水景景觀音響創新解決方案

梁慎謙

（三基音響企業集團，廣東 東莞 523000）

1 水景景觀與音響

自古以來，人類與水就有著息息相關、密不可分的特殊關系。人們在生產生活中巧妙地使用水、盡情享受自然界的饋贈；在自然界中，各種形態的水或給世界增添生機、營造美境，或給人類帶來危機與災難。水，也可以成為一種景觀，它從宏觀上可分為自然水景觀和人工水景觀，前者包括江河、湖泊、池沼、泉水、瀑潭等風景資源，后者是人類將水巧妙轉化而成的各類“水景”。本文主要針對人工水景景觀論述。

“水景”的天然屬性，注定其必須是一個可持續發展的行業。隨著國家經濟的發展及人們生活質量的改善，“水景”行業將有一系列的演變：水景設計及建造技術不斷提高、深入，規劃更為合理，藝術創意和技術支撐的地位愈發重要。單純的應景式以噴泉為主的“水景”景觀將逐步淡出。人類親水的天性將被充分釋放，除了對水景的單純欣賞，使游人貼近水景、親身體驗、參與互動，將成為“水景”景觀未來發展的重要表現方式與內容。

流動的音符與舞動的燈光，為“水景”賦予了靈性和情感。借助音樂和燈光的變化產生視聽沖擊，進一步展示水體的活力，增強了“水景”的藝術表現力，拓展了“水景”渲染力、及其需求與發展的空間，這些元素注定“水景”行業也將迎來一個嶄新的發展。“水景”離不開聲、光、電等視聽技術手段的融合與有力支持，專業音響技術和解決方案是其關鍵重要的一個方面（見圖1）。

圖1 “水景“之聲、光、電融合

2 水景音響創新解決方案

面對“水景”行業的需求和未來趨勢，專業音響領域涌現了一些創新的解決方案。

2.1 演出級全天候、防水解決方案

用于“水景”的音響須具備全天候防水保護及在戶外惡劣環境使用安全性等特殊性能，能防止雨水、大浪、或強濺水進入設備。目前業界如“貝塔斯瑞”品牌的T-Line防水級別線陣列演出音箱按照國際等級標準進行設計， 防塵、防水可達IP46。圖2為T-Line防水級別線陣列。點，對“水景”具有很好的適用性。圖3為聲引擎水平指向性圖示，圖4為聲引擎垂直指向性圖示。

圖2 T-Line防水級別線陣列

2.2.1 聲波傳輸公式和輔音清晰度公式驗證

聲壓與距離的計算如下：

聲引擎單只的靈敏度為：116 dB/1 m·1 w

額定功率：70 W

測得：

SPL（單只、100 m）=94.5 dB SPL（8只、100 m）=103.5 dB

圖5 為dB100聲引擎線陣產品照片。

聲引擎重點考慮人的聽覺特點，清晰度是關注的首要指標。

下面是從基本理論出發梳理的重要的數學關系式。

Peutz，公式

輔音清晰度損失率百分比公式，由荷蘭Peutz先生1978年首先提出，是Peutz歷經10年研究實踐的結果。其后，該公式由后人作了小的修正。

在 D＜3.5Dc

圖3 聲引擎水平指向性

圖4 聲引擎垂直指向性

2.2 廣域水面超遠程擴聲系統解決方案

針對水景水域超遠等場合，音頻生產廠家對線陣列音響進行了一系列定向性開發與研究，包括：音箱材料在溫度、濕度、抗腐蝕性、材料強度、材料聲特性的研究；遠距離聲傳輸特性及有效信息聲能傳播研究；安裝、維護、后期工程等對安裝與使用的人機工程等研究。

由此，研發生產的使用特性適合廣域水面超遠程的“聲引擎”系列產品具備高聲壓、遠距離、小體積特

圖5 dB100聲引擎線陣產品照片

其中，

%ALcons——輔音清晰度損失率；

D——聽音人與最近揚聲器的距離（m）；

T60——房間的混響時間（s）；

N ——對聽音人而言，房間內相等功率源的數量；

V—— 房間容積（m3）；

Q——最近的揚聲器的指向性因數；

A——試聽者因數，聽音人不同所造成的誤差，其范圍自1.5%到12.5%，其中1.5%為最佳聽音人的因數。

T60是基于1 kHz到2 kHz之間倍頻程內所測得的數據。

在 D＜3.5Dc，輔音清晰度損失率成為常數

輔音清晰度損失率和語言可懂度的關系如下：和小于10%，語言可懂度非常好；

和在10%和15%之間，語言可懂度尚可接受；

和大于15%，語言可懂度很差，不能接受。

“聲引擎”還具有遠距離、高清晰度、高保真的特點，非常適用于“水景”擴聲。

2.2.2 “聲引擎”系統測試

表1是由中國電子科技集團公司第三研究對室外系統所測得數據。

表2為便攜式聲引擎測試記錄。

從表中數據可以看出，在1 000 m處，便攜式 “聲引擎”語言傳輸指數可達0.6，語言清晰度指數達0.6，詞語可懂度在84%。而“聲引擎”線陣列的數據更為理想，在1 000 m的距離依然能夠清晰地聽到其發出的聲音，詞語可懂度在85%。

2.2.3 主觀聽音評估

中國電子學會聲頻工程分會組織有關專家，在野外環境下對系統進行了主觀聽音評價。聽音專家給出的綜合意見是：

（1）在廣域水面范圍內，聲音清楚、音質好；

（2）便攜式聲引擎使用方便；“聲引擎”線陣列定向擴聲系統用于緊急情況下無需額外增加電源。

（3）在同樣聲壓狀態下功率消耗低，符合環保節能要求。

表3為對便攜式“聲引擎”主觀聽音評估數據。

表4 為對“聲引擎”線陣列主觀聽音評估表。

2.3 多點、多區、多景情況下的移動、網絡式解決方案

就“水景”而言，與景觀結合而構成多點、多景、多區、大范圍的景區系統，在現今社會早已常見。而傳統音頻系統對此種大景區系統的支持從土木工程、多工種配合、多媒體交叉互動、分控與聯控等問題一直是一個瓶頸，往往帶來極大的設計與協調壓力。

表1 聲引擎線陣列系統測試

表2 便攜式聲引擎測試

表4 “聲引擎”線陣列主觀聽音評估表

三基音響企業集團推出的istream IP移動通訊管理系統是一個較好的解決方案，基于廣泛的IP網絡技術，不僅在音頻，同時也融合了信號控制技術，輕松突破傳統系統的限制，解決了多信號統一的難題，非常易于搭建一個智能化、高便捷、強擴展、多融合的信號支持系統。圖6為istream系統的信號傳輸原理圖。

2.4 全景式多點、多角度聲源的信號分配及處理方案

就業界的發展而言，“水景”有往高端、專題發展的趨勢。如澳門“水景”表演《水舞間》、深圳歡樂海岸“水景”表演《深藍秘境》兩檔節目，均是聲、光、電集大成的作品。此類節目的一個顯著特點是信號及信號處理量巨大。音箱布置為多點位、多角度來滿足劇情要求、空間方位感等現代藝術表現形式，加之現代音響技術的發展，全新的類似“3D”音響技術的成型，給觀眾帶來了嶄新的聲表現方式。

由此也將促進兩個方面的發展：

硬件技術：多通道音頻信號的分配及處理；

軟件技術：多通道音頻信號的制作及處理。

圖7為 “3D”音響技術信號及分配處理示意圖。

圖6 istream系統的信號傳輸原理圖

圖7 信號及分配處理（示意圖）

圖8 水及水的載體觸摸

2.5 互動過程傳感信號處理方案的實現

如何利用新的參與方式讓科技貼近、融入人們生活、體驗、雙向互動，是“水景”的一個重要發展課題。

互動方式是多樣化的，如水及水的載體觸摸、光柱隔斷等，可以設計出很多新的內容。通過傳感信號，并進行信號的處理與加工后，利用聲、光、電手段，表達出豐富的內容，產生樂趣，激發想象，寓教于樂，是世界“水景”的發展趨勢和方向，國內“水景”的發展也不例外，且前景見好。圖8 為水及水的載體觸摸圖。

小結

隨著水景景觀和“水景”行業的深入發展，專業音響燈光將面臨越來越大的融合需求與發展空間，這注定專業音響在“水景”行業也將迎來更大的發展機遇。如何滿足和引導市場需求，服務藝術創意和用戶體驗，研發具有針對性、個性化的專業音響系統，推出創新解決方案，是值得有關廠商和業內同仁思考的重要課題。廠商秉著嚴謹認真的態度，發揮國際研發團隊優勢、著力于“水景”音響產品的研發、設計、生產，并細心安裝調試、積極組織客戶技術培訓，是其在“水景”行業迅速發展的有力保障，也是在激烈的競爭中贏得更大市場的制勝法寶。