多功能報告廳聲光電系統(tǒng)數(shù)字化建設

馬寧 仝培周 王克明

摘要：多功能報告廳的功能應用趨勢更加多元化，企業(yè)的多媒體會議廳、大學院校的多功能報告廳、企事業(yè)單位的多功能會議廳等。本文以以東北大學渾南校區(qū)圖書館多功能報告廳為例，從燈光照明系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)等方面介紹了現(xiàn)代化綜合性多功能報告廳的數(shù)字化建設理念。

關鍵詞：多功能報告廳;舞臺燈光系統(tǒng);舞臺擴聲系統(tǒng);舞臺視頻系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）11-0206-03

1 項目概況及功能定位

東北大學圖書館多功能報告廳是展現(xiàn)學校師生風采的窗口，是東北大學渾南校區(qū)的標志性建筑之一。報告廳是一個以大型會議為主要形式的室內(nèi)活動場所。可滿足中小型音樂演唱會、綜藝歌舞晚會和大型會議、學術報告、頒獎典禮等的多功能需求。其中整個音響系統(tǒng)的主要是保證觀眾席內(nèi)的聲壓級、語言清晰度、聲場均勻度滿足指標要求，同時適應更多樣化的使用功能。

本工程主要針對會議和文藝演出等多功能的定位，舞臺燈光和舞臺音響系統(tǒng)是突出側重的部分，尋求最佳擴聲形式和系統(tǒng)配置，同時兼顧系統(tǒng)對多種使用功能模式的適應能力和管理使用的簡便。作為高標準高起點的文化設施，其建筑、舞臺設備和音響系統(tǒng)達到國內(nèi)廳堂指標一流標準，同時滿足文藝演出類聲學一級指標，充分體現(xiàn)先進性、科學性，其高品味的藝術表現(xiàn)使觀眾能享受到高標準的藝術氛圍。

2 舞臺燈光系統(tǒng)

本項目多功能報告廳，燈光系統(tǒng)自身使用的舞臺專業(yè)燈光系統(tǒng)，滿足專業(yè)會議照明，設計回路達到了承接國際級專業(yè)演出團隊使用的擴展需求。整體調(diào)光回路、直通回路均由一定數(shù)量預留，并平均分散在舞臺上空，舞臺地面，側天橋等位置。信號回路采用數(shù)字RJ45與傳統(tǒng)DMX512相結合的連接方式，滿足將來系統(tǒng)擴展升級的需求;燈光系統(tǒng)，包括：舞臺專業(yè)燈光系統(tǒng)滿足獨立控制和集成控制的需求。燈光平面分布見圖1所示。

2.1 燈光系統(tǒng)設計

（1）照度值：舞臺平均白光照度大于1400Lux;觀眾廳平均白光照度大于300Lux;（2）色溫：常規(guī)燈具3200K，特效燈具4700K-6000K;（3）顯色指數(shù)：Ra>92。

2.2 燈光系統(tǒng)設計概述

（1）總配電系統(tǒng)。調(diào)光柜室配電開關柜用電量：Pe=96*2* 3kw=576kw（實際允許最大輸出功率系數(shù)為0.4）、Kx=0.4、Pjs=230KW。（2）調(diào)光柜室。供電均為單回路～380VAC/220VAC（50Hz，L1、L2、L3、N、PE）電源和1歐姆的接地線，硅室獨立接地。低壓配電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)。舞臺燈光系統(tǒng)的外線引入動力電源和開關柜由動力配電室引入到調(diào)光硅柜室，相對獨立，避免干擾。96路3KW調(diào)光立柜散熱、通風：控硅工作時會散發(fā)出大量的熱量，為了保證硅的正常工作，硅室裝有空調(diào)系統(tǒng)和通風設備。由于喀納斯氣候特點，重點保證冬季溫度偏低的因素。硅柜室設備工作溫度為：15°～28°，濕度為：25%～85%，散熱量=92KW。（3）舞臺燈光控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)具有可靠、安全及可擴展的特性;系統(tǒng)的設備、設計、施工、選材等符國家標準及行業(yè)規(guī)范;系統(tǒng)控制實時冗余追蹤備份，接線方式采用TN-S。

3 擴聲系統(tǒng)

3.1 驗收指標主觀評價目標

根據(jù)功能使用不同，擴聲系統(tǒng)的作用不同，本項目語言清晰度、音樂飽滿度、明晰度達到一級要求;同時使舞臺和觀眾席的音質(zhì)質(zhì)量得到提高;有需要修飾的人聲和樂器聲用電聲的方法作適當處理，簡化了技術繁雜的操控步驟。

3.2 擴聲系統(tǒng)聲學特性及指標標準

依據(jù)報告廳使用功能要求，音響擴聲系統(tǒng)聲學特性指標按照國家標準GB 50371-2006《廳堂擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》[1]，采用文藝演出類擴聲系統(tǒng)聲學特性一級指標來設計報告廳音響擴聲系統(tǒng)。如圖2所示。

3.3 計算機聲學模型輔助設計

（1）計算機輔助設計分析。該項目在方案設計初期，選用計算機輔助軟件模擬設計，采用CAD建模，了解模型精確度對運算結果的影響，從而提高模型的近似度，以此來提高運算結果的精確參考性。東北大學圖書館報告廳Soundvision建模圖3所示。

（2）設置模型參數(shù)。參考《環(huán)境聲學基礎》等相關聲學參考資料中的吸聲系數(shù)表，以及報告廳的相關圖紙，按常規(guī)設置舞臺開口材料，最終模型的混響時間的頻率特性應符合預先設定的值。混響時間頻率特性及混響比滿足JGJ57-2000《大劇院建筑設計規(guī)范》[2]，JGJ67-2016《辦公建筑設計規(guī)范》[3]中的要求，確保了利用該計算機模型進行輔助設計的最終結果的可參考價值。

（3）全場聲壓級分布。前排中軸直達聲聲壓級：不記權113.52，A記權107.33dB;后排中軸直達聲聲壓級：不記權107.86，A記權103.92dB（見圖4所示）;左右（含聲像）主擴揚聲器聲壓級分布（見圖5所示）[4]。

3.4 擴聲系統(tǒng)組成說明

擴聲系統(tǒng)主要由數(shù)字調(diào)音臺、數(shù)字功放、揚聲器、話筒、音源、音頻處理等設備構成。系統(tǒng)的數(shù)字組成：系統(tǒng)主要設備數(shù)字音頻處理系統(tǒng)采用數(shù)字一體化設備，具有數(shù)字網(wǎng)絡接口，可在控制機房進行遠程監(jiān)控。音頻處理系統(tǒng)采用數(shù)字調(diào)音臺。信號傳輸提供了專用的舞臺接口箱，通過光纖、MADI傳輸至控制室及功放機房;功率放大器采用了數(shù)字網(wǎng)絡型功率放大器，滿足遠程監(jiān)控功率放大器工作狀態(tài)，通過采用數(shù)字功率放大器內(nèi)部集成的DSP音頻處理功能實現(xiàn)對擴聲揚聲器組點對點的音頻信號控制處理，及監(jiān)控。在多功能報告廳相應位置內(nèi)分別設置各類信號接口，以便必要時接入相關設備。音源、話筒設備選用一線品牌，滿足報告廳各類活動的需要[5]。

4 視頻系統(tǒng)

視頻系統(tǒng)主要用于現(xiàn)場演出同步舞臺全景錄像拍攝、資料保存、切換大屏幕或投影機視頻信號源等功能;配置了3臺高清拍攝攝像機，安裝于控制室觀眾區(qū)中心位置和觀眾區(qū)上下場門上方，并配置專用的云臺及控制設備，對攝像機焦距、拍攝位置控制的需求;配置了1套多格式視頻矩陣切換器，以滿足將不同視頻源信號匯總、舞臺接口箱預留信號匯總、高清攝像頭信號矩陣切換的功能[6];多格式矩陣切換器，由1臺不少于24路輸入16路輸出的矩陣機箱和專用的具備DVI＼HD-SDI＼VGA＼YPBPR等不同格式輸入輸出的板卡組成;本系統(tǒng)輸入段配置4路模擬板卡、HD-SDI板卡、DVI板卡;輸出端配置DVI輸出;配置5套HD-SDI光傳輸用于連接高清攝像機至矩陣切換、另外2臺用于將觀眾區(qū)前排側墻綜合接線箱預留的HD信號傳輸至矩陣使用;另外2臺用于將視頻信號傳輸至投影機和LED顯示系統(tǒng)使用;配置4套DVI光傳輸器（自動讀取EDID），其中2套用于將預留在后舞臺側墻的DVI信號傳輸至矩陣，另外2套用于將視頻信號傳輸至投影機及LED顯示系統(tǒng);（投影機位置可做預留插口）配置1臺視頻導播臺，用于視頻信號源信號在現(xiàn)場演出中無縫切換使用;同時視頻導播臺也可以將多路視頻源信號送至非線編輯系統(tǒng)進行資料留存;配置1套apple個人版非線編輯系統(tǒng)，系統(tǒng)由1套Final Cut Pro 6視頻編輯軟件、2塊視頻編輯卡和1臺apple工作站電腦組成;高清投影機，配置3臺不低于27，000ANSI流明（29，000中央）機器采用4.5kW燈泡，對比度不少于2000：1（全開/關），顯示技術類型為3片式1.38" DMDTM，默認分辨率不低于4K（4096x2160），投影機配置疝氣燈泡;輸入標準信號不少于2x3G HD-SDI板載、2x3G HD-SDI輸入卡、2xHDMI 1.3板載（物理DVI-I連接器）[7]。

5 結語

綜上所述，該報告廳的聲光電設計、設備配置、數(shù)字化建設方面，不僅保證了較高的語言清晰度，也為聽眾營造了舒適輕松的氛圍。但隨著科技發(fā)展的步伐，將來人們會對綜合性多功能廳提出更高更多的要求，望本領域的工作人員精益求精，為多功能廳的建設提出更好的方案。

參考文獻

[1] GB50371-2006，廳堂擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[2] JGJ57-2000，大劇院建筑設計規(guī)范[S].

[3] JGJ67-2016，辦公建筑設計規(guī)范[S].

[4] WH/T 18-2003，演出場所擴聲系統(tǒng)的聲學特性指標[S].

[5] WH01-93，擴聲系統(tǒng)的聲學特性指標與測量方法[S].

[6] GB/T 50356-2005，禮堂、電影院和多用途大劇院聲學設計規(guī)范[S].

[7] GB/T14476-93，客觀評價廳堂語言可懂度的RASTI法[S].