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當前我國劇院類音頻系統的設計概要
發布時間:2017-1-17 21:03:43   瀏覽次數:
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隨著我國經濟的迅猛發展、綜合國力的大大提高以及精神文明建設的逐步深入,人民群眾在精神文化方面的需求也越來越高,文化生活已成為我國普通百姓生活中不可或缺的一部分。在這種大的背景環境之下,滿足精神文化需要的各種平臺得到了進一步的發展。隨著2001年底中國國家大劇院的開土動工,各類劇院、文化演出場所正在進入一個高速建設期,其建設規模、水平已和此前不可同日而語,正逐步接近世界最先進水平,大量新技術、新產品得到了廣泛地應用,在滿足我國自身文化的需要之外,還向全世界人民展示了中國日新月異的發展風采。
上述文化演出場所中,大都需要音頻擴聲系統的支持。而且,整個項目建設的高檔化、先進化趨勢也對音頻擴聲系統的建設提出了更高的要求。
1.當前我國劇院類音頻系統建設的新特點
l  最終擴聲效果要求越來越高:隨著人們欣賞水平的逐步提高以及國家及相關行業標準、規范的逐步完善,當前劇院類擴聲系統的最終效果要求也越來越高,主要體現在響度大、動態范圍寬、音色一致性及聲場均勻度好、主觀試聽音質優美等方面。
l  使用功能越來越多:根據目前我國的實際國情以及文藝演出類型和曲目方面的實際特點,當前新建或改建的劇院中,只具備單一使用功能的劇場(如純歌劇院、純戲劇院等)非常非常少,大都需要建成多功能的綜合性劇場,可滿足戲劇、舞劇、歌劇、話劇、綜合性文藝演出、會議等多種使用功能的需要,當然,根據本項目建設立項目標,這些劇場劇院可以重點側重于其中某一使用功能。
l  可靠性要求越來越高:目前新建的劇場劇院,大都會作為當地的重點工程項目,標志性意義非常濃重,經常會舉辦當地最重要的演出活動、會議活動或大型集會等。因此,其擴聲子系統的可靠性要求也越來越高,根據相關技術水平的發展,系統及設備熱備份、信號遠程傳輸、功放及無線話筒等設備的遠程監控等功能逐漸應用于各類新建系統當中。
l  大都要兼顧自用及出租使用的需要:根據目前我國演出市場的現狀,相關劇場劇院基本不可能實現單一劇目長時間的駐場演出,因此,為保證劇院劇場的正常運轉,大量劇場存在著出租使用的現象,這就要求相關擴聲系統需具備相當的靈活性、便利性及易于操作性,以便于在本劇場出租時易于滿足臨時外部系統接入和其他外部操作人員的使用。
l  系統先進性的體現:如前所述,目前新建的劇場劇院大都會作為本地的標志性建筑之一。擴聲系統作為劇院中的重要組成部分,同樣需要在本領域范圍內具有一定的標志性,如采用相對先進的技術等等。因此,根據目前音頻擴聲技術的發展現狀,有別于此前的純模擬系統,大量的數字控制處理系統以及數字網絡傳輸系統出現在新建的系統當中。
l  對舞臺及演員聽覺效果的重視:隨著國內演出水平的日益提高、演出經驗的不斷增加,舞臺演員自身聽覺效果的重要性亦逐漸被大家認知并越來越受到重視,良好的舞臺返送監聽系統已越來越多地被采用,以進一步提高了演出人員的信心和表演激情。
2.當前我國劇院類擴聲系統的設計要點
21對擴聲特性指標的正確理解
    任何擴聲系統都應該以最終的還音效果為主要目的。雖然目前有關的擴聲特性測量方法及聲學指標還不能完全體現最終聽覺效果的好壞,但其仍然是判斷一個擴聲系統成敗的重要手段之一。
根據相關技術及需求的不斷發展,針對擴聲系統的聲學特性測量方法、聲學特性指標等國家及行業標準也經歷了一定的演變,主要包括如下三個階段:
l  《廳堂擴聲系統設計聲學特性指標》(GYJ25-86):由當時的國家廣播電影電視部主編制定并于1986年發布實施的行業標準。此后,一直成為我國廳堂擴聲系統建設的重要指導依據,該文件中將廳堂擴聲系統的使用功能劃分為音樂擴聲、音樂和語言兼用的擴聲以及語言擴聲三大類。其音樂擴聲系統一級的具體擴聲特性指標要求如下:
等級 最大聲壓級(空場穩態準峰值聲壓級)/dB 傳輸頻率特性 傳聲增益/dB 聲場不均勻度/dB 總噪聲級
一級 100-6300KHz范圍內平均聲壓級≥103dB 以100-6300Hz的平均聲壓級為0dB,
在此頻帶范圍內允許≤±4dB;
50-100Hz和6300-10000Hz的允許范圍詳見具體文件之圖
100-6300Hz的平均值≥-4dB(戲劇演出),
≥-8dB(音樂演出)
100Hz:≤10dB
 
1000Hz和6300Hz:≤8dB
≤NR25
l  《演出場所擴聲系統的聲學特性指標》(WH/T18-2003),由中華人民共和國文化部主編制定并于2003年發布實施的行業標準,對當時我國相關系統的建設起到了一定的指導作用。該文件首先將演出場所分為室內演出及室外演出兩類,其次對擴聲系統的使用功能進行了一定的細化,主要分為音樂/歌劇擴聲系統、歌舞劇擴聲系統、戲劇/戲曲及話劇/曲藝擴聲系統、現代音樂/搖滾樂擴聲系統四大類。總體來看,其技術指標要求較之于上述《廳堂擴聲系統設計聲學特性指標》(GYJ25-86)有了較大的提高,《演出場所擴聲系統的聲學特性指標》中,音樂及歌劇擴聲系統室內一級的主要具體指標要求如下:
等級 最大聲壓級(空場穩態準峰值聲壓級)/dB 傳輸頻率特性 傳聲增益/dB 聲場不均勻度/dB 失真度 總噪聲級
室內一級 80-8000KHz范圍內平均聲壓級≥109dB 以80-8000Hz的平均聲壓級為0dB,
在此頻帶范圍內允許≤±4dB;
40-80Hz和8000-16000Hz的允許范圍為+4~-12 dB(詳見具體文件之圖)
80-8000Hz的平均值≥-6dB 80Hz:≤10dB
500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz和8000Hz:
≤6dB
16000Hz:≤8dB
500Hz
1000Hz≤3%
≤NR25
l  《廳堂擴聲系統設計規范》(GB50371-2006),2006年由國家廣播電影電視部主編制定并由中華人民共和國建設部發布實施的國家標準。在上述《廳堂擴聲系統設計聲學特性指標》(GYJ25-86)的基礎上進行了修改及擴充編制,因此,基本可視為《廳堂擴聲系統設計聲學特性指標》的替代文件,從而在今后指導我國相關擴聲系統的建設。該文件中,將擴聲系統的使用功能劃分為文藝演出類擴聲系統、多用途類擴聲系統以及會議類擴聲系統三大類。其文藝演出類擴聲系統一級的主要具體指標要求如下:
等級 最大聲壓級/dB 傳輸頻率特性 傳聲增益/dB 聲場不均勻度/dB 早后期聲能比(可選) 總噪聲級
一級 額定通帶內≥106dB 以80-8000Hz的平均聲壓級為0dB,
在此頻帶范圍內允許≤±4dB;
40-80Hz和8000-16000Hz的允許范圍為+4~-10 dB(詳見具體文件之圖)
100Hz~8000Hz的平均值≥-8dB 100Hz≤10dB
1000Hz≤6dB
8000Hz≤8dB
500~2000Hz內1/1倍頻帶分析的平均值大于或等于3dB; ≤NR25
通過上述列表對比不難看出,20年來,擴聲系統的聲學特性指標還是產生了較大變化。但是,不管這些技術特性指標如何演變,對上述音頻擴聲系統的擴聲特性指標都應加以正確理解。
l   “擴聲系統聲學特性指標”是必要但非充分的。是技術層面對相應擴聲系統不完全的要求,而不是舞臺演出藝術對擴聲系統的要求。優秀的劇院音頻擴聲系統的設計實施應對技術和藝術層面整體考慮,實現音頻工程技術與聲音藝術美學的良好對接。
l   在對劇場劇院擴聲系統進行設計時,要根據其最終使用功能,充分考慮自然聲與電聲的關系。對于專業性古典類的演出功能(如傳統音樂會、古典歌劇等),應以自然聲為主,電聲為輔,切不可使電聲喧賓奪主。
l   工程設計人員對達到相關的擴聲特性指標要有足夠的重視度,兩三個分貝的差別看似簡單,但切不可掉以輕心,實際工程建設中往往需要花費很大氣力才能實現。嚴格且合乎規范的實際測量往往會暴露很多問題。
22通常的聲場覆蓋方式
    對于任何擴聲系統而言,最主要的目標是要對相關聽音區域進行良好的聲場覆蓋。雖然劇場劇院的面積大小、觀眾廳樓層數量等建筑形式略有不同,但其主要建筑結構仍然比較類似,因此,其聲場覆蓋方式也存在大量共通之處。以物理地點來劃分,劇場劇院的聲場覆蓋揚聲器主要分為兩大部分:一部分是為觀眾服務的觀眾席區揚聲器;另一部分則是為演員服務的舞臺區揚聲器。
2.2.1觀眾席區揚聲器組
l   聲橋揚聲器:通常安裝于舞臺臺框上部的聲橋預留安裝位內。為彌補中區觀眾聽覺上的中空現象,除左右揚聲器組外,通常還要布置一組中置揚聲器,三組揚聲器原則上均需要覆蓋所有觀眾席。這樣,亦可同時滿足目前劇場擴聲中經常采用的SIS(Space Image System空間成像)的需要。
l   臺框兩側揚聲器:通常安裝于舞臺左右臺框兩側的預留安裝位內。原則上需覆蓋所有觀眾席。主要目的用于拉低聲橋上揚聲器的聲像位置,同時兼顧觀眾席兩側邊緣及側樓座前部區域的補聲。
l   臺唇揚聲器:安裝于舞臺前部臺唇位置,針對觀眾席前排(1~3排)中央區域進行補聲,并拉低聲像位置。由于該揚聲器組需要在聲橋揚聲器組及臺框兩側揚聲器組的基礎上拉低前排觀眾的聽覺聲像,因此,臺唇揚聲器組的聲壓級不能過小,以免被上述兩組主揚聲器屏蔽。
l   其他輔助補聲揚聲器:根據劇場的建筑結構布置,通常針對上層觀眾席對下層觀眾席的遮擋部分及主揚聲器覆蓋較差的兩側觀眾席區域。
l   觀眾廳效果聲揚聲器:主要包括側環繞、后環繞及天空效果揚聲器組,分別固定安裝于觀眾席側墻、后墻及觀眾廳頂部。通常需要注意與主揚聲器系統在聲壓級方面的匹配,過大浪費,過小則達不到目的。
l   舞臺效果聲:配合演出劇目需要、烘托表演環境氣氛、體現舞臺場景效果而布置的揚聲器組。位置雖然位于主舞臺后部,但主要功能仍是為觀眾席服務。因此需較大聲壓級和較窄的指向角,以便其能從舞臺內部重放效果至觀眾席區域。
2.2.2舞臺區揚聲器組
l   主監聽揚聲器:也叫Side-Fill揚聲器,通常固定安裝于舞臺內部假臺口兩側位置,為舞臺主監聽揚聲器,需均勻覆蓋整個舞臺。
l   側舞臺及后舞臺監聽揚聲器:通常在側舞臺及后舞臺相關位置固定安裝,滿足側舞臺及后舞臺的監聽需要。
l   流動監聽揚聲器:根據需要流動擺放,建議配置能實現不低于4通道返送擴聲的揚聲器數量,且需注意其指向角的配置。
l   無線耳機返送監聽系統:無線形式的流動返送監聽系統,雖然采用小型耳塞式耳機進行還音,但其主要目的同樣是為舞臺演員提供監聽服務,因此歸入舞臺區揚聲器組內。其優點是監聽效果更好,且不易引起嘯叫,缺點是價格較貴,而且每位使用者需單獨配置,因此大都用于主要演員。
上述羅列即為比較周全的劇場劇院揚聲器布局覆蓋方式。雖然不同劇場之間的聲場覆蓋方式有著非常多的共同之處,但上述揚聲器布局決不是一成不變的,設計者應從建筑結構、使用功能、投資預算、揚聲器選型等多方面予以綜合考慮,尋找一個最適合本項目的聲場覆蓋方式。
23主擴系統的主要構成形式
與其他音頻擴聲系統相比,劇場劇院類主擴聲系統的主要構成并無過多特殊之處,根據劇場擴聲的相關功能要求及其建筑結構的特點,需要注意的通常是返送監聽調音、音源信號分配、調音位之間的信號鏈路以及遠程功率放大器監控等幾個環節。
2.3.1基本系統構成
圖1即為劇院擴聲系統的基本原理框圖。在該圖中,所有線路敷設及設備的安裝連通工作均由工程技術人員完成。鑒于劇場劇院類擴聲系統大都為固定安裝系統,因此,從系統調整的角度來說,筆者通過一條豎線將該系統分為左右兩部分。其中豎線右側的部分,筆者歸結為工程技術層面,即通常需要完全由工程技術完成調整的部分。其聲場處理參數調整、揚聲器處理參數調整、功率放大器設置、揚聲器位置調校等全部需要由工程技術人員根據現場廳堂空間情況、設備選型細節等,通過主觀試聽和客觀實際測量相結合的方式予以充分調整完成,為今后操作人員的使用奠定一個良好的基礎。而豎線左側的部分,筆者將其歸結為藝術美學層面,其最終調整通常應該由現場調音師根據實際演出曲目情況、相關演員的聲音條件等實時進行,這是一個藝術再創作的過程。在此環節上,工程技術人員通常只需要進行良好的設備選型、系統搭配、安裝連通和初步調整,為具體操作人員的使用提供良好的基礎即可。左右兩部分的完美結合,才能實現此前所述的音頻工程技術與聲音藝術美學的

2.3.2其他衍生系統
    劇場類擴聲系統中,調音控制室大都位于觀眾席后部的功能用房內,距離揚聲器(尤其是觀眾席主揚聲器和舞臺揚聲器)較遠,大量的揚聲器線路敷設具有一定的施工難度,同時較長的線路還帶來了信號衰減、干擾增大等現象,為避免上述問題,目前的劇場劇院建設中,都在靠近舞臺位置設置了專用的功率放大器室,使功率放大器盡可能接近揚聲器。但這樣一來,又產生了遠程信號傳輸及功率放大器遠程監控等新問題,整個系統需要為此進行相應地調整。有關遠程信號傳輸的問題筆者將在后續“網絡化、數字化理念及其當前進程”章節中予以描述;而功率放大器遠程監控的基本原理框圖則見圖2。

圖2:劇院擴聲系統之遠程功放監控基本原理框圖
    文藝演出中,為充分保證演出效果,提高演員的表演激情及信心,返送監聽系統往往需要慎重對待。由于演員的返送監聽效果與觀眾席的主擴聲效果在各聲部比例關系、混響量多少、音色均衡等方面要求不盡一致,因此,很多演出大都采用了獨立的返送調音形式,即現場配置兩套調音臺系統,一套專門用于主擴聲調音,另一套則專門用于演員返送調音。其基本原理框圖見圖3。

圖3:劇院擴聲系統基本原理框圖之返送調音
    上圖中,由于主擴聲及返送擴聲之間經常會有信號的相互借用,因此,需要注意的一點是在主控調音臺與返送調音臺之間一定要建立相關互通鏈路,數量以不低于雙向8通道為宜。
2.3.3其他需要注意的事項
鑒于劇場劇院擴聲具有一定的自身特點,因此,在設計搭建劇場劇院擴聲系統時,還應該注意如下幾項內容;
l   拾音器的配置:系統中應配備多通路的無線傳聲器系統,頭戴式、手持式、領夾式互相搭配。采用集中式天線接收,設置良好的天線分配網絡,使得無線傳聲器接收機可以在舞臺、主控機房、現場調音位等地點流動使用。此外,應配備完善的有線傳聲器,傳聲器選型應在不同的拾音風格、不同的指向之間互相搭配,并充分考慮對現場轉播畫面的影響。
l  各調音位之間的信號鏈路預留:通常來講,劇場擴聲系統大都設置有主控機房主調音位、觀眾席主調音位以及舞臺上、下臺口返送調音位等,如前所述,各調音位之間有可能產生信號的相互調用,因此,在上述調音位,除布置正常的話筒/線路輸入及線路輸出接口外,還應該預留一定的互聯鏈路,數量同樣以兩兩之間不低于雙向8通道為宜。
l  拾音器信號分配:考慮到劇場擴聲系統通常會設置多個調音位,同時,個別演出可能還需要進行電視錄像或轉播,因此,拾音器信號就不能只簡單地送到主控機房就可以了,而需要進行多通道的信號分配。通常的設計方式是在舞臺附近設置一間技術用房,舞臺、樂池、燈光橋等地的拾音器信號首先匯集于此,經專用分配系統分配后,再分別送至上述各調音位或電視播出用專用接口。根據劇場規模的不同,分配系統的通道數宜控制在24至48通道之間。
24數字化、網絡化理念及其當前進程
    正如此前所述,目前新建的劇場劇院大都會作為當地的重點工程及標志性項目,需要其內部各系統分別體現出一定的先進性來。根據目前音頻擴聲技術的發展,數字化和網絡化理念正恰恰切合了這種要求。
2.4.1數字化
音頻系統的數字化首先從效果器、處理器等環節開始,經過多年的發展之后,已逐步擴展到調音臺、傳輸網絡、功率放大器等。由于每個環節發展的階段不盡相同,其相關數字設備在穩定性、性價比、操作便利性等方面也有所不同。因此,根據每個劇場的各自相應使用方式、資金投入等情況,相關音頻擴聲系統的數字化概念也不盡相同,基本可分為部分環節數字化和系統整體數字化兩大類。
顧名思義,部分環節數字化是在劇場擴聲系統的整個信號流程中,根據各自需要,在某一個環節或多個環節進行數字化。最常見的做法是將聲處理設備(尤其是聲場處理及揚聲器處理部分)數字化,聲處理設備的數字化進程較長,設備穩定性已得到了多年實際使用的檢驗,同時劇場擴聲作為固定安裝類系統,如前所述,其聲場處理及揚聲器處理部分一旦調整完畢后,實時調整的可能性非常小,因此,該環節最具備數字化的可能。其次,是調音臺的數字化,數字調音臺發展到今天,在性能價格比、穩定性等方面也已經取得了長足的進步,但基于數字調音臺的基本原理,其與模擬調音臺相比較,既有優勢,也有缺點。
l  模擬調音臺需要與實際要求相匹配的輸入輸出通道以及信號處理結構,因此,需求越大,調音臺通道數越多,調音臺的體積也越大、重量越沉,移動、安裝比較困難;數字調音臺由于可以采用多功能集成化的數字處理電路或數字信號處理模塊,因此,在具備足夠的物理接口數量的情況下,其處理功能可以遠大于其實際物理操作通道數,數字調音臺較之同等規模的模擬調音臺,體積和重量都可以小很多,移動、安裝相對簡單。
l  由于具有與實際要求相匹配的輸入輸出通道以及信號處理結構,模擬調音臺可以直接利用相應的操作鈕鍵對任一通路信號進行操控,使用簡單、直觀、方便;數字調音臺的物理操作界面通常小于實際處理功能,因此,在對某些通道信號進行調整時,需要首先通過相應鈕鍵調用該通道至操作界面,如該通道排序較為靠后,則還需要經過頁面轉換(又稱“翻頁”)過程將其轉換至首層操作界面,由此可見,較之于模擬調音臺而言,數字調音臺的實時操作較為復雜,且易產生誤操作,需要使用人員細心核對實際通道與操作界面通道的對應關系,這一點在現場演出等需要實時操作的工作環境下尤為重要,也顯得尤為不方便。
l  數字控制及存儲技術的應用使得數字調音臺的管理功能強大無比,高端的數字調音臺幾乎可以將某一時刻該調音臺所有處理環節的所有參數進行記憶存儲,并可在今后隨時調用,使得數字調音臺在不同時間區間下的重復應用非常方便;而高端模擬調音臺即便具備數字控制功能,也因為其模擬電路難以完全重復的特點,使得調音臺數控部分對其模擬參量的記憶和調用非常有限,在不同時間區間下的重復應用相對復雜得多;而且,便宜的中低端模擬調音臺根本不具備此類數控功能。
l  由于具有強大的控制管理功能以及信號處理集成化等特點,同時基于數字電路的基本工作原理,數字調音臺大都需要一個中央控制處理器以及配套的操作系統軟件來統一協調整個調音臺的工作,一旦中央處理器出現損壞或由于程序瑕疵、感染病毒等造成軟件故障,則整個數字調音臺將面臨全面癱瘓的嚴重問題;而模擬調音臺由于采用相對隔離的純物理通道處理方式,其全面癱瘓的可能性較之于數字調音臺要小一些,因此,模擬調音臺的安全性相對稍好。
l  數字音頻技術的基本原理是通過高頻率的采樣來模仿模擬音頻信號,但即使其采樣頻率非常高,也僅僅是更趨近于模擬,而永遠無法與模擬信號真正一致。因此,在音質要求較高、監聽條件較為嚴格的場所,數字調音臺(尤其是低端數字調音臺)在聽覺感受上較之于同等檔次的模擬調音臺聲音偏冷、偏散,融合度及溫暖感較差。
綜上所述,在充分了解數字調音臺的利弊之后,工程設計人員對劇場擴聲系統配置數字調音臺時,一定要充分注意數字調音臺的操作便利性和可靠性。尤其是經常出租使用的劇場,其數字調音臺要盡量采用相對人性化或與模擬調音臺相對接近的操作界面,從而使承租方的操作人員能夠在很短時間內學習掌握其操作要領。
除了上述聲處理設備環節、調音臺環節進行數字化以外,目前的技術條件下,信號傳輸環節(傳聲器從舞臺至控制機房或調音位、調音臺輸出至功放機房等)亦經常采用數字化方式。除采用各音頻設備生產廠家自己特有的專用數字傳輸系統(如德國Stagetec的NEXUS系統、LAWO的NOVA系統、美國的LightViper系統、德國的OPTOCORE系統等)外,目前還有CobraNet和EtherSound這兩種通用的多通道數字傳輸格式可以被靈活采用,很多專業音頻生產廠家都在生產基于這兩種協議格式的傳輸終端設備或界面接口板卡,它們之間可根據需要在其傳輸協議格式允許的范圍內,任意自由搭配來組建遠程信號數字傳輸系統。
在對劇場擴聲系統部分環節數字化的設計過程中,還有一點一定要特別注意,即A/D、D/A轉換過程的信號延時問題,尤其是在多環節數字化的系統中,如若音頻信號被多次進行A/D、D/A轉換,那么設計人員一定要詳細了解各數字設備相關轉換部分的延時情況,對整個系統的信號流程延時要做到心中有數、控制得當。
對于某些資金投入較大的劇場,擴聲系統則可以采用整體數字化的方式,即信號自傳聲器送出后即進行A/D轉換,此后,一直采用數字方式進行調音控制、聲場處理等,直至其送至功率放大器。這里又有兩種系統構建方式可供選擇,第一種是全套采用某一廠家的整體系統(如德國Stagetec的NEXUS和AURUS系列調音臺、LAWO的NOVA和MC系列調音臺等),其系統構成簡捷,配套性強,可靠性更高,但價格相對昂貴;第二種方式則是采用不同廠家的產品組合搭建全數字系統,這時,由于數字信號格式的界面接口種類很多,如AES/EBU、S/PDIF、ADAT、MADI等,所以,就需要系統中各環節設備的接口類型要盡量統一或匹配。同時,同前述一樣,不管采用何種系統構建方式,設計人員一定要慎重考慮各數字設備的穩定性和操作便利性,以使其符合劇場實時使用的特點。
2.4.2網絡化
劇場擴聲系統中,出于多種使用功能的需要,各種音源信號、DSP處理信號以及調音臺的輸出信號等系統信息資源可能會被送至多個地方,如現場調音位、返送調音位、同步分軌記錄及制作系統、擴聲用功率放大器、電視轉播或錄像系統、外部記者記錄接口、內部通訊及舞臺監督系統等。傳統方式中,可采用多通道的音頻信號分配設備實現上述功能,其工作原理簡單易懂、系統設計構建方便,代價是線路敷設復雜、施工難度大、擴展能力有限、傳輸距離有限、有可能需要二級分配或二次放大等。隨著數字技術的飛速發展,高質量的多通道音頻信號實時傳輸已成為可能,因此,為進一步實現系統信息資源的最大程度共享,音頻擴聲系統的網絡化進程已經逐步開始。
劇場劇院類擴聲系統的網絡化進程首先從遠程數字信號傳輸開始,如圖4:傳輸網絡化之擴聲結構示意圖所示。其目的首先是要解決音頻信號的遠程傳輸衰減問題(尤其是傳聲器至調音臺環節和調音臺至功率放大器環節)以及布線施工復雜的問題;其次,由于數字信號更容易進行多次的復制分配,因此,相對于模擬系統而言,該傳輸網絡同時相對容易地實現了音頻信號的遠程、多地點分配,從而達到了系統信息資源共享的目的。
隨著數字音頻技術的飛速發展,各專業音頻生產廠家也越來越注意到了音頻擴聲系統網絡化的重要性,除了網絡傳輸核心交換設備及編解碼界面接口設備以外,各生產廠家紛紛加速了調音臺以及有關音頻處理設備的網絡化進程,通過提供配套的控制接口、多種數字格式的信號接口、相關控制軟件等,使調音臺等其他主要音頻設備更加容易的接入到相關網絡中去,從而使整個音頻系統實現了整體的網絡化結構。目前有很多專業廠商提供或配套提供包括調音臺在內的大型整體化網絡音頻系統,如德國的StageTec公司、LAWO公司、KLOTZ公司等等。他們首先可以滿足劇場類擴聲系統的需要,同時,還能夠滿足廣播電視中心、大型多廳堂綜合性藝術中心、大型展覽展示場館以及綜合體育中心等多種大型場所的音頻擴聲需要。圖5即為整體網絡化的劇場音頻擴聲結構示意圖,在該圖中,主控調音臺、返送調音臺、周邊處理設備、網絡遠程監控設備等均可直接接入音頻網絡,信號在上述設備之間的調度相當自由,例如混響效果可同時送至主控調音臺及返送調音臺,而其混音量的大小則可由相關調音師根據現場主擴聲和返送監聽擴聲的不同需要進行設定。此外,該網絡還可以根據需要在現場調音位、返送調音位、電視轉播預留位等設置眾多預留接口,必要時,可直接將調音臺等相應設備通過該接口接入網絡,構建系統并控制調整相關信號。同時,通過利用外部系統的配套接口或配置專用編解碼接口設備,可將外部系統接入本擴聲系統,實現本系統與外部系統的多通道信號交換,理論上講,該網絡可無限擴展,從而實現系統資源的最大共享。
25主要的安全保障方式
    劇場類擴聲系統對可靠性的要求越來越高,這是此前所述的“當前我國劇院類音頻系統的要求及新特點”中非常重要的一個方面,工程技術人員除了通過進行良好的設備選型、選擇經過大量實踐檢驗的可靠的產品之外,還可以運用系統配置手段來進一步保障系統的安全可靠性。建議主要采用的配置手段如下:
l   從傳聲器之后到功率放大器之前的信號流程中,對部分薄弱環節采用同步備份或對系統的全通道進行備份配置,同時,每一組揚聲器建議采用不同的功率放大器分別驅動。
l   配備大型的跳線盤陣列,系統所有信號流程節點全部匯集于跳線盤陣列上,一旦某一環節發生問題,可隨時通過跳線調整信號流程,跨過故障節點。
l   系統采用雙路供電,主要環節配備UPS不間斷電源。
l   主干信號傳輸路由及接口預留充分冗余。等等
采用上述系統安全保障措施,必定會增大部分資金投入,工程設計人員需根據項目的具體情況進行權衡取舍。
此外,如對系統個別部分或整個通道進行備份配置時,則可能需要在系統中加入信號分配以及信號混合或切換兩個環節,設計人員在這兩個環節的設備選型上一定要慎之又慎,不能由于草率行事而給系統增加新的故障節點,需選用成熟的、穩定的高端產品,以保證整個系統的質量。
26同期錄音及后期編輯
    國際上大量優秀音樂作品都是在劇場劇院現場演出時或在劇場劇院環境下錄制完成的。因此,當前劇場音頻系統除滿足現場擴聲之外,還應該具備較強的演出現場信號同步記錄及后期編輯能力。根據記錄方式的不同,現場錄音又分為如下兩種:
l   混合(MIX)同期記錄:根據演出曲目,調音師或錄音師對聲音均衡、各聲部電平比例等參數現場調整完畢后,由調音臺直接送出混合好的兩軌立體聲或5.1軌環繞聲信號至錄音設備。
l   分軌(Mulit-Tracks)同期記錄:將現場各通道信號(包括話筒及其他節目源等)分別送入記錄設備的不同聲軌內進行記錄。分軌記錄的目的在于便于后期編輯。分軌信號可在演出結束后,重新平衡、調整、混合,以彌補現場調音的不足之處。亦或按照與現場擴聲不同的標準進行調整制作。分軌記錄時,大都采用專業信號分配系統,亦可通過專業調音臺的Direct Out輸出,記錄電平以不失真前提下的最大電平為佳。目前記錄設備大都選用數字音頻工作站,以便于后期編輯。
工程設計人員應在充分了解本劇場用途以及業主要求的情況下,配置適當的系統設備,實現相應的現場信號同步記錄。
3.劇場音頻擴聲系統發展的大膽預測
隨著社會的不斷進步,音頻擴聲系統也將隨之改變,由于信息處理技術發展異常迅猛,因此現在誰也無法準確預測10年后劇場劇院音頻擴聲系統的具體狀況,但是,筆者認為:數字化、網絡化、無線化以及簡捷的系統架構和信號流程將是今后劇場擴聲系統發展的主要趨勢。
31數字化
由于數字信號在抗干擾、易傳輸、易保存等方面所具有的優勢,因此數字化將是音頻系統發展的一個重要趨勢。數字音頻技術經過多年的發展積累和實踐檢驗,已經在此前被人所詬病的穩定性等方面得到了極大提高。數字化后的音頻擴聲系統相對于模擬系統而言更加集成化、施工簡單、易于管理且維護方便。
如前所述,擴聲系統數字化進程的首先從混響器、均衡器等聲場處理設備開始,其次逐步推廣至調音臺等主控設備及音頻信號傳輸設備,而后是功率放大器系統,最后將是傳聲器揚聲器等換能設備。
數字化將給劇場劇院擴聲系統帶來一系列的變化,例如施工工作量的減小等,其中也會包括筆者下面所提到的系統網絡化、無線化。
32網絡化
隨著技術的發展,在妥善解決了信號壓縮傳輸的質量及可靠性等問題后,基于系統資源最大程度共享的良好要求,音頻擴聲系統已經開始向網絡化邁進。網絡化將成為今后音頻擴聲系統發展的重要趨勢之一。當然,我們這里所指的網絡,也許就是我們今天比較通用的以太網,也許還可能會是其他什么基于最新技術、傳輸速率更快的新型網絡。
    對于劇場類擴聲系統而言,網絡化的前提是數字音頻信號傳輸質量的提高。具體說來就是鑒于劇場擴聲的實時性要求、高音質要求、高可靠性要求等特點,要求數字音頻信號的傳輸必須及時、準確、高保真且能實現多信道復合傳輸。
33簡捷的信號流程及系統架構
隨著劇場擴聲系統的進一步數字化、網絡化、今后的劇場擴聲系統在系統架構方面將具備如下特點:
l   采用有源揚聲器系統,有源揚聲器系統具備有數字網絡輸入接口,內置專用DSP處理器及遠程監控模塊。揚聲器可接入主備兩組信號,并自動檢測切換。
l   單一機房設置,但在觀眾席、舞臺等地布置有眾多的網絡控制接口,通過控制設備可隨時接入系統,調整系統構成、監視系統工作狀態、控制系統動作。
l   數字調音臺內置多種均衡、壓縮、延時及混響效果等聲場處理模塊,并具有網絡接口,可直接與音頻網絡內的所有信號進行溝通。
l   控制機房與揚聲器、調音臺等各系統設備之間只需1根綜合數據連線即可實現音頻信號的傳輸、對揚聲器的遠程調控以及遠程監測等功能。
34無線化
由于系統無線化可以給工程技術人員的設備安裝以及使用人員的使用操作帶來非常大的便利,所以隨著無線網絡的發展,也許10余年后的某一天,系統設備之間的僅有的1根連線也將取消。
 
 


 
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