杜比全景声在剧院中的应用

罗斐

【摘 要】 介绍青岛东方影都大剧院杜比全景声系统的功能定位、系统构成、设计难点、测试评价，并提出全景声扬声器在 不规则大空间中的映射布置方法。

【关键词】 杜比全景声；电影放映；外切矩形法；房间声学增强；可变混响；全吸声；大空间

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.06.006

The Application of Dolby Panorama in the Theater

-Take the Qingdao Oriental Cinema as An Example

LUO Fei

（WANDA Cultural Tourism Planning and Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100022， China）

【Abstract】The function location， system composition， design difficulty and test evaluation of Dolby panoramic sound system of Qingdao oriental cinema grand theater are introduced. The mapping arrangement of panoramic loudspeaker in irregular large space is presented for the first time.

【Key Words】Dolby panoramic sound； film screening； external rectangle method； room acoustic enhancement； variable reverberation； full sound absorption； large space

东方影都项目位于青岛市西海岸经济新区，总投资约500亿元，占地376公顷，总面积540万平方米，是目前全球投资规模最大的影视产业项目，包含影视产业园、商业区、大剧院、秀场、酒店群、会议中心、酒吧街、游艇码头、国际医院、国际学校等众多业态，其中大剧院命名为东方影都大剧院（以下简称“大剧院”），总建筑面积2.4万平方米，约2 000座观众席，设计理念取意于“碧海银螺”，外立面采用横向贝壳带状纹路，临海而立，已成为青岛新地标性建筑之一。

1 定位和功能

大剧院主要是为电影节之用，从而设计为多功能剧场，需要满足高品质的电影放映、颁奖典礼、国际会议、现场演出、音乐会、交响乐等众多使用需求。考虑到不同演出形式对听音环境的要求有所差异，观众厅的固定混响时间设计为1.0 s，并可通过配套系统快速调整，可加长至3.4 s或以上。在短混响条件下，可满足放映电影、举行颁奖典礼及国际会议的需求；在长混响条件下，则可以进行综艺节目、音乐会、交响乐等多种形式的文艺演出。大剧院的外观和内景照片见图1和图2。

为满足这些功能，剧场内除了配置常规的舞台设备，还特别设置了一套房间声学增强系统（Room Acoustic Enhancement，以下简称“可变混响”）和一套杜比全景声（DolbyATMOS）电影还音系统，分别用于观众厅听音环境的调节和电影放映。以下针对全景声系统进行介绍。

2 系统介绍

全景声是美国杜比公司于2012年推出的一套基于声音对象的多声道标准，是全球应用最为广泛的电影还音解决方案之一。文中全景声特指电影处理器后端的功放、扬声器部分，即电影B环还音系统。

2.1 扬声器

扬声器包括屏幕扬声器和效果扬声器。系统共使用了190只扬声器，其中，屏幕扬声器92只，效果声扬声器98只。

2.1.1 屏幕扬声器

屏幕扬声器由5组线阵列和1组次低频阵列组成，每组线阵列包括12只双8英寸全频单元和4只单18英寸低频单元。次低频阵列包括12只双18英寸次低频单元，屏幕扬声器详情见表1，布置示意见图3。

2.1.2 效果揚声器

效果扬声器由墙面和天花扬声器组成，墙面效果声共74只，分为一层、二层以及一二层共用的扬声器；天花效果扬声器24只，分为顶棚及挑台下扬声器。根据覆盖的区域不同，池座和楼座主要区域采用单12英寸、单15英寸两分频点声源，在挑台前和挑台下采用了单10英寸、单5英寸点声源。效果扬声器详见表2，布置示意见图4。

2.2 信号系统

整个系统包括共58路独立信号通道，屏幕扬声器6通道，分别为左、左中、中、右中、右、低频扩展；效果声扬声器52通道，分别为左环9通道、右环9通道、后环10通道、顶环20通道，次低频4通道。杜比全景声处理器最大通道数64路，如果每只效果扬声器都采用独立信号通道，处理器通道数远远不够。为此，系统增加了信号分配器，并对后环、顶环效果声信号进行了优化组合及分配。

3 问题及解决方案

大剧院的电影全景声系统是一个全新的应用，此前国内没有先例。在项目决策及实施过程中遇到了许多全新的问题，笔者所在的团队花费半年多的时间在全球范围内进行了问卷调查、剧场调研、技术方案的比选等工作，并与国际电影音效标准厂商及知名扬声器厂家进行了多次技术讨论，下面将遇到的关键问题及解决方案与大家分享。

3.1 如何设定剧场的声学指标

混响时间是前期讨论最多的话题，作为一个能放电影、办演出、演奏交响乐的剧院，大多数人都会认为这是一个传统意义上的多功能剧场，即混响时间应设定在1.5 s～1.8 s。如此，可以满足大部分文艺演出的要求；放电影时，听众在2 000座的大空间内，就算混响时间稍长也能接受；对交响乐演奏，可采用电声系统等进行适当增强，效果尚可。这种思路虽然做到了兼顾各类使用功能，但也对电影放映和交响乐的演出效果做出了极大的妥协。作为举办国际电影节的场所，电影放映和开闭幕式的文艺演出都是重点，如果要高品质地呈现电影和音乐的声音，就要把剧场按照电影院来做，然后通过调整混响时间来满足文艺演出和交响乐的要求。

把一个能容纳2 000人、容积超过20 000 m3的观众厅做成一个全吸声的大空间，混响时间做到1.0 s来播放电影，然后通过物理或者电子方法把混响时间再调整到3.0 s以上进行交响乐演奏，这样的方式在国内外的剧场中都没有应用的先例，存在一定的风险。在项目前期方案设计阶段，主要担心的是可变混响的技术不成熟，无法大范围地调整混响时间。毕竟，采用物理可变混响的方式混响时间可调范围小、成本高，不可行；采用电子方式的可变混响在大范围调整混响时间时存在声染色的问题，且国内外的成功案例也不多。

为此，笔者所在的团队对全球知名的电影首映式的场所进行调研，考察了美国杜比剧场、法国戛纳电影节主会场等电影节举办场所。本着建设世界一流电影节的理念，最终确定了大剧院的建声采用短混响全吸声的方案，中频空场混响时间设定为1.0 s，这为用于电影放映的全景声系统奠定了坚实的基础。

3.2 如何选择屏幕扬声器

确定混响时间之后，接下来面临的问题是如何选择电影主扬声器。电影屏幕设置在舞台台口内侧，宽20 m、高11 m，采用增益为1.4的平板透声白幕，订制整体框架并设置声障板，可电动升降。屏幕到池座后墙超过35 m，屏幕到楼座后墙超过43 m，池座和楼座的宽度都超过40 m。如此规模和体量的“影院”，需要探索综合性的解决方案才能满足要求。

传统思路是定制特大型带号角的电影主扬声器，为满足覆盖和声压级要求，主扬声器尺寸会非常大，不便于安装调试和后期运维，且恒指向性对楼座的全频段覆盖不太理性。综合考虑后，选择了可升降的线阵列簇做屏幕扬声器，线阵列能量较为集中，可以覆盖更远的距离，同时，还能通过调整阵列中各扬声器间夹角角度均匀覆盖楼座和池座，也便于安装调试和后期运维。

3.3 如何布置效果扬声器

全景声扬声器的布置规则只适用于常规电影院，即只有一个连续矩形听音面的规则声学空间，根据电影院的长、宽、高及屏幕位置和大小，给出建议的扬声器数量、位置和安装角度。

大剧院的池座、楼座是两个不连续的听音面，听音面呈马蹄形分布，且池座、楼座、挑台下池座是三个不同的声学空间，与电影院的差异较大，尤其对墙面效果扬声器而言，无法按照原有的规则进行布置。杜比公司也没有类似大空间的布置经验，经过双方反复讨论，笔者所在的团队找到了一种快速便捷的方法，将效果扬声器从平面墙映射到曲面墙，且指导了后续的设计和安装。

首先，找到观众厅的参考聆听位①，对观众厅墙面做外切矩形；按照全景声的布置方法在外切矩形上进行扬声器布置；将扬声器中心轴与参考聆听位进行连线，相交于观众厅墙面；在交点处做切线，交点即为扬声器的实际安装位置，示意见图5。

这种外切矩形法明确简便，能保证在原有布置规则的基础上，针对不同空间体型进行适度变化，便于电影环绕声技术在实际操作中的运用，特别适合于非传统电影院厅堂中杜比全景声音响系统的设计和工程实践。这种将全景声扬声器布置规则映射到不规则的空间中的独特方法，已经得到了杜比公司的认可和推广。

另外，为保证观众厅的美观，要求大部分效果扬声器暗藏。因此，观众厅内共暗藏了108只②扬声器，特别是池座后墙，分布了1个声控室、1个光控室、1个具有5个放映孔的电影放映间以及6个需要开窗的同传译员间。除此之外，后墙还需要暗藏28只效果扬声器，其中包括4只单18英寸次低频扬声器。

由此可见，本项目扬声器安装之复杂、要求之高也是国内外少见。

4 系统调试

考虑到剧场的电影属性，在声场调试时更多地侧重影院扩声，主要参考了GY/T183-2002《数字立体声电影院的技术标准》，该标准适用于容积为5 000 m3以下和800座以下的无楼座的电影院，为了使最终的声场能更好地还原影片的效果，笔者所在的团队对传统影院的调试方法进行了调整。

声场调试时，选取参考聆听位对每个独立通道进行声场测试和调整；测试声源采用正弦扫频信号③；每通道扬声器的频响曲线参照ISO 2629-2015（E）相关要求④调整；每个通道扬声器在参考聆听位的连续声压级调整为85 dBC。所有参数调整都在电影处理器⑤中进行，对于个别通道频响响应曲线需大幅调整的，會在功放处理通道中预先进行修正。

5 评价和总结

大剧院于2017年底组织邀请国内多位著名音乐人，电声、建声专家参加测评会，大家一致认为，全景声系统主观听音效果优良、声像定位准确、音质好、语言对白清晰，能明显感受到“声音包围感”和“方位感”。

东方影都大剧院已经于2018年5月1日正式开业投入使用，目前设备运转良好，运营公司反馈：体验过全景声的观众表示非常震撼，对效果很满意。东方影都大剧院首开先河将全景声系统用于剧场，并与可变混响系统兼用，特别是首次提出的全景声扬声器布置规则映射到不规则空间中的方法，为剧院拓展使用功能提供了可借鉴的解决思路和方案，是全球领先的电声应用案例。

注释：

①池座选取电影屏幕中央到池座后墙中央连接线的三分之二处作为参考聆听位；楼座选取第一排中心点作为参考聆听位。

②观众厅内共暗藏108只扬声器，其中全景声扬声器80只，可变混响扬声器28只。

③正弦扫频信号主要技术指标：采样频率48 kHz，周期5 s，起始频率2 Hz，结束频率24 kHz，峰值电平-30 dBFS。

④相关要求是指ISO 2629-2015（E）中的表格Table1、TableA.1，图Figure 5、FigureA.1；

⑤电影处理器指DolbyCP850，固件版本号2.3.0.1。

参考文献：

[1]Dolby AtmosSpecifications Issue 3.

[2]ISO 2629-2015（E）：Cinematography—B-chain electro-acoustic response of motion-picture control rooms and indoor theatres—Specifications and measurements.

[3]GY/T183-2002，数字立体声电影院的技术标准[s].