用Vivace 系统优化自然声与扩声效果

文/[德]甘特·恩格尔

（Mueller-BBM国际有限公司研发部，德国）

音响技术

用Vivace 系统优化自然声与扩声效果

文/[德]甘特·恩格尔

（Mueller-BBM国际有限公司研发部，德国）

随着对观演建筑更多的声学关注，以及现代声学系统功能的增加、使用与设置便利性的增强， 带来获得高还原度的扩声效果、感知更多自然声效果的现代声学系统理念，Vivace系统就是这一理念的实践。

Vivace系统；室内声学；扩声；自然声

近年来，在剧场与商务活动中心出现一种趋势，即高品质需求的演出与活动需配备高品质的扩声设备及相应的声学设计。在过去很长一段时间内的很多项目中，声学的惟一目标就是实现语言清晰度，可以将演出内容传达到更多的观众中，不必过多妨碍音乐剧表演效果。随着现代声学系统功能的增加、使用与设置便利性的增强，人们对观演建筑投入了更多声学关注，其成效也日益显现。这些现代声学系统的理念带来新的方式，创造了许多崭新的机会。

1 现代声学系统的理念

在整个观众厅与舞台周围布置多只扬声器，使得声学设计有可选择的方法或改善的余地，这一切在几年前是不可能或是难以实现的。这些可选择的方法或改善的效果分为三类：

（1）在观众上方及周围形成移动声源，给观众带来不同距离以及模拟周围环境声学效果的感受；

（2）对演员精确定位，并降低人耳对扬声器的感知，获得高还原度的扩声效果；

（3）对自然声效果进行优化，如在西方古典音乐会演出中设计能感知更多的自然声效果。

新理念的本质打破声道与单个扬声器的对应关系。一个或多个扬声器的音频信号利用系统的自动补偿功能还原到原位。这些音频信号包含更多信息，包括其位置、声压级与房间声学特性。系统使用所有安装的扬声器将这些附加的信息转换成听众想要得到的声音感觉，以达到优化声音效果的目的。声音本身从扬声器内分离，结果是，扬声器不再被人们所感知，声音感受自然化，甚至是奇妙感，具体由声学设计师来调整。

要实现这个全新理念，有几个基本的先决条件需要满足，呈现如下。

（1）扬声器排布

为达到最佳效果，必须按照要求排布扬声器，每个座位须被独立音频声道的扬声器半径所覆盖。声音应可以从各方向到达观众。在不能直接安装扬声器的位置，例如：由于有巨大的玻璃面，须采用更为复杂的方案，如镜像声源等来解决问题。不要让视觉障碍物损坏声学效果，是很有意义的事。所以，在可能的条件下，扬声器应在透声覆层后进行暗装。

（2） 输入信号

通常情况下，输入信号的质量是影响整体效果的一个限制因素。在播放提前录制好的语音或音乐时，这通常不是问题。声学设计师可以自由地选择声源位置。在现场表演中，演员站在舞台上，声源位置应与视觉感受相吻合。所以，系统应该知晓此位置，并保证声源位置与视觉位置相一致。

在现场情境下，应特别关注实现高品质、平衡、均匀的输入信号。这可以将高品质电容传声器佩戴在演员及演奏者身上，使距离与指向性匹配。

另外一种可能性是利用无线传声器。这种情况下，演员的目前位置信息必须传递到系统中，可以利用追踪系统手动或自动地完成此程序。佩戴在演员身上的小型发射器向环绕舞台的天线装置发射信号，追踪系统接收到信号并利用相应延迟与方向信息进行追踪。

（3）室内声学

对普通扩声系统而言，观演厅堂的自然声学效果对其的影响是至关重要的。事实上，室内声学的设计更加具有挑战性，因为不是仅仅考虑几个扬声器位置就万事大吉了。对装有扩声系统的厅堂而言，最佳室内声学的条件是具有平稳、较低水平的混响时间，自然声场的良好衍射效果。更长的混响时间本身不是问题，但是它们压缩了声学设计创作的空间。

2 实践中的理念

斯泰克公司的Vivace声学系统具有以上所提及的新功能。

2.1 Vivace系统在室内声学领域的概念

Vivace系统的发展始于2008年，当时信号处理单元已经变得足够强大，能够处理复合多通路实时系统的巨大需求。该系统对声环境改善后，产生的非凡声音品质，使其很快就被著名交响乐团和音乐家所熟知。如果要列出在Vivace系统的厅堂中演出过的交响乐团、独唱者和指挥，就要读出一流音乐世界的很多名字，例如维也纳爱乐乐团、柏林爱乐乐团和纽约爱乐乐团等。系统安装于小型会议厅、实验剧场、多功能场馆和大音乐厅和歌剧院。

为了通过室内扩声系统获得最佳声音质量，必须输入系统可用的、最好的信号。在实践中，这意味着传声器位置等同于录音用的主传声器的位置。在这些位置上，交响乐团的乐器之间达到了平衡，产生了清晰、明澈的有效输入信号。大厅内远处的传声器作用有限，因为它们能获得的精确信息很少，不能用于影响早期反射声（决定一个厅堂的声学特性）。

这些输入信号进入Vivace系统主机，通过特殊的卷积算法，将其转换为反射和混响，从而使厅堂声学变得更有活力。依据在各种声学环境理想的厅堂内测得的瞬态响应数据，使教堂、歌剧院等场馆符合这些厅堂的特殊声学特性。系统在改善过程中有很大的灵活性，这些反射声和额外的声音创造出了一个厅堂的理想的声音效果。

系统为覆盖观众席的扬声器网络提供单独的信号。此时需要排列半球形的扬声器阵列，才能保证听众从各个方向都能听到，如同有更多混响的自然音响效果。合理的扬声器数量和布局，有利于创造理想的声音效果。

2.2 Vivace系统在萨尔茨堡音乐节举办地岩石厅中的应用

岩石厅在世界著名观演建筑中独树一帜，舞台后墙是由一整块岩石雕刻出来的，舞台屋顶可以在几分钟内自动开合，如图1所示。厅堂容量约为 23 000 m3，座位数为1 400座，场面宏大。奥地利萨尔茨堡音乐节从20世纪20年代起就在岩石厅内举行著名歌剧及剧场表演。一代又一代的指挥家、音乐家及剧场导演为这种大型的歌剧表演形式所倾倒。此厅由Herbert v. Karajan发现其适合歌剧及音乐表演。

图1 有整块岩石舞台后墙和可开合屋顶的岩石厅

图2 悬挂舞台前端灯光桥上电动吊杆上的2支电容传声器

图3 悬挂舞台前端灯光桥上电动吊杆上的4支电容传声器

图4 舞台背景的穿孔钢板后安装有72个固定安装扬声器及约16个可移动安装扬声器

图5 进行声源定位的用户界面

岩石厅的自然声学条件多年来不断进行优化。为了满足萨尔斯堡音乐家多样演出形式的要求，于2011年将Vivace系统安装在岩石厅内。系统用来对室内声学条件进行微调，以适应演出活动的特殊要求及营造逼真的声环境，特别是演出现代歌剧的时候。

输入信号采用悬挂在舞台前端灯光桥上电动吊杆上的2支～4支电容传声器，如图2、图3所示。舞台背景的穿孔钢板后安装有72只固定安装扬声器及约16只可移动安装的扬声器，如图4所示，这些设备可以在舞台及观众席形成无形的声半球场。

通过系统的用户界面，声学设计师可以对系统各项设置进行调试，见图5，为观众营造理想的、引人入胜的声环境。声源的定位与移动可以通过在三维空间中运行的用户界面调试。

甘特·恩格尔，现任德国Mueller-BBM国际有限公司研发部部长，多年来参与众多剧场、歌剧院、音乐厅及户外大型演出的策划和声系统设计，包括古典交响乐音乐会、狂欢节和大型电视演出等。参与项目包括：纽约州剧院、澳大利亚Felsenreitschule Salzburg Festival剧场、德国Concert Hall University of Augsburg音乐厅、德国Dornier Museum Friedrichshafen博物馆、卡塔尔多哈Katara Amphitheater露天剧场等工程的建声、电声项目。

（编辑 杜 青）

Enhancing Natural Acoustics and Sound Reinforcement with Vivace

Original/[ GER]Gunter Engel
( Müller-BBM GmbH., Germany)

This paper described the concept of the modern acoustic system, which is brought because of more acoustics attention on the theatre and enhancement of the modern acoustic system features and use. Additionally, it introduced the solutions that how to practice the concept of modern acoustic system by Vivace system.

Vivace system; room acoustics; amplified sound; natural sound

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.08.010