教學(xué)實驗性多功能廳的聲學(xué)及音響系統(tǒng)設(shè)計

宋盛姍

多功能廳堂的聲學(xué)和音響系統(tǒng)設(shè)計有一定的規(guī)范性，根據(jù)不同的使用需求又有一定的多樣性，學(xué)校內(nèi)以實驗教學(xué)為主的多功能廳還應(yīng)兼顧教學(xué)性。本文以武漢音樂學(xué)院演藝廳改造項目為例，對聲學(xué)及音響系統(tǒng)的設(shè)計思路做簡單闡述。

【關(guān)鍵詞】多功能廳 音響系統(tǒng) 設(shè)計

1 簡介

武漢音樂學(xué)院演藝廳位于學(xué)校排演中心三樓，是一個可容納約200名觀眾的小型表演場地。一直以來承接了學(xué)院內(nèi)部各類匯報演出以及校內(nèi)外的各類交流活動。為配合演藝學(xué)院的特色專業(yè)發(fā)展，促進各學(xué)科之間的交流融合，學(xué)校于2016年對演藝廳進行了全面的改造，旨在打造一個融合聲光電等多項技術(shù)的綜合性的表演實驗場地。

現(xiàn)改造項目已竣工，全新的演藝廳可供室內(nèi)樂、舞臺歌舞劇等演出、也可供藝術(shù)講座、中型會議等使用，而且可為各種演出提供專業(yè)級別的演出環(huán)境和非常出色的演出系統(tǒng)。從2017年初改造完成至今，演藝廳開展的各項活動充分突顯了演藝學(xué)院的專業(yè)特色。

本文將從聲學(xué)設(shè)計和音響系統(tǒng)集成兩個方面概述演藝廳的改造思路。

2 建筑聲學(xué)主要設(shè)計思路

改造前，演藝廳的結(jié)構(gòu)存在一些問題，視覺空間壓抑，聲場渾濁，音響控制室位于舞臺后方不利于調(diào)音等。考慮到需要滿足實驗性教學(xué)的需求，并且需要兼容多個種類和規(guī)模的演出類型，改造思路上對演藝廳的整體造型、廳堂布局以及最終的聲學(xué)參數(shù)都做了全新的調(diào)整。改造后的演藝廳總?cè)莘e2431m3，坐席164座。平均每坐席容積為8.6m3/座。整個空間呈淺色，視覺空間較之前得到極大的擴展；重新規(guī)劃后的舞臺呈梯形結(jié)構(gòu)，舞臺上方安裝電腦燈，背景墻為超寬LED顯示屏，原來位于舞臺后方的控制室搬到觀眾廳背面中間位置，使舞臺空間更優(yōu)化，音響控制更合理。

另外，為了解決之前聲場渾濁的問題，需要重新設(shè)計混響時間。混響時間是人們對廳堂音質(zhì)最基本的判斷標準，所以在對演藝廳的聲學(xué)設(shè)計上也做了很多考量，通過布置吸聲材料及吸聲構(gòu)造，以達到設(shè)計要求。對音樂演奏而言，需要較長的混響時間，而對于演講和會議來說，較短的混響時間可提高清晰度。演藝廳定位為一個多功能的表演廳堂，需要一個適中的混響量，按滿場中頻（500Hz-1000Hz）測量推薦為1.3-1.5s。根據(jù)不同的使用要求，各頻率的混響時間也應(yīng)有適當?shù)谋壤瑢τ谘菟噺d來說，使用了話筒和音箱等擴聲設(shè)備之后，我們希望其混響時間仍呈現(xiàn)較為平直的頻率特性（如表1所示）。實際測量結(jié)果都基本達到了預(yù)期目標值。

主要的聲學(xué)處理手段有：觀眾席后墻做吸音處理，且有擴聲的情況下，為了減少“嘯叫”，舞臺各個墻面均作吸聲處理，采用復(fù)合穿孔吸音板，內(nèi)側(cè)填充玻璃纖維吸音棉，留有150mm空腔，增強對低頻聲的吸收，減少舞臺聲音的渾濁度。

實際的演出效果是最好的檢測方法。2017年5月，演藝學(xué)院“合縱杯”流行音樂大賽決賽在演藝廳成功舉行，演藝廳良好的建聲環(huán)境和靈活的擴聲系統(tǒng)為演出提供了極大的創(chuàng)作空間，呈現(xiàn)了良好的視聽享受。

3 音響系統(tǒng)主要設(shè)計思路

對于音響系統(tǒng)的設(shè)計，我們的出發(fā)點是需要穩(wěn)定的構(gòu)架可以應(yīng)對頻繁的演出活動，靈活的信號分配以及需要考慮到教學(xué)的先進性。為此，設(shè)計中對比了目前國內(nèi)幾種應(yīng)用較為廣泛的音頻構(gòu)架，包括傳統(tǒng)構(gòu)架，MADI傳輸和IP傳輸。

演藝廳原先的音響系統(tǒng)即為傳統(tǒng)構(gòu)架，它以傳統(tǒng)的模擬及數(shù)字音頻線纜來傳輸音頻信號，在設(shè)備與設(shè)備之間進行信號的點對點直傳。這種技術(shù)最為穩(wěn)定，但相對老舊，信號之間的路由需要借助音頻跳線來手動的跳接完成，不夠靈活，擴展性較差，且不太具備教學(xué)的先進性；IP傳輸技術(shù)則為現(xiàn)在音頻領(lǐng)域中最為領(lǐng)先的技術(shù)，設(shè)備之間以網(wǎng)絡(luò)交換機為核心構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)矩陣系統(tǒng)，以IP數(shù)據(jù)包格式相互傳輸音頻信號。但此種構(gòu)架在國內(nèi)的音頻行業(yè)還未得到廣泛的應(yīng)用，其穩(wěn)定性還未經(jīng)驗證，對于演出較為頻繁，且使用者主要為學(xué)生團隊的演藝廳來說，并不是最好的系統(tǒng)解決方案。因此，演藝廳的音響系統(tǒng)設(shè)計方案最終考慮了目前相對最為穩(wěn)定的MADI矩陣的構(gòu)架方式。

MADI格式原意為Multichannel-Audio-Digital-Interface（多通道音頻數(shù)字接口），是AES協(xié)會發(fā)布的AES10數(shù)字音頻格式。目前，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各大電視臺，劇院的演出系統(tǒng)當中，是應(yīng)用最為廣泛，最穩(wěn)定且靈活的音頻構(gòu)架。系統(tǒng)中設(shè)備以MADI矩陣為核心通過光纖和同軸線纜進行連接。設(shè)備之間互相傳輸雙向64通道的數(shù)字音頻信號。每個設(shè)備均可將信號傳送至MADI矩陣，通過矩陣，再將信號分配至一個或多個目地地。對于演出來說，該系統(tǒng)非常靈活，且安全穩(wěn)定；對于教學(xué)來說，相對傳統(tǒng)構(gòu)架方式來說，該音響系統(tǒng)具備了教學(xué)的前瞻性。

4 演藝廳音響系統(tǒng)詳細介紹

4.1 音響系統(tǒng)介紹

音響系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成（如圖1所示）。

A為MADI矩陣核心：4端口MADI矩陣，支持SC多模光纖或同軸BNC接入。

B為舞臺信號輸入輸出接口。舞臺前后共16個XLR輸入接口，通過ADAT轉(zhuǎn)換器將信號送入MADI矩陣。

C為舞臺揚聲器擴聲及返送。主擴及返送揚聲器，分別接兩臺MADI-模擬轉(zhuǎn)換器。

D為數(shù)字調(diào)音臺。具備MADI接口的YAMAHA數(shù)字調(diào)音臺。

E為環(huán)繞聲監(jiān)聽。5.1監(jiān)聽，接入一臺MADI-模擬轉(zhuǎn)換器，前端配有音量控制器。

F為多軌音頻記錄及重放系統(tǒng)（數(shù)字音頻工作站）。

此系統(tǒng)以MADI矩陣A為信號的路由中心，所有設(shè)備均連接至這里。信號源為舞臺的地插話筒輸入和手持無線話筒，分別由B和D接入矩陣。調(diào)音臺將信號混合處理之后再將信號發(fā)送回矩陣，通過矩陣的再次路由將信號輸出至C擴聲和返送系統(tǒng)以及E環(huán)繞聲監(jiān)聽系統(tǒng)。F音頻工作站則是聲音記錄的部分，可以分聲道錄制現(xiàn)場的信號。

4.2 實用案例的信號路徑分析

根據(jù)不同類型的演出或教學(xué)需要。我們可以把此演藝廳的實際使用情況分為以下幾類：

4.2.1 演出或彩排

此類應(yīng)用主要使用舞臺的有線話筒和無線手持話筒，并且需要使用調(diào)音臺和擴聲返送音箱，同時還需要工作站來播放伴奏。系統(tǒng)的信號路徑如下：

B+F→A→D→A→C

信號源來自舞臺的有線話筒及音頻工作站的放音（B和F），之后通過矩陣A將這兩種信號送入調(diào)音臺D。調(diào)音臺將信號混合后通過輸出再送到矩陣A，最后A將信號送至擴聲音箱C。

4.2.2 多軌錄音教學(xué)

此類應(yīng)用主要是讓學(xué)生們學(xué)習(xí)如何在演出時進行多通道的同期錄音。此時需要使用音頻工作站來記錄。信號路徑與a類似：

B+F→A→D→A→C+F

最終信號除了通過擴聲音箱C重放，還通過數(shù)字音頻工作站F記錄下來。

4.2.3 環(huán)繞聲作品賞析

當進行環(huán)繞聲類型作品的賞析時，需要用到多軌音頻工作站的放音和環(huán)繞聲監(jiān)聽音箱的聲音重放。信號路徑如下：

F→A→E

音頻工作站F將環(huán)繞聲的信號送至音頻矩陣A，A再將信號直接送給環(huán)繞聲監(jiān)聽音箱E。可通過信號前段的音量控制器調(diào)節(jié)音量。

演藝廳這套音響系統(tǒng)在幾次大型的演出中都得到了較好的表現(xiàn)。

5 總結(jié)

此次演藝廳的改造，從聲學(xué)設(shè)計到音響系統(tǒng)都實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，特別是MADI矩陣音頻系統(tǒng)，在以教學(xué)為主的實驗性廳堂中使用并不廣泛，其靈活性有一定的借鑒意義。全新的演藝廳將為演藝學(xué)院表演專業(yè)的學(xué)生提供效果極佳的展現(xiàn)舞臺，為音樂編輯與制作專業(yè)的學(xué)生提供豐富的實踐機會，為培養(yǎng)適應(yīng)市場環(huán)境的多功能復(fù)合型人才，發(fā)揮出更重要的意義。

參考文獻

[1]李國棋主編.國家大劇院音響技術(shù)及演出管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

作者單位

武漢音樂學(xué)院 湖北省武漢市 430060