E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)在觀瀾文化藝術(shù)中心劇場的應(yīng)用與探討

文/本刊記者 杜 青

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)在觀瀾文化藝術(shù)中心劇場的應(yīng)用與探討

文/本刊記者 杜 青

2月27日，易科國際在觀瀾文化藝術(shù)中心劇場舉辦E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)講座和音樂會(huì)鑒賞，特別邀請(qǐng)E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)創(chuàng)始人與發(fā)明人之一Steve Bartar，介紹了發(fā)明該系統(tǒng)所依據(jù)的聲學(xué)基本原理，以及系統(tǒng)工作原理。易科國際副總裁張濤介紹了觀瀾文化藝術(shù)中心小劇場中E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在隨后舉行的音樂會(huì)上，與會(huì)專家通過欣賞不同類型的音樂，對(duì)E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的應(yīng)用效果進(jìn)行了鑒別。在系統(tǒng)地了解E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)并試聽效果后，專家們就應(yīng)用中共同關(guān)注的話題展開探討，并對(duì)E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的聲音效果給予肯定。

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)傳聲器的吊裝位置

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)聲學(xué)在觀眾區(qū)安裝的揚(yáng)聲器

舞臺(tái)區(qū)聲橋安裝的4只揚(yáng)聲器

觀瀾文化藝術(shù)中心劇場E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)原理圖

1 E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)在觀瀾文化藝術(shù)中心劇場的應(yīng)用

觀瀾文化藝術(shù)中心劇場建筑面積約2 200 m2；觀眾區(qū)的層高約10 m，寬約32 m，縱深約24 m，設(shè)有604座，可用于中小型文藝演出、較大型會(huì)議?；谄涠喙δ艿膽?yīng)用需求，為此設(shè)計(jì)、安裝了一套E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)組成

該劇院的E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)由心形指向性傳聲器、傳聲器前置放大器、信號(hào)矩陣處理器、音頻處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、功率放大器和揚(yáng)聲器組成。

1.2 傳聲器和揚(yáng)聲器的安裝

劇場的舞臺(tái)臺(tái)口長約15 m，高約7.5 m。根據(jù)拾音范圍設(shè)置了6支心形指向性傳聲器，安裝在舞臺(tái)上方，用于拾取舞臺(tái)上聲源的直達(dá)聲。

揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)主要分為觀眾區(qū)與舞臺(tái)區(qū)兩部分。在觀眾區(qū)，經(jīng)過系統(tǒng)軟件建模、計(jì)算，在觀眾區(qū)前區(qū)上方暗裝9只ECS LCF-499同軸三分頻揚(yáng)聲器，中后區(qū)域上方安裝40只ECS 440同軸兩分頻揚(yáng)聲器，上方分左右兩列安裝共6只ECS-LSB-S30同軸低頻揚(yáng)聲器，左右側(cè)墻各暗裝14只ECS 440揚(yáng)聲器，后墻暗裝10只ECS 440揚(yáng)聲器，為整個(gè)觀眾區(qū)提供包圍式覆蓋。在靠近舞臺(tái)區(qū)的聲橋處，安裝了4只ECS LCF-599同軸三分頻揚(yáng)聲器，模擬音樂廳聲橋。在舞臺(tái)區(qū)頂部共安裝了12只ECS 440揚(yáng)聲器。

1.3 信號(hào)流程

傳聲器拾取聲源信號(hào)給MP-8D傳聲器前置放大器，轉(zhuǎn)化為MADI信號(hào)后發(fā)送至Matrix Processor-L矩陣處理器，經(jīng)過信號(hào)路由傳輸至Mainfraime Ⅲ音頻處理器，音頻處理器根據(jù)設(shè)置要求自動(dòng)計(jì)算每一個(gè)通道的最終狀態(tài)，并將計(jì)算的結(jié)果通過矩陣處理器分配給相應(yīng)位置的揚(yáng)聲器，一個(gè)揚(yáng)聲器對(duì)應(yīng)一個(gè)通道。

2 對(duì)E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的試聽與討論

為了全面感受E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的效果，易科國際在劇院舉行了一場音樂會(huì)，讓與會(huì)者感受弦樂四重奏、吉他三重奏和現(xiàn)代音樂等不同節(jié)目源下的聲音效果。一些專家還特別造訪易科國際總部，對(duì)其小劇場安裝的E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)成、安裝做進(jìn)一步的深入了解，試聽了系統(tǒng)模擬出的音樂廳、教堂、隧道，以及混響時(shí)間長達(dá)7 s的多種自然聲場效果。與會(huì)者反映，聲場效果變化顯著，空間感自然，且感覺不到聲音來自于揚(yáng)聲器，聲像與視覺一致。同時(shí)也提出了各自關(guān)注的問題。

2.1 系統(tǒng)要解決什么問題

電子聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義上的擴(kuò)聲系統(tǒng)不同，是根據(jù)現(xiàn)場所需要的聲學(xué)環(huán)境，通過電聲設(shè)備進(jìn)行聲場的創(chuàng)建、改變或優(yōu)化，從而模擬出所需自然聲場的效果。

就E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)而言，采用“獨(dú)立時(shí)變混響器”，并結(jié)合神經(jīng)科學(xué)和聲學(xué)領(lǐng)域的研究成果（聲音品質(zhì)與人類感知的相互關(guān)系）創(chuàng)建出新的聲學(xué)算法，可以精確模擬出“房間”所有的關(guān)鍵聲學(xué)參數(shù)。時(shí)變混響器能夠在房間傳遞函數(shù)中拓寬諧振峰，從而直接為系統(tǒng)額外增加至少6 dB的穩(wěn)定性。即每個(gè)通道的平均環(huán)路增益能夠達(dá)到-12 dB，比一般的非時(shí)變系統(tǒng)高出8 dB，使傳聲器和揚(yáng)聲器可以放置在彼此較近的地方，而不會(huì)出現(xiàn)聲反饋和帶來聲染色。與其他電聲可變混響系統(tǒng)相比，采用 E-coustic 系統(tǒng)可減少傳聲器的使用數(shù)量。

陳金京老師一語破的，E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)通過拾取聲音能量后，對(duì)聲音進(jìn)行組合，模擬聲音的自然傳播規(guī)律，并克服聲場中的缺陷，特別是聲音中泛音部分是需要深入研究的。

2.2 系統(tǒng)設(shè)備選型和數(shù)量要求

張濤現(xiàn)場調(diào)試E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)置感受其效果

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)創(chuàng)始人與發(fā)明人之一Steve Bartar

系統(tǒng)對(duì)于吊裝傳聲器的數(shù)量和位置完全取決于需要覆蓋聲源所在的位置和范圍，根據(jù)應(yīng)用而定。揚(yáng)聲器的數(shù)量與廳堂的大小沒有直接關(guān)系，天花板越低、房間越小，安裝的揚(yáng)聲器也多；選擇揚(yáng)聲器以指向性為錐形的，即水平和垂直的角度一樣，如同軸揚(yáng)聲器是比較好的選擇。

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的核心處理硬件——Mainfraime Ⅲ音頻處理器，有別于其他通行的音頻處器，內(nèi)設(shè)有4個(gè)引擎，針對(duì)不同的聲學(xué)環(huán)境通過軟件編程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置和聲場的調(diào)試，將不同通道的信號(hào)輸出給對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器；其還具有多軌3D回放功能，需要說明的是，這里所指的3D是在真實(shí)回放的前提下加上聲音的移動(dòng)效果。Mainfraime Ⅲ音頻處理器最多可支持1 024個(gè)數(shù)字處理通道，實(shí)際應(yīng)用的通道取決于所需的揚(yáng)聲器數(shù)量。

2.3 采用目前常用的混響器能否實(shí)現(xiàn)E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)的改變混響時(shí)間的同等效果

使用常用的混響器串接在調(diào)音臺(tái)上，只能針對(duì)所需聲學(xué)環(huán)境的聲學(xué)特性進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，而E-Coustic系統(tǒng)還要再結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)場的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行聲場的重新優(yōu)化，并對(duì)每個(gè)位置的揚(yáng)聲器進(jìn)行補(bǔ)償處理，從而獲得自然的聲場效果。所以，E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)有更顯著、更真實(shí)、更自然的效果。

2.4 適合應(yīng)用場所

現(xiàn)在，不同類型場所、不同規(guī)模、不同形式的演出項(xiàng)目，如室外演出，就需要模仿室內(nèi)音樂廳的環(huán)境效果，E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)尤其適用于為這類非傳統(tǒng)音樂廳環(huán)境的演出項(xiàng)目創(chuàng)建專業(yè)的聽音環(huán)境，使觀眾有在音樂廳的感覺。另外，像觀瀾文化藝術(shù)中心劇場這類需要多功能應(yīng)用需求的劇場，E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)同樣可助一臂之力，為會(huì)議、演唱會(huì)、交響樂、戲劇等不同的藝術(shù)形式營造不同的聽音氛圍。

3 結(jié)語

E-Coustic聲學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)以電子手段營造聽音現(xiàn)場的聲學(xué)環(huán)境，采用數(shù)字化傳輸控制系統(tǒng)，音質(zhì)效果好、控制、調(diào)試方便。它能夠滿足高端會(huì)議與演出對(duì)聲學(xué)環(huán)境的不同需求。

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，電子可變混響系統(tǒng)對(duì)聲場的優(yōu)化程度會(huì)更高，并還會(huì)針對(duì)特殊需求附加出更多的功能。

（本文的撰寫得到王福津老師及易科國際的大力支持，在此一并致謝。）

（編輯 張冠華）