教学实验性多功能厅的声学及音响系统设计

宋盛姗

多功能厅堂的声学和音响系统设计有一定的规范性，根据不同的使用需求又有一定的多样性，学校内以实验教学为主的多功能厅还应兼顾教学性。本文以武汉音乐学院演艺厅改造项目为例，对声学及音响系统的设计思路做简单阐述。

【关键词】多功能厅 音响系统 设计

1 简介

武汉音乐学院演艺厅位于学校排演中心三楼，是一个可容纳约200名观众的小型表演场地。一直以来承接了学院内部各类汇报演出以及校内外的各类交流活动。为配合演艺学院的特色专业发展，促进各学科之间的交流融合，学校于2016年对演艺厅进行了全面的改造，旨在打造一个融合声光电等多项技术的综合性的表演实验场地。

现改造项目已竣工，全新的演艺厅可供室内乐、舞台歌舞剧等演出、也可供艺术讲座、中型会议等使用，而且可为各种演出提供专业级别的演出环境和非常出色的演出系统。从2017年初改造完成至今，演艺厅开展的各项活动充分突显了演艺学院的专业特色。

本文将从声学设计和音响系统集成两个方面概述演艺厅的改造思路。

2 建筑声学主要设计思路

改造前，演艺厅的结构存在一些问题，视觉空间压抑，声场浑浊，音响控制室位于舞台后方不利于调音等。考虑到需要满足实验性教学的需求，并且需要兼容多个种类和规模的演出类型，改造思路上对演艺厅的整体造型、厅堂布局以及最终的声学参数都做了全新的调整。改造后的演艺厅总容积2431m3，坐席164座。平均每坐席容积为8.6m3/座。整个空间呈浅色，视觉空间较之前得到极大的扩展；重新规划后的舞台呈梯形结构，舞台上方安装电脑灯，背景墙为超宽LED显示屏，原来位于舞台后方的控制室搬到观众厅背面中间位置，使舞台空间更优化，音响控制更合理。

另外，为了解决之前声场浑浊的问题，需要重新设计混响时间。混响时间是人们对厅堂音质最基本的判断标准，所以在对演艺厅的声学设计上也做了很多考量，通过布置吸声材料及吸声构造，以达到设计要求。对音乐演奏而言，需要较长的混响时间，而对于演讲和会议来说，较短的混响时间可提高清晰度。演艺厅定位为一个多功能的表演厅堂，需要一个适中的混响量，按满场中频（500Hz-1000Hz）测量推荐为1.3-1.5s。根据不同的使用要求，各频率的混响时间也应有适当的比例，对于演艺厅来说，使用了话筒和音箱等扩声设备之后，我们希望其混响时间仍呈现较为平直的频率特性（如表1所示）。实际测量结果都基本达到了预期目标值。

主要的声学处理手段有：观众席后墙做吸音处理，且有扩声的情况下，为了减少“啸叫”，舞台各个墙面均作吸声处理，采用复合穿孔吸音板，内侧填充玻璃纤维吸音棉，留有150mm空腔，增强对低频声的吸收，减少舞台声音的浑浊度。

实际的演出效果是最好的检测方法。2017年5月，演艺学院“合纵杯”流行音乐大赛决赛在演艺厅成功举行，演艺厅良好的建声环境和灵活的扩声系统为演出提供了极大的创作空间，呈现了良好的视听享受。

3 音响系统主要设计思路

对于音响系统的设计，我们的出发点是需要稳定的构架可以应对频繁的演出活动，灵活的信号分配以及需要考虑到教学的先进性。为此，设计中对比了目前国内几种应用较为广泛的音频构架，包括传统构架，MADI传输和IP传输。

演艺厅原先的音响系统即为传统构架，它以传统的模拟及数字音频线缆来传输音频信号，在设备与设备之间进行信号的点对点直传。这种技术最为稳定，但相对老旧，信号之间的路由需要借助音频跳线来手动的跳接完成，不够灵活，扩展性较差，且不太具备教学的先进性；IP传输技术则为现在音频领域中最为领先的技术，设备之间以网络交换机为核心构建网络矩阵系统，以IP数据包格式相互传输音频信号。但此种构架在国内的音频行业还未得到广泛的应用，其稳定性还未经验证，对于演出较为频繁，且使用者主要为学生团队的演艺厅来说，并不是最好的系统解决方案。因此，演艺厅的音响系统设计方案最终考虑了目前相对最为稳定的MADI矩阵的构架方式。

MADI格式原意为Multichannel-Audio-Digital-Interface（多通道音频数字接口），是AES协会发布的AES10数字音频格式。目前，广泛应用于国内各大电视台，剧院的演出系统当中，是应用最为广泛，最稳定且灵活的音频构架。系统中设备以MADI矩阵为核心通过光纤和同轴线缆进行连接。设备之间互相传输双向64通道的数字音频信号。每个设备均可将信号传送至MADI矩阵，通过矩阵，再将信号分配至一个或多个目地地。对于演出来说，该系统非常灵活，且安全稳定；对于教学来说，相对传统构架方式来说，该音响系统具备了教学的前瞻性。

4 演艺厅音响系统详细介绍

4.1 音响系统介绍

音响系统主要由以下部分构成（如图1所示）。

A为MADI矩阵核心：4端口MADI矩阵，支持SC多模光纤或同轴BNC接入。

B为舞台信号输入输出接口。舞台前后共16个XLR输入接口，通过ADAT转换器将信号送入MADI矩阵。

C为舞台扬声器扩声及返送。主扩及返送扬声器，分别接两台MADI-模拟转换器。

D为数字调音台。具备MADI接口的YAMAHA数字调音台。

E为环绕声监听。5.1监听，接入一台MADI-模拟转换器，前端配有音量控制器。

F为多轨音频记录及重放系统（数字音频工作站）。

此系统以MADI矩阵A为信号的路由中心，所有设备均连接至这里。信号源为舞台的地插话筒输入和手持无线话筒，分别由B和D接入矩阵。调音台将信号混合处理之后再将信号发送回矩阵，通过矩阵的再次路由将信号输出至C扩声和返送系统以及E环绕声监听系统。F音频工作站则是声音记录的部分，可以分声道录制现场的信号。

4.2 实用案例的信号路径分析

根据不同类型的演出或教学需要。我们可以把此演艺厅的实际使用情况分为以下几类：

4.2.1 演出或彩排

此类应用主要使用舞台的有线话筒和无线手持话筒，并且需要使用調音台和扩声返送音箱，同时还需要工作站来播放伴奏。系统的信号路径如下：

B+F→A→D→A→C

信号源来自舞台的有线话筒及音频工作站的放音（B和F），之后通过矩阵A将这两种信号送入调音台D。调音台将信号混合后通过输出再送到矩阵A，最后A将信号送至扩声音箱C。

4.2.2 多轨录音教学

此类应用主要是让学生们学习如何在演出时进行多通道的同期录音。此时需要使用音频工作站来记录。信号路径与a类似：

B+F→A→D→A→C+F

最终信号除了通过扩声音箱C重放，还通过数字音频工作站F记录下来。

4.2.3 环绕声作品赏析

当进行环绕声类型作品的赏析时，需要用到多轨音频工作站的放音和环绕声监听音箱的声音重放。信号路径如下：

F→A→E

音频工作站F将环绕声的信号送至音频矩阵A，A再将信号直接送给环绕声监听音箱E。可通过信号前段的音量控制器调节音量。

演艺厅这套音响系统在几次大型的演出中都得到了较好的表现。

5 总结

此次演艺厅的改造，从声学设计到音响系统都实现了质的飞跃，特别是MADI矩阵音频系统，在以教学为主的实验性厅堂中使用并不广泛，其灵活性有一定的借鉴意义。全新的演艺厅将为演艺学院表演专业的学生提供效果极佳的展现舞台，为音乐编辑与制作专业的学生提供丰富的实践机会，为培养适应市场环境的多功能复合型人才，发挥出更重要的意义。

参考文献

[1]李国棋主编.国家大剧院音响技术及演出管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

作者单位

武汉音乐学院 湖北省武汉市 430060