堂擴(kuò)聲中，沒(méi)有正確的電聲設(shè)備的設(shè)計(jì)和選配將會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)聲不均勻，不清晰，并容易出現(xiàn)聲反饋現(xiàn)象等擴(kuò)聲缺陷，所以要根據(jù)其房間結(jié)構(gòu)及使用需求合理選配電聲設(shè)備，使其能夠覆蓋整個(gè)會(huì)場(chǎng)，并且滿足語(yǔ)言清晰、聲場(chǎng)均勻的要求。

（1）音箱的選配：音箱是擴(kuò)聲系統(tǒng)中選配的重點(diǎn)，也應(yīng)是系統(tǒng)中投資最大的設(shè)備，音箱質(zhì)量的好壞決定了系統(tǒng)音質(zhì)的優(yōu)劣。音箱的技術(shù)指標(biāo)有靈敏度、額定功率、頻率響應(yīng)等，這些技術(shù)指標(biāo)在選配時(shí)應(yīng)注意。其次應(yīng)明確使用需求，確保音箱配置的合理性。比如在一個(gè)混響時(shí)間較長(zhǎng)的多功能廳內(nèi)，要想達(dá)到語(yǔ)言清晰的要求：1）主音箱要選用指向性因數(shù)高的音箱；2）適當(dāng)?shù)卦谟^眾后區(qū)增設(shè)補(bǔ)聲音箱，增加直達(dá)聲。所以音箱的選型要因地制宜，設(shè)備的選用要遵循適用性原則。

（2）功放的選配：在選配功放時(shí)，應(yīng)注意功放與音箱的功率匹配、阻尼系數(shù)匹配和阻抗匹配。在功率匹配時(shí)，功放的額定功率應(yīng)為音箱額定功率的1.5～2倍為好，這樣保證功放有足夠的功率余量，使其在播放大動(dòng)態(tài)的信號(hào)時(shí)聲音不失真，從而提高信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。阻尼系數(shù)匹配則要求功放的輸出內(nèi)阻要足夠小，使功放給予音箱的電阻尼程度強(qiáng)，這樣音箱做電聲轉(zhuǎn)換時(shí)的瞬態(tài)特性就好。阻抗匹配主要注意音箱在串、并聯(lián)后阻抗不能太小，如阻抗太小則容易損壞功放。

（3）在核心控制設(shè)備上，如數(shù)字媒體矩陣，內(nèi)置有多種數(shù)字處理模塊（如均衡器、壓限器、路由器、矩陣、效果器、反饋抑制器等），既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，也使系統(tǒng)調(diào)整更加便捷，操作也更方便。除此之外，在重視設(shè)備質(zhì)量的前提下，還要注意設(shè)備之間的配套關(guān)系，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)選擇同一品牌的系列產(chǎn)品，使其具有互補(bǔ)性。并且重要項(xiàng)目還應(yīng)有保護(hù)措施，出現(xiàn)故障后應(yīng)有應(yīng)急能力，通過(guò)備份、旁路、跳線等手段讓系統(tǒng)維持基本工作狀態(tài)。

4 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

系統(tǒng)調(diào)試是最后一道“關(guān)卡”也是最后一道“工序”，如果這道程序不過(guò)硬，前面的工作將前功盡棄，功虧一簣。所以這道工序上需要工程師具有良好的聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)以及豐富的聲學(xué)知識(shí)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。首先要對(duì)聲場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行一次測(cè)量，其中包括建聲測(cè)量（主要是混響時(shí)間）和電聲測(cè)量（標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定指標(biāo)），然后根據(jù)測(cè)量參數(shù)來(lái)對(duì)媒體矩陣進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。最后通過(guò)反復(fù)的視聽(tīng)和調(diào)試，做到精益求精，最終提升整個(gè)擴(kuò)聲系統(tǒng)的擴(kuò)聲效果，發(fā)揮其最佳的功效。

（基金項(xiàng)目：本文為浙江傳媒學(xué)院校級(jí)課題“ZC12XJ041”的階段性成果）

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