如何獲得均勻一致的音頻覆蓋？

Pat Brown

房間聲音怎么樣才算得上“正確合適”？聽音者的音樂品味千差萬別，對(duì)這個(gè)問題的見解也可能大相徑庭，非常主觀。不同的見解會(huì)對(duì)成本和聽音體驗(yàn)產(chǎn)生重大的影響。

好在我們并不是只能憑主觀去評(píng)判房間聲音。大型房間需要安裝聲音系統(tǒng)，我們有比較普遍適用的性能標(biāo)準(zhǔn)去做評(píng)判。所有成功的聲音系統(tǒng)必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）為所有聽音區(qū)提供均勻的聲音覆蓋；

（2）達(dá)到失真點(diǎn)之前的響度要足夠大；

（3）在發(fā)生聲反饋之前響度要足夠大；

（4）聲音容易辨認(rèn)；

（5）足夠清晰地、高保真地實(shí)現(xiàn)音源擴(kuò)聲。

我稱這些為“5大標(biāo)準(zhǔn)”。評(píng)價(jià)聲音系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)有無數(shù)條，但這五條卻是硬性標(biāo)準(zhǔn)，是不可或缺的。無論系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如何，如果它不能滿足5大標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)聲就一定會(huì)不斷出現(xiàn)問題。

判斷現(xiàn)有聲音系統(tǒng)是否符合五大標(biāo)準(zhǔn)的最佳途徑就是聽眾。聽聽他們的意見。他們的抱怨能反映出系統(tǒng)是否違反了五大標(biāo)準(zhǔn)，比如“我坐那兒聽不見”，“系統(tǒng)怎么老嘯叫？”，還有“我聽不清它說什么”等等。

這些問題歸根結(jié)底，大都因?yàn)橄到y(tǒng)的傳感器不合格。傳感器是變換能量形式的設(shè)備。在聲音系統(tǒng)中有兩種傳感器：話筒和揚(yáng)聲器。

話筒把聲音能量轉(zhuǎn)換為電能。電信號(hào)在系統(tǒng)電子元件之間傳輸，到達(dá)揚(yáng)聲器，然后揚(yáng)聲器把電信號(hào)轉(zhuǎn)換回聲音信號(hào)。聲音信號(hào)再通過空氣傳播，被人耳接收。

電子信號(hào)和聲音信號(hào)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)作都是至關(guān)重要的。顯然，其中一方有缺陷，會(huì)導(dǎo)致另一方變得非常糟糕。傳感器從來都是信號(hào)鏈路中最薄弱的一環(huán)，要牢記這點(diǎn)。

相較于話筒，人們更舍得把錢花在揚(yáng)聲器上。揚(yáng)聲器的重要性僅次于直接決定空間聲音性能表現(xiàn)的房間聲學(xué)，所以，我們必須掌握一些選擇和定位揚(yáng)聲器的基本原則。

這些原則的目的在于幫助你甄別厘清周圍各式各樣的觀點(diǎn)。它們是一般性的原則，但站得住腳，經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)。

性能的限度

給禮堂配置揚(yáng)聲器有兩個(gè)關(guān)鍵要素——選型和位置。它們的重要性相當(dāng)——在選擇揚(yáng)聲器、擺放好揚(yáng)聲器之后，聲音系統(tǒng)性能的限度就成立了，“5大原則”開始發(fā)揮效用。

另外，大多數(shù)聲音系統(tǒng)常見的問題都可以歸因到揚(yáng)聲器上?？上?，我們并不能通過電子元件來有效地解決由于不恰當(dāng)?shù)剡x擇、安裝揚(yáng)聲器所引發(fā)的問題。

假設(shè)有人走進(jìn)場地問“我坐在哪里才能聽到最好的聲音？”理想的回答是：“哪兒都一樣，隨你喜歡?！惫潭ò惭b聲音系統(tǒng)應(yīng)該為所有坐席提供盡可能均勻的聽音覆蓋——可不能為了讓后排聽眾聽清聲音而把前排聽眾的耳朵給震聾了。

檢查覆蓋最好的辦法，是用耳朵去聽系統(tǒng)播放出來的語音。別老拿著聲級(jí)計(jì)走來走去測量覆蓋面，浪費(fèi)時(shí)間。因?yàn)槁暭?jí)計(jì)顯示的是給定位置的總體聲場電平。但是聽音者需要的卻是早期聲能，這個(gè)要用特殊的儀器才能測量出來。

所以，檢查覆蓋最好的做法是，播放你不熟悉的音軌，然后到處走動(dòng)聽一聽。

對(duì)揚(yáng)聲器的要求和對(duì)舞臺(tái)燈光的要求相似（只是它們的作用方向相反）——由于燈光比聲音更直觀可見，我們可以拿燈光舉例做說明。

舞臺(tái)燈具的用途在于為舞臺(tái)特定區(qū)域打燈光。影響覆蓋的兩個(gè)變量是距離和覆蓋角度（我們稱之為指向性）。指向性越高，覆蓋越集中。揚(yáng)聲器的指向性和物理體積有關(guān)；所以，體積越大的揚(yáng)聲器，指向性越高。這和品牌或者價(jià)格沒有關(guān)系——這點(diǎn)很重要。

一般而言，揚(yáng)聲器離聽眾越遠(yuǎn)，指向性必須越高。

觀察并權(quán)衡

想要直觀體會(huì)指向性，你可以拿手電筒往墻上打燈。然后前后來回走動(dòng)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。揚(yáng)聲器的聲音也有類似這樣的作用。

如果你的手電筒有聚光的功能，你還可以觀察并在高聚光燈光（高指向性）和大覆蓋面燈光（低指向性）之間做權(quán)衡。

如果你想把燈光限定在墻面的某個(gè)區(qū)域，那么你離墻面越遠(yuǎn)，你就越要增強(qiáng)燈光的指向性。這是一條物理定律。攝影師要遵守這條定律，燈光設(shè)計(jì)師也要遵守這條定律，它甚至?xí)绊懩銤补嗖萜旱姆绞健?/p>

燈光設(shè)計(jì)師在距離和覆蓋角度之間做權(quán)衡，保證給必要的對(duì)象打好燈光的同時(shí)，盡量避免燈光誤打到觀眾區(qū)。

揚(yáng)聲器的功用也一樣，兩者區(qū)別只有一個(gè)，就是揚(yáng)聲器的目的是為了“照亮”觀眾區(qū)，而不是舞臺(tái)。音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和燈光設(shè)計(jì)師一樣，都需要處理這兩個(gè)變量——指向性和距離。揚(yáng)聲器離聽眾的距離越遠(yuǎn)，它的指向性就應(yīng)該越強(qiáng)，避免波及聽音區(qū)之外的區(qū)域。

可以說，在許多場地（比如教堂）里，音箱距離聽眾都比較遠(yuǎn)，所以必須采用指向型揚(yáng)聲器。這也意味著，音箱的物理體積必須足夠大，因?yàn)閾P(yáng)聲器的指向性一般和物理體積成正比。

如果建筑師或場地管理處要求揚(yáng)聲器必須安裝在某個(gè)位置，那么他們也就間接地確定了揚(yáng)聲器需要具備的物理特性。比如，如果揚(yáng)聲器必須安裝在某個(gè)大房間的天花板附近，那么揚(yáng)聲器的物理體積要足夠大，才能在如此遠(yuǎn)的距離之外對(duì)聽音區(qū)完成恰當(dāng)?shù)闹赶?。如果揚(yáng)聲器放得更近，那么一般它的物理尺寸就需要減小，因?yàn)楦奈恢盟璧闹赶蛐暂^弱。如果建筑師想要在一個(gè)大的場地中把小型音箱裝到遙遠(yuǎn)的天花板附近，那這個(gè)場地的擴(kuò)聲永遠(yuǎn)糟糕透頂。

音響工程師的職責(zé)是評(píng)判哪些安裝地點(diǎn)有利于產(chǎn)生均勻的和有指向性的聽音覆蓋面。這決定了揚(yáng)聲器需要具備的指向性，指向性又決定了揚(yáng)聲器的大小。一個(gè)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師會(huì)考量是以靠近聽音區(qū)的小揚(yáng)聲器，還是遠(yuǎn)距離的大揚(yáng)聲器，去形成覆蓋面。

客戶的職責(zé)是，在綜合考慮了成本、美學(xué)和其它因素之后，決定可行的方案。一旦決定了方案，建筑師就要想辦法在不影響音箱運(yùn)作的條件下，把音箱美觀地融入建筑中（求求你們不要把音箱放到槽腔里?。?/p>

流程復(fù)雜化

上文所述流程看起來很簡單，是嗎？事實(shí)并非如此。有兩種情況會(huì)讓音箱選型和定位工作變得復(fù)雜：

1） 在不同頻段，指向性特征差異巨大。也就是說指向性與“頻率相關(guān)”。所以，適用于低音單元（低頻段）的定位可能并不適用于高音單元（中高頻段）。

2） 如果兩只揚(yáng)聲器的安裝位置比較相近，它們會(huì)產(chǎn)生一種完全有別于直覺預(yù)期的指向性。比如，人們常常并列擺放兩只揚(yáng)聲器，以求獲得更寬的覆蓋面。

但實(shí)際上，這會(huì)縮小揚(yáng)聲器在某些頻響范圍內(nèi)的覆蓋面。還可能造成干擾，導(dǎo)致某些聽音區(qū)出現(xiàn)“音頻丟失（drop out）”現(xiàn)象。

很多聲音系統(tǒng)性能表現(xiàn)不佳，很可能就是因?yàn)槿藗儜{直覺安裝揚(yáng)聲器，毫不顧及多個(gè)聲源之間的聲互作用。不管你想不想要，揚(yáng)聲器一旦緊挨著安裝，它們就形成了陣列。陣列的運(yùn)作很復(fù)雜，需要經(jīng)過精心設(shè)計(jì)才能產(chǎn)生如意的結(jié)果。

和其它工程問題一樣，如何選擇、定位揚(yáng)聲器也需要經(jīng)過多次的權(quán)衡。要改進(jìn)性能的某一方面，就要降低另一方面的水準(zhǔn)。舉個(gè)例子，如果要通過增加音箱數(shù)量來覆蓋更多的觀眾席，就可能會(huì)降低其它位置的聲音質(zhì)量。

運(yùn)用一些強(qiáng)大的工具

好在我們并不是只能靠運(yùn)氣或者直覺來選擇、定位音箱。我們可以運(yùn)用一些工具提前評(píng)估性能。

有些強(qiáng)大的電腦建模程序可以繪制聽音區(qū)的聲覆蓋圖（如Community獨(dú)家EASE？ Focus 3聲音系統(tǒng)建模軟件），幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師做評(píng)估和權(quán)衡。這些程序還可以模擬不同音箱之間的互作用，幫助我們優(yōu)化陣列設(shè)計(jì)。

不過，你們可能沒有這些程序。有些程序非常昂貴，獲取后還需要經(jīng)過長時(shí)間的困難學(xué)習(xí)才能掌握這些程序——用戶知識(shí)有限，這些程序的效用也會(huì)受影響?？傊x擇和定位揚(yáng)聲器需要裝備好工具、積累了足夠的經(jīng)驗(yàn)才能勝任。

音頻系統(tǒng)顧問是僅次于聲學(xué)顧問的重要人物。成功的專業(yè)人士一生都在研究他們的行業(yè)，他們的投入能給項(xiàng)目帶來巨大的價(jià)值。

有些小型聲音系統(tǒng)工程可以從設(shè)計(jì)建筑承包商那獲益。但一定要確保承包商擁有必要的測量工具和預(yù)測工具來評(píng)估房間的聲學(xué)，預(yù)測目標(biāo)聲音系統(tǒng)的響應(yīng)。

另外，請(qǐng)騰出時(shí)間去看看承包商做過的同類項(xiàng)目，包括演出應(yīng)用場景和建筑空間固定了的應(yīng)用場景。聽聽那些聲音系統(tǒng)，找技術(shù)人員聊聊。參加一兩場活動(dòng)，評(píng)估一下聲音質(zhì)量，尤其是語音清晰度。

有些應(yīng)用場景從始至終聽音效果都不錯(cuò)，而有些卻從來沒有好的表現(xiàn)。區(qū)別就在于規(guī)劃。應(yīng)該遵循有資質(zhì)的音頻顧問和承包商的意見來選擇合適的揚(yáng)聲器并實(shí)施安裝。

在那之后才是給他們提供滿足“5大原則”所需要的活動(dòng)范圍和預(yù)算。