无锡灵山梵宫《觉悟之路》的多声道扩声系统

莫桂锋，李荣芳

（广州励丰声光科技有限公司，广东 广州 510665）

无锡灵山梵宫坐落于烟波浩淼的太湖之滨，钟灵毓秀的灵山脚下，与庄严的灵山大佛比邻而立，显得非常雄伟壮观。2009年3月28日 ～ 29日，第二届世界佛教论坛大会在灵山梵宫隆重召开，同时大型佛教音乐剧——《觉悟之路》也在灵山梵宫圣坛剧场首演。这部音乐大典以弘扬佛教文化、启迪心灵智慧为主旨，依托圣坛独有的剧场条件（国内先进的音响、视频、灯光技术），为观众呈现出一幅幅如梦如幻的篇章。

广州励丰声光科技有限公司（以下简称“励丰声光”）作为此次梵宫圣坛剧场音响系统的中标承建单位，承担了全部音响系统的深化设计、安装、调试、技术保障等工作。

1 演出对声音的艺术要求

《觉悟之路》描述了佛陀悉达多从一国太子走入民间、体验生老病死、最终悟道成佛的故事。声音被导演组认为是该剧的灵魂。为了保证音乐效果，导演组邀请了著名作曲家打造《觉悟之路》完整版音乐。其音乐的特点是既有气势磅礴的深远乐音、空灵优美的天籁女声，还有纯净悠扬的童声合唱、曼妙欢畅的东方舞乐，以及诗意酣然的民俗器乐。因此，实现演出效果尤为重要。

如何实现艺术创作者的理想，准确表达其构思和理念，这对于音响系统来说，是一次全新的挑战。“励丰声光”经过多次创作与深化设计研讨，提出了确保声音效果的三个关键要素：建筑声学环境、作曲及录音方式，以及扩声系统的设计与工程品质。具体如图1所示。

2 演出扩声系统的设计

梵宫圣坛剧场是一个圆形空间，圆形的大穹顶，最高离地面38 m。如图2所示，绿色代表观众区，蓝色代表舞台区。观众区直径50 m，中心舞台直径8 m，270°视角环形舞台宽10 m。这种特殊观演环境，传统的扩声模式已完全不能满足要求；配合全景式舞台，采用了多声道扩声系统，从穹顶、墙面、地面3个不同方向布置发声点，让观众真正感受到身临其境的效果，更加直接地进入艺术家营造的意境。

2.1 扩声声场设计

梵宫圣坛多声道扩声系统由顶部至地面共3圈组成，实现真正的全景声场效果。针对该场地的情况，声场设计必须考虑3个关键因素：

（1）长混响时间

建筑声学环境（空间容量大）带来比较长的混响时间，特别是离地面11 m以上的空间，混响时间过长尤为明显。怎样通过电声设计，尽量避免长混响带来的不利影响，是首先要考虑的因素。

（2）高还原品质

由于是穹顶状空间，音箱之间的声干涉比较严重。如何通过阵列设计和声场调试，达到高保真的还音效果，同样是比较大的挑战。

（3）大动态余量

由于覆盖距离比较远，而演出必须要有气势磅礴的声音效果，所以，必须考虑大动态的音箱选型或阵列设计，以及超低频的指向性控制。

2.1.1 四周环绕主扩音箱组

观众区环绕主扩声采用线阵列与常规音箱的组合，如图3所示，均匀设置了8组音箱，每组包括4只全频线阵列音箱和1只全频常规音箱，每组音箱覆盖大部分观众席。

全频线阵列音箱性能参数：频率响应60 Hz ～ 19 kHz，±3 dB；最大声压级140 dB；覆盖角：90°×5°。

全频常规音箱性能参数：频率响应60 Hz ～ 19 kHz，±3 dB；最大声压级136 dB；覆盖角：120°×40°。

采用线阵列技术，提高阵列的Q值及最大声压级，不但避免了长混响的不利影响，还保证了大动态余量。采用线阵列和常规音箱的结合，很好地满足了声场不均匀度，并且节约了投资。

全部音箱暗装于活动莲花瓣后面，演出时莲花瓣自动打开，从而保证了天花造型的完美。

2.1.2 地面坛心舞台音箱组

坛心舞台周围落地布置了8组音箱组，如图4所示，每组包括2只全频音箱和1只超低频音箱。由于坛心舞台是升降式舞台，所有音箱采用流动布置方式。

全频音箱性能参数：频率响应40 Hz ～ 18 kHz，±4 dB；最大声压级136 dB；覆盖角：80°× 40°。

超低频音箱性能参数：频率响应30 Hz ～ 125 Hz，±4 dB；最大声压级139 dB；双18英寸超低频单元。

通过采用有源消噪声技术，控制音箱阵列的指向性，特别是超低阵列达到了心型指向的水平，大大减少相互间的干扰，也避免了超低能量向上覆盖，带给观众超低音震撼效果。

2.1.3 穹顶音箱组

为了克服空间混响过长的问题，穹顶上空固定暗装了4组强指向性的音箱，如图5所示，每组包括1只全频音箱和1只超低频音箱，还原真实的顶部效果声。

全频音箱性能参数：频率响应140 Hz ～ 19 kHz，±3 dB；最大声压级142 dB；覆盖角：30°×20°。

超低频音箱性能参数：频率响应38 Hz ～ 140 Hz，±3 dB；最大声压级142 dB。

2.2 控制系统设计

控制系统是一个多声道音源的缩混和播放系统，其原理图见图6。多声道音频工作站在现场使用，其制作的音乐可在现场实时监听。音乐经多声道音频工作站制作完成后，导入到信号处理矩阵系统的双硬盘储存器。演出时，双硬盘储存器作为主音源，经过预先设置的信号处理后，分别进入到各个还音通道。为确保系统的安全可靠，设计了自动备份的音源。一旦主音源的信号中断（双硬盘储存器、信号处理矩阵系统或者多声道音频增强处理矩阵崩溃），音频切换箱会自动切换到48轨硬盘录音机的播放，而观众不会听到切换声，确保演出顺利进行。

该控制系统是真正意义的三维多声道扩声系统，拥有多达32个声道输出。系统设计运用多种先进技术，确保先进性、稳定性和灵活性。

2.2.1 现场缩混

多声道音频工作站设计成流动形式，可以在声控室或现场调音位接入使用。本系统最大的特点之一就是所有的多声道音源都是现场缩混制作，凭借着现场多声道扩声系统的真实效果，作曲家和录音师可以充分展现才华，使观众听到的就是他们想要表现的。《觉悟之路》是创作团队走访了包括印度、尼泊尔，我国西藏、云南、福建、杭州、无锡灵山胜境在内的世界各地名山大泽、古刹名寺，现场采集鸟声、铃声、钟声，以及乐器等音源，回到梵宫圣坛现场混音制作而成。

2.2.2 系统备份

出于对《觉悟之路》神圣性和庄严性的尊重，为了保证艺术表演的万无一失，“励丰声光”深化设计人员充分分析了从系统架构到每一部分的风险点，将软件和硬件高度集成的部位进行冗余设计，确保系统的高可靠性。如图7所示，系统架构简单，具有非常高的稳定性；关键部位冗余设计，且自动无缝切换；从而保证了系统的可靠性。

2.2.3 灵活方便

多声道音频工作站设计成流动形式，可以现场制作，也可以后期编辑。只要多轨音源录制储存好，对于这个简单的系统而言，就是播放的控制，如同播放CD一样简单，而且音源是自动备份，无需担心出问题。

同时配置了一套流动的会议扩声系统，可以满足《觉悟之路》演出之外的会议及背景音乐扩声要求。

3 扩声系统的调试

扩声系统调试使用高精度声源独立调测系统（快速傅里叶变换技术的多通道实时频谱分析仪），并和艺术家进行现场沟通，针对梵宫圣坛多声道扩声系统特点，提出以下调试目标：

（1）每声道音箱组的还原度

针对每声道音箱组内部音箱关系作处理，使其具备高保真的还原能力。

（2）每声道音箱组之间的一致性

主要是电平和延时的调整。由于声场布置和观演模式的特殊性，观众区四周环绕主扩音箱组、坛心舞台音箱组和穹顶音箱组之间延时关系的调整难度比较大。

（3）低频与全频的匹配

超低音箱与各个声道之间匹配，包括延时匹配、相位匹配和电平匹配也比较复杂。

经过调试，最终把音箱之间的关系调整到最优状态，取得导演组一致认同的演出声场效果。

4 作曲家、录音师与系统工程师的合作

《觉悟之路》的后期音乐制作全部在圣坛演出现场完成，这在国内尚属首例，这就需要作曲家、录音师与系统工程师三者之间密切配合。2008年10月开始，“励丰声光”派出系统工程师加入《觉悟之路》音乐制作团队，密切配合作曲家将从世界各地采集的几万轨各类自然界声效进行现场混音，并现场培训系统的使用，及时解决音乐创作团队提出的问题，奋战70多个日夜，最终为第二届世界佛教论坛大会奉献了一台令人难忘的经典之作。作曲家、录音师与系统工程师的密切合作，充分体现了艺术与技术之间相辅相成的关系——先进的应用技术拓展了艺术创作空间，创新的艺术需求推动了技术的发展应用。

2009年3月29日，《觉悟之路》在第二届世界佛教论坛大会期间进行了首演。各界人士深深为《觉悟之路》的艺术效果而感动，三维多声道扩声系统让全场观众感到震撼，多家媒体进行了报道。