數(shù)字音頻設(shè)備在大型廣場擴(kuò)聲中的應(yīng)用——以“大連國際服裝節(jié)”開幕式演出擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例

羅寶林

（北京第七九七音響股份有限公司，北京 100015）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)谖镔|(zhì)文化生活豐富的同時(shí)，不斷享受著數(shù)字廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)、（移動(dòng)）通訊和各種數(shù)碼音樂產(chǎn)品等數(shù)字化技術(shù)和產(chǎn)品帶來的方便和快捷。在專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)字音響取代模擬音響是現(xiàn)代大型擴(kuò)聲工程的重大變化。本文以第22屆“大連國際服裝節(jié)”開幕式演出擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，談數(shù)字音頻設(shè)備在大型廣場擴(kuò)聲中的應(yīng)用。

1 擴(kuò)聲系統(tǒng)概況、設(shè)計(jì)原則及指導(dǎo)思想

1.1 概況

第22屆“大連國際服裝節(jié)”開幕式演出集歌唱、舞蹈、服裝表演、民間踩高蹺等多種演出形式，表演者有國內(nèi)一線專業(yè)歌手、國際國內(nèi)服裝模特隊(duì)300人、群眾演員3000人，現(xiàn)場觀眾近萬人。開幕式場地設(shè)在露天廣場——大連星海廣場。廣場為圓型架構(gòu)，占地面積約60300 m2；晚會(huì)場地以廣場中央華表為中心，占地面積約32000 m2。場地分為A、B、C、D 4個(gè)表演舞臺(tái)，A區(qū)為演員主唱表演區(qū)，B區(qū)為綜合表演區(qū)（以副唱、舞蹈、民間踩高蹺等為主要表演內(nèi)容），C區(qū)為模特表演區(qū)，D 區(qū)為大學(xué)生歌舞表演區(qū)；觀眾席分為主席臺(tái)區(qū)、E區(qū)觀眾席、F區(qū)觀眾席等區(qū)域。音響調(diào)音控制臺(tái)位于E區(qū)觀眾席后高臺(tái)位置，可以俯瞰全場。圖1為揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖。

1.2 設(shè)計(jì)原則

（1）設(shè)備選用技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。

（2）音頻信號(hào)采用數(shù)字技術(shù)、光纖傳輸、模擬傳輸通道。

（3）保證主席臺(tái)、觀眾席聲場均勻、聲壓級(jí)足夠、語言清晰。

1.3 指導(dǎo)思想

（1）可靠性：全系統(tǒng)做到關(guān)鍵設(shè)備有備份、系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。

（2）先進(jìn)性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合擴(kuò)聲數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)采集、處理、傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)及主要設(shè)備處于領(lǐng)先水平。

（3）靈活性：以滿足現(xiàn)場擴(kuò)聲為主，兼顧電視臺(tái)錄制信號(hào)轉(zhuǎn)播的需要。

2 數(shù)字音頻擴(kuò)聲的必要性

近年來，運(yùn)用科技手段為大型文藝演出營造音響效果已成為常態(tài)，這要?dú)w功于數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展。在模擬音頻技術(shù)趨于邊緣化時(shí)，數(shù)字音頻技術(shù)必然成為現(xiàn)代大型演出擴(kuò)聲的主要應(yīng)用手段。

作為專業(yè)復(fù)雜的大型音響擴(kuò)聲工程，本場演出擴(kuò)聲工程若全部選用模擬設(shè)備，其工程量將無法想象，也會(huì)帶來各種弊端：

（1）模擬調(diào)音臺(tái)因信號(hào)輸入/輸出端口數(shù)量限制，至少需要32路以上的調(diào)音臺(tái)，為保證晚會(huì)的安全可靠，還需要另有1臺(tái)模擬調(diào)音臺(tái)作備份。

（2）因?yàn)橐謪^(qū)域擴(kuò)聲，進(jìn)行信號(hào)處理加工的周邊設(shè)備，如均衡器、壓限器、效果器、分頻器等也會(huì)增加。

（3）不能控制的模擬功放設(shè)備會(huì)使調(diào)控非常繁瑣。

（4）各種信號(hào)線纜、揚(yáng)聲器線纜數(shù)量巨大。

（5）音響工作人員數(shù)量會(huì)增加，工作量也會(huì)加大。

而使用數(shù)字音頻設(shè)備替換模擬音頻設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全可靠、性能優(yōu)越、調(diào)控簡單、設(shè)備減少、工作量簡化等優(yōu)勢。

3 數(shù)字音響系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1 數(shù)字音源

節(jié)目源是大型現(xiàn)場演出音源穩(wěn)定的關(guān)鍵，特別是有電視實(shí)況轉(zhuǎn)播的演出，其音響要與節(jié)目順序、播放時(shí)間同步。在本場演出中，音樂、歌曲與演員表演配合、同步播放，采用數(shù)字硬盤錄音機(jī)360SYSTEMS DR600可保證無延時(shí)讀取節(jié)目源，播放時(shí)間可自由設(shè)定，調(diào)播速度快，使上千個(gè)音頻片斷觸手可得；可隨時(shí)存取音響效果、音頻片斷等多達(dá)24小時(shí)。它有50個(gè)熱鍵，可在播放節(jié)目時(shí)便捷地創(chuàng)作發(fā)揮。

3.2 信號(hào)拾取設(shè)備

對(duì)于無線傳聲器的選擇，主要基于以下三點(diǎn)考慮：一是發(fā)射機(jī)載頻穩(wěn)定可靠，接收機(jī)具備跟蹤功能，能實(shí)現(xiàn)可靠接收；二是無線傳聲器的使用必須配合現(xiàn)代藝術(shù)演出需求；三是所選設(shè)備工作頻率必須符合國家無線電頻率使用的相應(yīng)規(guī)定，以免受外界頻率干擾。SENNHEISER 無線傳聲器系統(tǒng)以擴(kuò)聲拾音見長，在各大電視臺(tái)及一些國內(nèi)外重大活動(dòng)中均有使用。本場演出選用SENNHEISER SKM5200無線手持傳聲器，具有很高的聲音品質(zhì)，傳聲器音頭為紐曼公司高音質(zhì)、高性能KK105S電容音頭，并配以SENNHEISER EM3732接收機(jī)及SENNHEISER AD3700定向天線。

3.3 數(shù)字音頻處理

哈曼集團(tuán)旗下的數(shù)字音頻處理器Bss London BLU-160擁有優(yōu)質(zhì)性能、高靈活性以及開放式DSP處理結(jié)構(gòu)，是可擴(kuò)展的、高性價(jià)比的設(shè)備。本場演出擴(kuò)聲選用了4臺(tái)London Bss LCU 160數(shù)字處理器，預(yù)先設(shè)置JBL HLA4895三分頻大功率號(hào)筒式揚(yáng)聲器系統(tǒng)和JBL HLA4897號(hào)筒式超低揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分頻點(diǎn)，并通過計(jì)算機(jī)中HiQnet? system Architect v3.0或更高版本的軟件對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)配置、控制和監(jiān)測。

3.4 數(shù)字音頻功放

本場演出選用CROWN iT4000數(shù)字功率放大器共計(jì)72臺(tái)，在現(xiàn)場各個(gè)擺放揚(yáng)聲器系統(tǒng)的地方隨處可見，音響工作人員不一定能全部顧及。為此，選用D-Link DES-1024R網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接CROWN iT4000數(shù)字功率放大器的網(wǎng)絡(luò)控制端口，利用電腦操作HiQ Net軟件控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)音響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。HiQ Net軟件調(diào)試界面有輸入/輸出增益、圖示均衡、壓限、分頻等多種功能，而CROWN iT4000功放自帶鎖定功能鍵可以將調(diào)試好的程序鎖定，防止誤操作，真正做到音響系統(tǒng)的安全可靠。CROWN iT4000功放后面板不僅擁有模擬功放的輸入即LINE的L/R接口，還有AES數(shù)字音頻端口，可實(shí)現(xiàn)一路輸入控制二路輸出的功能，使信號(hào)線纜相對(duì)減少。演出現(xiàn)場的JBL 線陣列 VT4888全頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)和VT4882超低音揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分頻點(diǎn)，是由CROWN iT4000數(shù)字功放通過HiQ Net軟件預(yù)先設(shè)置完成的。

3.5 數(shù)字調(diào)音臺(tái)

數(shù)字調(diào)音臺(tái)的安全穩(wěn)定是保障整場演出的關(guān)鍵。演出選擇英國Soundcraft Vi6數(shù)字調(diào)音臺(tái)，從主機(jī)本地接口箱到調(diào)音臺(tái)再到舞臺(tái)接口箱，全部具有雙電源，其兩組電源一組取市電、另一組取自UPS在線電源，實(shí)現(xiàn)電源備份功能。通過本地接口箱的主備兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口PRYMARY（主要）與SECONDARY（次要）連接到兩臺(tái)數(shù)字調(diào)音臺(tái)，實(shí)現(xiàn)主、備控制功能。調(diào)音臺(tái)可通過3個(gè)頁面設(shè)置實(shí)現(xiàn)96路輸入（每個(gè)頁面32路輸入）、16路AUX輸出、16路GROUP輸出、16路MTX輸出等。除網(wǎng)絡(luò)控制接口、監(jiān)聽接口、對(duì)講接口，該調(diào)音臺(tái)還具有一般的LINE接口、MIC接口、MADI接口、AES接口，其輸入/輸出全部在本地接口箱和舞臺(tái)接口箱上實(shí)現(xiàn)，為簡化線纜連接提供了方便，且性能穩(wěn)定，大大提高了工作效率并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

本場演出中，通過Soundcraft Vi6數(shù)字調(diào)音臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)接口RJ45與主機(jī)本地接口箱的PRMARY網(wǎng)絡(luò)接口連接；從主機(jī)的MAIN光纖端口IN/OUT，利用光纖連接至舞臺(tái)接口箱的MAIN光端口IN/OUT，傳輸數(shù)字音頻信號(hào)；再從舞臺(tái)接口箱的LINE輸出端口（舞臺(tái)接口箱靠近功放區(qū)域以便節(jié)省連線）連接至數(shù)字處理器及數(shù)字功率放大器，輸送音頻信號(hào)給各區(qū)域功率放大器、揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場擴(kuò)聲，以及輸送音頻信號(hào)給電視轉(zhuǎn)播車進(jìn)行現(xiàn)場轉(zhuǎn)播。參見圖1。

4 揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分布

一般體育場館經(jīng)常用于體育比賽或群眾集會(huì)，因而對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)的基本要求是要保證語言擴(kuò)聲的可懂度（或清晰度）。這看似簡單，但在實(shí)施中要真正實(shí)現(xiàn)并非易事。相對(duì)本場演出擴(kuò)聲而言，背景噪聲級(jí)的增大是無規(guī)律的，在擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)予以充分考慮。

本場演出揚(yáng)聲器系統(tǒng)的選型首先要考慮到演出場地——星海廣場的特殊性，其聲場不等同于現(xiàn)代體育場館有建筑容積、建筑聲學(xué)環(huán)境的包容性聲場。星海廣場的聲場是純露天沒有任何遮擋的擴(kuò)散聲場，要求揚(yáng)聲器系統(tǒng)應(yīng)具有指向性好、特性靈敏度高和能給出大聲壓級(jí)。根據(jù)聲場環(huán)境及WH/T18-2003《演出場所擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行揚(yáng)聲器系統(tǒng)選型。最終選用4只NEXO PS15揚(yáng)聲器系統(tǒng)用于D區(qū)演員補(bǔ)聲；選用8只NEXO PS15揚(yáng)聲器系統(tǒng)用于A區(qū)演員返送；選用4只JBL VT4888揚(yáng)聲器系統(tǒng)用于候臺(tái)演員監(jiān)聽；選用2只JBL VT4888和1只JBL VT4882組成一組揚(yáng)聲器系統(tǒng)，共20組，用于主席臺(tái)和E、F區(qū)觀眾擴(kuò)聲；選用2只JBL HLA4895和1只JBL HLA4897組成一組揚(yáng)聲器系統(tǒng)，共8組，用于C、D區(qū)演員返送。圖2為本場演出揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖。

體育場館大型演出揚(yáng)聲器系統(tǒng)布局基本上有兩種方式，即分散式布局和集中式布局。與分散式系統(tǒng)相比較，集中式方案對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的功率、靈敏度、指向性等方面有更嚴(yán)格的要求。

本場演出采用分散式揚(yáng)聲器系統(tǒng)布局，原因如下：

一是考慮到舉辦方的意見，舞臺(tái)的背景效果已經(jīng)負(fù)責(zé)人審定，中間區(qū)域不能吊掛線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)。二是由于與觀眾席造成的聲場特性問題。舞臺(tái)背景兩只大屏幕遠(yuǎn)端兩側(cè)跨度近140 m，且距離主席臺(tái)中央?yún)^(qū)域超過100 m，加之觀眾席為半圓形環(huán)境座位。這造成其聲場特性的主要問題如下：

（1）聲音外溢對(duì)附近地區(qū)造成噪聲污染，揚(yáng)聲器系統(tǒng)集中式布局相對(duì)分散式布局，聲音外溢要高出很多分貝，這會(huì)使得兩側(cè)距離集中式揚(yáng)聲器系統(tǒng)較近的觀眾感覺聲音很燥。

（2）在中央表演集體舞的大學(xué)生演員相對(duì)較零散，集中式布局不利于他們聽到返送聲；大片的草場空地和水池，使場內(nèi)存在長延時(shí)的反射聲，集中式布局會(huì)使距離較遠(yuǎn)的觀眾尤其是主席臺(tái)中央?yún)^(qū)域的觀眾會(huì)感覺聲音發(fā)飄、不聚實(shí)。

揚(yáng)聲器系統(tǒng)分散式布局的優(yōu)點(diǎn)是：易實(shí)現(xiàn)聲學(xué)特性指標(biāo)，亦即對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)要求相對(duì)較低而可選擇的范圍大；揚(yáng)聲器系統(tǒng)易進(jìn)行分區(qū)控制；揚(yáng)聲器距觀眾座席較近、直達(dá)聲較強(qiáng)，有利于提高語言清晰度。缺點(diǎn)是聲音到達(dá)觀眾席的時(shí)間順序不易控制，可能存在多聲源的聲場干涉；揚(yáng)聲器系統(tǒng)使用的數(shù)量較多，相應(yīng)的連接線材也較多。采用分散布置的主要原因不單是為了加強(qiáng)直達(dá)聲比例，還因?yàn)檫@樣可以控制水面反射聲的干擾，提高在較長混響時(shí)間條件下的擴(kuò)聲語言清晰度。揚(yáng)聲器系統(tǒng)具體布局參見圖2。

5 廣場擴(kuò)聲的聲學(xué)環(huán)境

要保證廣場擴(kuò)聲的音質(zhì)效果，其聲學(xué)環(huán)境非常重要。眾所周知，體育場館擴(kuò)聲最終的聲音效果是建聲與電聲綜合效果的體現(xiàn)。我國體育館行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出了各類型體育館的建聲與電聲的技術(shù)參數(shù)和測量方法等，可供體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)使用。需要指出的是，標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中所給出的參數(shù)值是最低要求，因而，在設(shè)計(jì)中必須留有余量。另外，大多數(shù)體育場觀眾席上方帶有雨篷，存在反射聲，雖然體育場是非封閉空間，但在設(shè)計(jì)中也不能簡單地以自由聲場對(duì)待，這是不容忽視的。

在本場演出前兩天彩排時(shí)，音響設(shè)計(jì)人員對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。參見圖2，對(duì)于主席臺(tái)及E、F觀眾席區(qū)域，因觀眾后臺(tái)有背景裝飾圍板，使用2+1的形式組成點(diǎn)陣列，以20組揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)聲。觀眾區(qū)域前后相差15 m，加之前排觀眾與揚(yáng)聲器系統(tǒng)6 m左右的距離，從主觀聽感來講，語言較清晰、聲場較均勻、音樂力度表現(xiàn)也很好。

而對(duì)于覆蓋D表演區(qū)的聲音，以6組揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)聲。在主觀聽感上，聲音有力度，但發(fā)渾、層次不清，尤其是在現(xiàn)場中心地帶的A表演區(qū)會(huì)感覺聲音有多重延時(shí)。考慮到揚(yáng)聲器系統(tǒng)不同點(diǎn)位的布置，以主席臺(tái)中心區(qū)為基點(diǎn)向兩側(cè)延伸，調(diào)整JBL HAL4895與HAL4897揚(yáng)聲器系統(tǒng)的各點(diǎn)位置，大致分成4組點(diǎn)位差，利用London Bss LCU 160數(shù)字處理器調(diào)整各點(diǎn)位的延時(shí)時(shí)間，相距增加0－30 ms－50ms－80ms延時(shí)；利用Soundcraft Vi6數(shù)字調(diào)音臺(tái)中的延時(shí)功能，調(diào)整A表演區(qū)的NEXO PS15 揚(yáng)聲器系統(tǒng)延時(shí)至200 ms；利用VT4888揚(yáng)聲器系統(tǒng)調(diào)整大屏幕后候臺(tái)演員的監(jiān)聽延時(shí)至280 ms。至此，兩個(gè)區(qū)域的聽感效果得到明顯改善，語言和音樂都很清晰。

本文通過分析大型現(xiàn)場擴(kuò)聲中數(shù)字音頻設(shè)備的控制、連接和揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲場布置，論述現(xiàn)代大型擴(kuò)聲系統(tǒng)中數(shù)字音頻技術(shù)替代模擬音頻技術(shù)的必要性，并介紹相關(guān)的數(shù)字設(shè)備技術(shù)。文章沒有涉及具體技術(shù)方案，其不妥乃至錯(cuò)誤之處，希望業(yè)內(nèi)同仁批評(píng)指正。

［1］陳建華.工作體育館擴(kuò)聲系統(tǒng).電聲技術(shù)，1991（2）

［2］體育場館擴(kuò)聲的若干原則.http://ca001.com/bbs/thread-2419-1-1.html.2002.5.31

［3］WH/T18-2003.演出場館擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)

［4］關(guān)于現(xiàn)代體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)討論.http://www.ecchn.com/20070128ecnews7578311.html.2007.1.28