北京世園會(huì)開(kāi)幕式音響設(shè)計(jì)及實(shí)施

許勇 馬昕

[摘要]解析2019年中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)開(kāi)幕式文藝演出的現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲和音響制作基于沉浸式的解決方案。

[關(guān)鍵詞]北京世園會(huì)開(kāi)幕式;音響設(shè)計(jì);擴(kuò)聲;沉浸聲;音響效果

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.06.005

2019年中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北京世園會(huì)”）開(kāi)幕式文藝演出在世園會(huì)園區(qū)內(nèi)的媯訥劇場(chǎng)上演，以山為幕，以水為臺(tái)，東西方多種藝術(shù)形式在科技手段的烘托下，與自然融為一體，呈現(xiàn)出美輪美奐的唯美意境，體現(xiàn)人與自然和諧共生關(guān)系的理念。

為了更加真實(shí)地呈現(xiàn)這種大型園林情景光影藝術(shù)表演形式，讓觀眾有身處大自然之中的感受，音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了“沉浸聲”方式進(jìn)行擴(kuò)聲，這對(duì)于戶(hù)外劇場(chǎng)、復(fù)雜的場(chǎng)地是巨大的挑戰(zhàn)。下文解析該音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，重點(diǎn)介紹沉浸聲的實(shí)施方案。

1演出場(chǎng)地及環(huán)境

媯汭劇場(chǎng)（原名演藝中心）是戶(hù)外劇場(chǎng)（見(jiàn)圖1），整體建筑如同一只彩蝶在花海中翩翩起舞，整個(gè)建筑面積4500肝。在蝴蝶的兩翼，設(shè)有一大兩小三個(gè)劇場(chǎng)，大劇場(chǎng)可容納1100人左右;在東側(cè)的兩個(gè)小劇場(chǎng)，可以容納近500人。

劇場(chǎng)為不規(guī)則的異形建筑，主體采用了大跨度懸挑鋼桁架支撐結(jié)構(gòu)，最大的懸臂達(dá)到了120m×155m;屋面采用了多色彩ETFE的超薄膜結(jié)構(gòu)，形成各種三維空間曲面造型。

其大劇場(chǎng)的舞臺(tái)是一個(gè)38m×26m的橢圓形，整個(gè)劇場(chǎng)建筑為半開(kāi)放式，觀眾席頂棚為ETFE薄膜式，為三面開(kāi)放的聲場(chǎng)環(huán)境，如圖2所示。因此，沒(méi)有墻面反射，場(chǎng)內(nèi)混響聲很短，對(duì)聲音的清晰度有很大的幫助，也有助于后期利用電聲手段對(duì)音樂(lè)進(jìn)行處理。由于沒(méi)有條件對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行聲場(chǎng)測(cè)量，主觀聽(tīng)感上感覺(jué)250Hz～300Hz明顯偏多，分析原因認(rèn)為，是膜結(jié)構(gòu)頂棚的反射和共振所致。

2演出需求及目標(biāo)

該文藝演出最大的特點(diǎn)是，要在一個(gè)園林的自然景觀環(huán)境下，讓整個(gè)舞美、聲、光和周?chē)h(huán)境融為一體，打造全方位沉浸式的視聽(tīng)體驗(yàn)。同時(shí)，整臺(tái)演出以合唱、重唱、器樂(lè)演奏輔以舞蹈、模特表演等多種藝術(shù)形式演繹。

音頻系統(tǒng)需要為開(kāi)幕式儀式部分講話和文藝演出拾音、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀眾席、領(lǐng)導(dǎo)人VIP席擴(kuò)聲，領(lǐng)導(dǎo)人講話返送及舞臺(tái)演出返送，另外要為電視轉(zhuǎn)播輸送高質(zhì)量演出音頻信號(hào)。同時(shí)此次演出還有一些特殊的要求，在音頻系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，整體觀眾席的聲音覆蓋均勻且清晰，并增強(qiáng)聲源定位及音樂(lè)回放的沉浸式效果;同時(shí)，VIP席的聲音達(dá)到最佳化。設(shè)計(jì)最大聲壓級(jí)106dB，聲場(chǎng)不均勻度±6dB。

3系統(tǒng)框架及實(shí)施

北京世園會(huì)開(kāi)幕式選用的場(chǎng)地極為特殊，媯汭劇場(chǎng)的建筑設(shè)計(jì)并不是按照大型綜藝類(lèi)演出設(shè)計(jì)的，并且還要滿足此次演出的特殊要求，這給該音頻系統(tǒng)帶來(lái)諸多的挑戰(zhàn)。其中，設(shè)計(jì)主要難點(diǎn)有以下幾方面：

（1）吊掛重量的嚴(yán)格控制，使吊掛揚(yáng)聲器數(shù)量受到限制，對(duì)前后聲場(chǎng)均勻度的設(shè)計(jì)很不利;

（2）需要規(guī)避對(duì)觀眾視線的遮擋，使吊掛高度受到限制，因此對(duì)于垂直聲像的定位會(huì)產(chǎn)生較大影響;

（3）觀眾前排距離揚(yáng)聲器吊掛點(diǎn)過(guò)近，需要揚(yáng)聲器的打開(kāi)角度大，由此帶來(lái)聲場(chǎng)疊加耦合，給聲場(chǎng)調(diào)試帶來(lái)較大困難;

（4）多組吊掛揚(yáng)聲器處于非對(duì)稱(chēng)的位置，會(huì)產(chǎn)生較大的梳狀濾波效應(yīng);

（5）地面補(bǔ)聲揚(yáng)聲器及舞臺(tái)監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器需最大限度地與舞臺(tái)舞美融為一體，需要選用尺寸小的揚(yáng)聲器。

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

音頻系統(tǒng)對(duì)于拾音類(lèi)節(jié)目，可以提供精準(zhǔn)的聲源定位，如交響樂(lè)的各聲部的相對(duì)位置信息，獨(dú)奏、獨(dú)唱藝術(shù)家在舞臺(tái)上的相對(duì)位置信息;對(duì)于還音類(lèi)以及含有音樂(lè)播放環(huán)節(jié)的節(jié)目，通過(guò)對(duì)音樂(lè)中的部分元素（尤其像鳥(niǎo)叫、蟬鳴、雨聲、水聲等元素）、聲部進(jìn)行聲像定位的處理，提升音樂(lè)的聆聽(tīng)體驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)音響的設(shè)計(jì)，除擴(kuò)聲之外，還針對(duì)此次的場(chǎng)地情況，設(shè)計(jì)了環(huán)境效果聲，通過(guò)各環(huán)繞揚(yáng)聲器模擬出室內(nèi)各個(gè)墻壁面反射聲形成的混響效果，來(lái)增強(qiáng)音樂(lè)的空間和包圍感，突出“身臨其境”的感覺(jué)。揚(yáng)聲器的布局見(jiàn)圖3、圖4。

3.2揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.2.1擴(kuò)聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

與以往傳統(tǒng)的左右立體聲吊掛方式不同，為了均勻覆蓋較寬的觀眾席，并且聲像平滑過(guò)渡，此次演出的音響團(tuán)隊(duì)（見(jiàn)圖5）在觀眾區(qū)頂棚最前方，吊掛了5組主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器，每組為6只SE M-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，其單只重量?jī)H為8kg。由于觀眾席建成后的尺寸與原設(shè)計(jì)圖有一定的出入，通過(guò)對(duì)場(chǎng)地實(shí)際尺寸的測(cè)量及計(jì)算機(jī)輔助模擬，在實(shí)際安裝中，將中間的三組揚(yáng)聲器增加到每組7只。主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器的吊掛位置如圖6所示。

每組主擴(kuò)揚(yáng)聲器的信號(hào)由調(diào)音臺(tái)的單獨(dú)一路母線送出，這樣通過(guò)不同的母線編配和場(chǎng)景切換，可以做到中間的三組揚(yáng)聲器分為左、中、右，外側(cè)兩組單聲道，也可以讓特殊效果聲的聲像在五組揚(yáng)聲器中平滑過(guò)渡。

在地面配置有4組全頻補(bǔ)聲揚(yáng)聲器加超低音揚(yáng)聲器，如圖7所示，每組為1只BOSE雙8英寸線陣列揚(yáng)聲器，以及2只sE M-F3A SUB超低音揚(yáng)聲器。地面全頻補(bǔ)聲揚(yáng)聲器和超低音揚(yáng)聲器的目的是將主聲像下拉到合適的位置，不使聲音的感覺(jué)飄在頭頂;補(bǔ)償前區(qū)觀眾席的響度，提高清晰度;同時(shí)，還可以通過(guò)多軌音源，將不同的效果聲分別送到上下兩組揚(yáng)聲器中，使其有上下呼應(yīng)的感覺(jué)，以達(dá)到用聲音塑造環(huán)境的效果。

3.2.2效果揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為營(yíng)造沉浸式聲音效果，在劇場(chǎng)頂部以及整個(gè)觀眾席的側(cè)面和后方，均勻布置了側(cè)環(huán)繞揚(yáng)聲器及后環(huán)繞揚(yáng)聲器。

頂部共吊掛4組環(huán)繞揚(yáng)聲器，每組3只sE M-F3A緊湊線陣揚(yáng)聲器，懸掛位置需避開(kāi)VIP席位上方，如圖8所示。4組揚(yáng)聲器分成兩組信號(hào)，達(dá)到在頂部也有聲像移動(dòng)的感覺(jué)。側(cè)方環(huán)繞揚(yáng)聲器共4組，每組2只SE M-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，使用支架安裝，如圖9所示。后方環(huán)繞揚(yáng)聲器共4組，每組2只sEM-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，如圖10所示。所有效果聲揚(yáng)聲器組都是獨(dú)立的信號(hào)，這為后期“沉浸式”效果聲音的制作提供了方便。

3.3音頻系統(tǒng)的備份方案

為保障整個(gè)活動(dòng)中音頻系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，特別設(shè)計(jì)了完善的系統(tǒng)備份。

對(duì)于系統(tǒng)的控制部分，配置了2張SSL LIVE 500，一臺(tái)為主控制調(diào)音臺(tái)（見(jiàn)圖11），另外為一臺(tái)為備份調(diào)音臺(tái)，共用舞臺(tái)接口箱。同時(shí)，將所有輸入傳聲器及音源各提供2路，分別饋給2張調(diào)音臺(tái)進(jìn)行混音。當(dāng)主調(diào)音臺(tái)出現(xiàn)故障，如調(diào)音臺(tái)死機(jī)失去控制，只需斷開(kāi)連接接口箱的光纖即可將所有的音頻信號(hào)在不易察覺(jué)的極短時(shí)間內(nèi)切換至備份調(diào)音臺(tái);如果控制臺(tái)斷電情況下，無(wú)需任何操作所有信號(hào)自動(dòng)切換至備份調(diào)音臺(tái)。

無(wú)線傳聲器使用SHURE ADX2系列無(wú)線手持傳聲器，其特點(diǎn)是兩個(gè)相同的信號(hào)在獨(dú)立頻率上傳輸，如果其中一個(gè)信號(hào)降級(jí)或受到干擾，則另一個(gè)自動(dòng)接管。

所有的控制系統(tǒng)部分經(jīng)UPS不間斷電源供電。

3.4系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

系統(tǒng)安裝難度最大的是5組主擴(kuò)揚(yáng)聲器的安裝。由于這個(gè)劇場(chǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)，并沒(méi)有考慮在頂棚上安裝設(shè)備，所以頂棚上沒(méi)有馬道可用。因此，在保證安全的前提下，工人們只能固定好安全繩，騎在梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行吊點(diǎn)的安裝（見(jiàn)圖12）。

雖然揚(yáng)聲器的自重很輕，但考慮到使用時(shí)間很長(zhǎng)（這套系統(tǒng)除了完成開(kāi)幕式演出外，還要承擔(dān)整個(gè)世園會(huì)期間162天這個(gè)劇場(chǎng)的日常演出），所以每個(gè)吊點(diǎn)在尼龍吊帶固定的基礎(chǔ)上，加裝了兩根鋼絲繩作為安全防護(hù)繩，同時(shí)考慮到刮風(fēng)時(shí)揚(yáng)聲器會(huì)橫向擺動(dòng)，特意在每串揚(yáng)聲器的底部又加裝了兩根細(xì)鋼絲繩斜向固定，使揚(yáng)聲器即使在刮很大的風(fēng)時(shí)也不會(huì)擺動(dòng)（見(jiàn)圖12）。所有這些吊點(diǎn)和固定點(diǎn)有一些還與燈光的吊點(diǎn)相重合，需要互相避讓?zhuān)@也增加了施工的難度。

系統(tǒng)安裝完成后，需要對(duì)各個(gè)揚(yáng)聲組的時(shí)間、相位、電平、均衡進(jìn)行調(diào)整，使不同的區(qū)域的聽(tīng)音效果達(dá)到預(yù)期要求。由于主擴(kuò)揚(yáng)聲器吊掛得較高，對(duì)VIP區(qū)前排觀眾來(lái)說(shuō)比較靠后（圖13中黃色線框內(nèi)區(qū)域），這一區(qū)域已超出主擴(kuò)揚(yáng)聲器所能夠覆蓋的區(qū)域，清晰度受到影響。而且這里處在VIP觀演的正前方，對(duì)畫(huà)面整潔一致性要求相當(dāng)高。原設(shè)計(jì)在此處的BOSE雙8英寸陣列揚(yáng)聲器由于箱體尺寸大，有礙于整體畫(huà)面的美觀，被要求挪到外側(cè)。音響團(tuán)隊(duì)經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)比較，最終選定了4只L-ACOUSTICS 5XT 5英寸同軸點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器（其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小聲壓級(jí)大）放置于此處，通過(guò)準(zhǔn)確的時(shí)間矯正與音量控制，給前排觀眾的聲場(chǎng)清晰度做較好的補(bǔ)充，同時(shí)VIP區(qū)域的聲像定位下拉也得到了很大改善。

頂棚5組吊掛的主擴(kuò)揚(yáng)聲器因吊點(diǎn)的原因，處于不對(duì)稱(chēng)且不規(guī)則的位置，產(chǎn)生較大的梳狀濾波效應(yīng)。對(duì)此，音響團(tuán)隊(duì)在調(diào)試時(shí)，把5組揚(yáng)聲器之間的物理距離差進(jìn)行了時(shí)間和相位矯正，再將5組主揚(yáng)聲器與地面超低揚(yáng)聲器進(jìn)行統(tǒng)一的低頻耦合調(diào)試，很好地解決了這一問(wèn)題。

在揚(yáng)聲器音色的均衡處理上，針對(duì)前面提到的頂棚膜結(jié)構(gòu)的反射與共振，對(duì)250Hz～300Hz的頻率進(jìn)行了適當(dāng)?shù)乃p，同時(shí)對(duì)50Hz～60Hz的低頻進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，增加了低頻的豐滿度和彈性。根據(jù)當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的溫度與濕度情況，對(duì)8kHz以上的頻率適當(dāng)提升，以抵消空氣干燥和低溫帶來(lái)的高頻衰減。所有環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器未做時(shí)間與相位的調(diào)校，因?yàn)槭褂昧送黄放菩吞?hào)的揚(yáng)聲器，所以，聲音的一致性有較好的保障。

由于此次演出有國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和外國(guó)政要出席，中國(guó)廣播電視總臺(tái)（CCTV）要對(duì)全球直播，為保證舞臺(tái)畫(huà)面的美感，需要解決返送揚(yáng)聲器的隱蔽問(wèn)題。為此，特別制作了與舞美場(chǎng)景一致的紅色外套，這樣就與舞臺(tái)地面顏色保持一致;同時(shí)，外套的選材上，特別注意其透聲效果，如圖14所示。

開(kāi)幕式的儀式部分，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人要在舞臺(tái)上發(fā)表較長(zhǎng)時(shí)間的演說(shuō)，所以，傳聲器拾音的安全性和舞臺(tái)上的返送監(jiān)聽(tīng)，是音響團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)要關(guān)注的部分。領(lǐng)導(dǎo)人講話和司儀主持的傳聲器以有線傳聲器拾音為主的方案，但考慮到線路較長(zhǎng)且路徑復(fù)雜，又特別在講話傳聲器的海綿防風(fēng)罩內(nèi)（如圖15所示）以及司儀主持傳聲器的底座上（如圖16所示），加裝了微型無(wú)線傳聲器作為備份，做到傳聲器拾音的萬(wàn)無(wú)一失。

由于這個(gè)舞臺(tái)是一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的空間，周?chē)緵](méi)有反射聲，舞臺(tái)返送監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器因畫(huà)面的要求，體積較小且距離遠(yuǎn)。對(duì)此，音響團(tuán)隊(duì)首次嘗試了在講臺(tái)上增加極小的K-arry Lyzard KZl4揚(yáng)聲器（見(jiàn)圖15中的黃框部分），為講話者做返送監(jiān)聽(tīng)的補(bǔ)充，通過(guò)反復(fù)開(kāi)關(guān)試聽(tīng)比較和頻響曲線的均衡矯正，得到了非常好的清晰度效果。

4音響效果的二度創(chuàng)作

一場(chǎng)優(yōu)秀演出的藝術(shù)呈現(xiàn)，不但要有賞心悅目的視覺(jué)沖擊，還要有聲入人心的聽(tīng)覺(jué)效果，使現(xiàn)場(chǎng)觀眾得到完美的藝術(shù)享受。因此，音響團(tuán)隊(duì)不但要保證整個(gè)音頻系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)、聲音純正，為演出的順利進(jìn)行提供保障，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)音響效果的表現(xiàn)進(jìn)行必要的二度創(chuàng)作。

前面提到過(guò)，媯衲劇場(chǎng)的四周為開(kāi)放式空間，沒(méi)有墻面的反射聲，因此，場(chǎng)內(nèi)基本沒(méi)有混響聲的感覺(jué)，只有頂棚的一些反射聲。這種情況下的一般處理方法是，在音樂(lè)錄制時(shí)加大混響聲的比例和混響時(shí)長(zhǎng)，但這樣一來(lái)會(huì)破壞音樂(lè)的層次感及細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力，同時(shí)也不能解決室內(nèi)自然混響所帶來(lái)的聲音“包圍感”。有鑒于此，經(jīng)過(guò)與音樂(lè)總設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)合作，專(zhuān)門(mén)為現(xiàn)場(chǎng)演出制作一版混響聲比例較小、時(shí)長(zhǎng)較短、相對(duì)“干”一些的音樂(lè)源，并將其送入主擴(kuò)揚(yáng)聲器的同時(shí)，還分別送到幾個(gè)參數(shù)不同的混響器中，這幾個(gè)混響器的混響預(yù)延時(shí)、混響時(shí)長(zhǎng)、近次反射聲比例、房間空間尺寸等參數(shù)通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算各不相同，再把這些混響器的返回信號(hào)分別送到兩側(cè)和后方環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器中，讓這些揚(yáng)聲器充當(dāng)“墻”的作用，通過(guò)反復(fù)比較試聽(tīng)，精心調(diào)整各個(gè)聲音比例參數(shù)，使現(xiàn)場(chǎng)觀眾有如在音樂(lè)廳中欣賞音樂(lè)的“包圍感”。此次演出的音樂(lè)作品大多是以大型交響樂(lè)隊(duì)演奏為主，加上電聲樂(lè)器及特色樂(lè)器的演奏，氣勢(shì)恢宏龐大，震撼力強(qiáng)。采用上述二次創(chuàng)作的技術(shù)手段，極大地提升了現(xiàn)場(chǎng)音樂(lè)的表現(xiàn)力，使觀眾“沉浸”在美妙聲音的“包圍”中。

藝術(shù)創(chuàng)作的靈感往往來(lái)源于靈光乍現(xiàn)的一瞬間，音響團(tuán)隊(duì)對(duì)于特殊效果聲的處理即是如此。在合成排練期間，當(dāng)畫(huà)面呈現(xiàn)，音樂(lè)旋律響起，會(huì)激發(fā)出創(chuàng)作靈感，增加原來(lái)音樂(lè)中沒(méi)有的特殊聲效元素，并利用多聲道揚(yáng)聲器的布局，用聲音構(gòu)建環(huán)境，達(dá)到錦上添花的效果。例如：在《東方的墨韻》中（見(jiàn)圖17），當(dāng)小船緩緩駛?cè)氘?huà)面時(shí)，在觀眾席四周的環(huán)繞效果揚(yáng)聲器中加入水聲元素，并通過(guò)多聲道的聲像移動(dòng)產(chǎn)生水流動(dòng)的效果;在頂棚環(huán)繞效果揚(yáng)聲器中加入鳥(niǎo)鳴聲，把現(xiàn)場(chǎng)觀眾帶入到遠(yuǎn)山近水、碧草藍(lán)天的情境中，有身臨其境的感受，充分體現(xiàn)了“綠色生活，美麗家園”的世園會(huì)理念。

在《月影的深情》節(jié)目中（見(jiàn)圖18），當(dāng)大雁從屏幕右邊飛入畫(huà)面時(shí)，同步加入了大雁的叫聲，運(yùn)用混響和聲像移動(dòng)，做出比較準(zhǔn)確的定位和飛向遠(yuǎn)處的距離感，很好地把音效和畫(huà)面感融為一體。

《綿長(zhǎng)的芬芳》（見(jiàn)圖19）是專(zhuān)門(mén)為絲綢之路所創(chuàng)作的節(jié)目，音樂(lè)的前奏是一段極具西域特色的優(yōu)美旋律，當(dāng)這段旋律響起時(shí)，在四周環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器里，聲聲駝鈴伴隨著駝隊(duì)緩緩行進(jìn)，運(yùn)用聲像移動(dòng)的處理，讓“駝隊(duì)”從左邊慢慢走來(lái)直到右邊慢慢遠(yuǎn)去，一幅“幽雅駝鈴蕩漾飛，琵琶橫笛夕陽(yáng)輝，黃沙戈壁荒蕪漠，綠野清泉茂盛肥”的畫(huà)面浮現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)觀眾的腦海中。

5結(jié)語(yǔ)

此次開(kāi)幕式的演出，雖然任務(wù)重，壓力大，但音響團(tuán)隊(duì)本著高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神，一絲不茍的態(tài)度，客服一切不利因素，在節(jié)目的細(xì)微處著手，從聆聽(tīng)感受和節(jié)目藝術(shù)創(chuàng)作上突破，圓滿地完成了這次重要的國(guó)事活動(dòng)，收到了非常滿意的效果。