如何獲得均勻一致的音頻覆蓋？

Pat Brown

房間聲音怎么樣才算得上“正確合適”？聽音者的音樂品味千差萬別，對這個問題的見解也可能大相徑庭，非常主觀。不同的見解會對成本和聽音體驗產生重大的影響。

好在我們并不是只能憑主觀去評判房間聲音。大型房間需要安裝聲音系統，我們有比較普遍適用的性能標準去做評判。所有成功的聲音系統必須滿足以下標準：

（1）為所有聽音區提供均勻的聲音覆蓋；

（2）達到失真點之前的響度要足夠大；

（3）在發生聲反饋之前響度要足夠大；

（4）聲音容易辨認；

（5）足夠清晰地、高保真地實現音源擴聲。

我稱這些為“5大標準”。評價聲音系統的標準有無數條，但這五條卻是硬性標準，是不可或缺的。無論系統的設計方案如何，如果它不能滿足5大標準，擴聲就一定會不斷出現問題。

判斷現有聲音系統是否符合五大標準的最佳途徑就是聽眾。聽聽他們的意見。他們的抱怨能反映出系統是否違反了五大標準，比如“我坐那兒聽不見”，“系統怎么老嘯叫？”，還有“我聽不清它說什么”等等。

這些問題歸根結底，大都因為系統的傳感器不合格。傳感器是變換能量形式的設備。在聲音系統中有兩種傳感器：話筒和揚聲器。

話筒把聲音能量轉換為電能。電信號在系統電子元件之間傳輸，到達揚聲器，然后揚聲器把電信號轉換回聲音信號。聲音信號再通過空氣傳播，被人耳接收。

電子信號和聲音信號對系統運作都是至關重要的。顯然，其中一方有缺陷，會導致另一方變得非常糟糕。傳感器從來都是信號鏈路中最薄弱的一環，要牢記這點。

相較于話筒，人們更舍得把錢花在揚聲器上。揚聲器的重要性僅次于直接決定空間聲音性能表現的房間聲學，所以，我們必須掌握一些選擇和定位揚聲器的基本原則。

這些原則的目的在于幫助你甄別厘清周圍各式各樣的觀點。它們是一般性的原則，但站得住腳，經得起時間的檢驗。

性能的限度

給禮堂配置揚聲器有兩個關鍵要素——選型和位置。它們的重要性相當——在選擇揚聲器、擺放好揚聲器之后，聲音系統性能的限度就成立了，“5大原則”開始發揮效用。

另外，大多數聲音系統常見的問題都可以歸因到揚聲器上。可惜，我們并不能通過電子元件來有效地解決由于不恰當地選擇、安裝揚聲器所引發的問題。

假設有人走進場地問“我坐在哪里才能聽到最好的聲音？”理想的回答是：“哪兒都一樣，隨你喜歡。”固定安裝聲音系統應該為所有坐席提供盡可能均勻的聽音覆蓋——可不能為了讓后排聽眾聽清聲音而把前排聽眾的耳朵給震聾了。

檢查覆蓋最好的辦法，是用耳朵去聽系統播放出來的語音。別老拿著聲級計走來走去測量覆蓋面，浪費時間。因為聲級計顯示的是給定位置的總體聲場電平。但是聽音者需要的卻是早期聲能，這個要用特殊的儀器才能測量出來。

所以，檢查覆蓋最好的做法是，播放你不熟悉的音軌，然后到處走動聽一聽。

對揚聲器的要求和對舞臺燈光的要求相似（只是它們的作用方向相反）——由于燈光比聲音更直觀可見，我們可以拿燈光舉例做說明。

舞臺燈具的用途在于為舞臺特定區域打燈光。影響覆蓋的兩個變量是距離和覆蓋角度（我們稱之為指向性）。指向性越高，覆蓋越集中。揚聲器的指向性和物理體積有關；所以，體積越大的揚聲器，指向性越高。這和品牌或者價格沒有關系——這點很重要。

一般而言，揚聲器離聽眾越遠，指向性必須越高。

觀察并權衡

想要直觀體會指向性，你可以拿手電筒往墻上打燈。然后前后來回走動，觀察發生的現象。揚聲器的聲音也有類似這樣的作用。

如果你的手電筒有聚光的功能，你還可以觀察并在高聚光燈光（高指向性）和大覆蓋面燈光（低指向性）之間做權衡。

如果你想把燈光限定在墻面的某個區域，那么你離墻面越遠，你就越要增強燈光的指向性。這是一條物理定律。攝影師要遵守這條定律，燈光設計師也要遵守這條定律，它甚至會影響你澆灌草坪的方式。

燈光設計師在距離和覆蓋角度之間做權衡，保證給必要的對象打好燈光的同時，盡量避免燈光誤打到觀眾區。

揚聲器的功用也一樣，兩者區別只有一個，就是揚聲器的目的是為了“照亮”觀眾區，而不是舞臺。音響系統設計者和燈光設計師一樣，都需要處理這兩個變量——指向性和距離。揚聲器離聽眾的距離越遠，它的指向性就應該越強，避免波及聽音區之外的區域。

可以說，在許多場地（比如教堂）里，音箱距離聽眾都比較遠，所以必須采用指向型揚聲器。這也意味著，音箱的物理體積必須足夠大，因為揚聲器的指向性一般和物理體積成正比。

如果建筑師或場地管理處要求揚聲器必須安裝在某個位置，那么他們也就間接地確定了揚聲器需要具備的物理特性。比如，如果揚聲器必須安裝在某個大房間的天花板附近，那么揚聲器的物理體積要足夠大，才能在如此遠的距離之外對聽音區完成恰當的指向。如果揚聲器放得更近，那么一般它的物理尺寸就需要減小，因為更近的位置所需的指向性較弱。如果建筑師想要在一個大的場地中把小型音箱裝到遙遠的天花板附近，那這個場地的擴聲永遠糟糕透頂。

音響工程師的職責是評判哪些安裝地點有利于產生均勻的和有指向性的聽音覆蓋面。這決定了揚聲器需要具備的指向性，指向性又決定了揚聲器的大小。一個好的系統設計師會考量是以靠近聽音區的小揚聲器，還是遠距離的大揚聲器，去形成覆蓋面。

客戶的職責是，在綜合考慮了成本、美學和其它因素之后，決定可行的方案。一旦決定了方案，建筑師就要想辦法在不影響音箱運作的條件下，把音箱美觀地融入建筑中（求求你們不要把音箱放到槽腔里！）

流程復雜化

上文所述流程看起來很簡單，是嗎？事實并非如此。有兩種情況會讓音箱選型和定位工作變得復雜：

1） 在不同頻段，指向性特征差異巨大。也就是說指向性與“頻率相關”。所以，適用于低音單元（低頻段）的定位可能并不適用于高音單元（中高頻段）。

2） 如果兩只揚聲器的安裝位置比較相近，它們會產生一種完全有別于直覺預期的指向性。比如，人們常常并列擺放兩只揚聲器，以求獲得更寬的覆蓋面。

但實際上，這會縮小揚聲器在某些頻響范圍內的覆蓋面。還可能造成干擾，導致某些聽音區出現“音頻丟失（drop out）”現象。

很多聲音系統性能表現不佳，很可能就是因為人們憑直覺安裝揚聲器，毫不顧及多個聲源之間的聲互作用。不管你想不想要，揚聲器一旦緊挨著安裝，它們就形成了陣列。陣列的運作很復雜，需要經過精心設計才能產生如意的結果。

和其它工程問題一樣，如何選擇、定位揚聲器也需要經過多次的權衡。要改進性能的某一方面，就要降低另一方面的水準。舉個例子，如果要通過增加音箱數量來覆蓋更多的觀眾席，就可能會降低其它位置的聲音質量。

運用一些強大的工具

好在我們并不是只能靠運氣或者直覺來選擇、定位音箱。我們可以運用一些工具提前評估性能。

有些強大的電腦建模程序可以繪制聽音區的聲覆蓋圖（如Community獨家EASE？ Focus 3聲音系統建模軟件），幫助系統設計師做評估和權衡。這些程序還可以模擬不同音箱之間的互作用，幫助我們優化陣列設計。

不過，你們可能沒有這些程序。有些程序非常昂貴，獲取后還需要經過長時間的困難學習才能掌握這些程序——用戶知識有限，這些程序的效用也會受影響。總之，選擇和定位揚聲器需要裝備好工具、積累了足夠的經驗才能勝任。

音頻系統顧問是僅次于聲學顧問的重要人物。成功的專業人士一生都在研究他們的行業，他們的投入能給項目帶來巨大的價值。

有些小型聲音系統工程可以從設計建筑承包商那獲益。但一定要確保承包商擁有必要的測量工具和預測工具來評估房間的聲學，預測目標聲音系統的響應。

另外，請騰出時間去看看承包商做過的同類項目，包括演出應用場景和建筑空間固定了的應用場景。聽聽那些聲音系統，找技術人員聊聊。參加一兩場活動，評估一下聲音質量，尤其是語音清晰度。

有些應用場景從始至終聽音效果都不錯，而有些卻從來沒有好的表現。區別就在于規劃。應該遵循有資質的音頻顧問和承包商的意見來選擇合適的揚聲器并實施安裝。

在那之后才是給他們提供滿足“5大原則”所需要的活動范圍和預算。