数字音频效果器在中国国家博物馆的应用探讨

张 悦

（中国国家博物馆，北京 100006）

0 引言

中国国家博物馆是一座历史与艺术并重，集收藏、展览、研究、考古、公共教育、文化交流等功能于一体的综合性国家博物馆，是国家重要的文化场所之一，发挥着“文化客厅”的作用。历经改扩建工程之后的中国国家博物馆内设有国博剧院、学术报告厅兼3D 数码影院、西大厅以及演播室等场所。国博剧院拥有712 座双层观众席，舞台尺寸为20 m×14.2 m×10 m，主要进行各类文艺演出、大型会议、讲座、论坛、年会庆典等活动；学术报告厅兼3D 数码影院拥有264 座观众席，观众厅尺寸为13 m×25 m×8 m，银幕尺寸为12 m×5.9 m，一般用来举办各种学术讲座、论坛、文化沙龙、新闻发布会及影片首映仪式等，同时也举办小型音乐会和艺术交流等活动；西大厅主要进行大型展览开幕式、大型仪式、音乐会等活动，活动规格较高；演播室面积527 m2，可用于视频节目录制及文物数据信息采集等。

随着数字技术的快速发展，数字音频技术广泛应用于电视节目制作、电影声音创作、音乐相关的演出及录音制作等各个领域。在国家博物馆，复杂而多样的数字音频效果器及效果插件也发挥着重要的作用。常用的有均衡器、压缩器、混响器、延时器、噪声门等[1]。数字音频效果器可在操作系统下独立运行处理，而效果插件必须依托于数字音频工作站运行处理。

1 语言类应用

1.1 大型仪式、会议、论坛类应用

中国国家博物馆每年举办展览开幕式、研讨会、学术论坛数百场，在这类活动的扩声及录音工作中，语言清晰度（Rapid Speech Transmission Index，RASTI）是扩声质量好坏最重要的衡量标准。根据语言清晰度和辅音清晰度损失率百分比（AL%）的理论：

式中：D2为扬声器离最远观众席的距离，T60为厅堂混响时间，Q为指向性因数，N为功率比，V为房间体积，M为临界距离的修正值，通常为1。实践证明，AL%越小，语言清晰度越高。声学家认为，AL%＜6.6%为较好的清晰度，AL%≤15%尚可，为临界值，AL%＞25%不可接受。根据公式可以看出，降低AL%有两种方式：降低场馆内的混响时间，防止甚至消除回声等声学缺陷。在厅堂环境无法改变尤其是针对中国国家博物馆多个大厅内部构造无法进行建筑声学改造的特点，在电声上选择高Q值、数量N少的扬声器系统[2]，特别是选用线阵列扩声系统更为适合。比如西大厅举办的开幕式等大型庆典活动，JBL VT4887 线阵列系统凭借其较强的指向性和较大的声压级，可以均匀、有效覆盖观众区，再通过Soundcraft Vi6 数字调音台系统内嵌的各种数字效果器模块对话筒拾取的语音信号进行均衡、压缩等处理。在均衡器的使用上，调音台自带的参量式均衡器可以精确调节多个频点。5 000 Hz 以上的频率成分对语言清晰度的影响很大，需要适当进行提升，加强辅音清晰度，但不可提升过度以免造成齿音明显；并且适当提升3 000～4 000 Hz 的频段可以使人声语音明亮，尤其是在西大厅这种混响时间较长的厅堂里尤为重要。最重要的是在现场要根据不同发言人的声音特点用效果器进行灵活调整。

1.2 解说词、语音导览的录制

国家博物馆录音棚需要录制大量的解说词和语音导览。录制话筒使用了大振膜电容话筒Neumann U87Ai。它的频响曲线平直，能更好地还原声音本质，灵敏度较高。在录音室里，中央空调工作的声音、衣服的轻微摩擦声、口水音、齿音及讲话气流的喷口声音、耳机的漏音等不必要的环境噪声也会被录制得非常清楚。要获得好的录音，在前期录音过程中注意避免噪声产生格外重要。一旦产生无法回避的噪声，通过话筒和话放的设置也解决不了信号音色的问题时，可以使用Waves 效果器的降噪插件和均衡器Q10 进行处理。录制“古代中国”儿童版语音导览时，采用“妈妈”与“孩子”互动对话的形式对文物展开介绍，为此邀请了9 岁以下的儿童与社会教育部讲解员一同进行解说词的录制。儿童天性好动，录制难度大，不可避免地产生衣服摩擦的声音、解说词纸张抖动的声音、肢体与桌面物品接触发出的杂音等。同时，儿童的语音动态范围大，解说词不熟练的地方会磕磕绊绊，音量较小，录到感兴趣的部分又会突然加快语速、提高音量。同时，受时间和条件所限，有时多人对话共用一只话筒，说话人不能同时对准话筒振膜发声，拾取的声音必然会存在音色的偏差。这些问题也要通过数字音频效果器进行处理。环境噪声等持续性噪音可以通过Waves Noise Suppressor 插件实时分析筛选出来，直接进行衰减和调整，最小化地减少人工修复的痕迹直至人耳可以忽略的程度。后期制作时可以利用X-noise 插件对录音过程中突发的偶然的噪声进行抓取和衰减处理。对于讲解员，不需要做太多的声音处理，可以运用RVox 插件使得声音响度更高，更饱满亲切，声像更靠前一些。

2 音乐类应用

国家博物馆剧院、学术报告厅、西大厅等场地每年举办的活动有千余场，如配合“罗马与巴洛克艺术”展的系列活动《当鲁特琴遇见琵琶》音乐会、配合波兰艺术展“来自肖邦故乡的珍宝——15 至20 世纪的波兰艺术”钢琴独奏音乐会、《红楼梦钢琴协奏曲全球首发》音乐会、《旷世清音·中国弦乐之美》音乐会、配合“中国戏曲学院教育70 年成就展”的弓弦音乐节系列专场音乐会等，其中不乏艺术造诣极高的文艺演出活动需要现场录制和后期制作。例如，紫禁城室内乐团的《高山流水觅知音》民乐音乐会和弓弦音乐节的《戏韵弦歌》都属于以民乐为主的演出。后期缩混时需要对主奏乐器增加压缩和单独的混响。民乐团低频乐器音色比较粗糙，高频又略显刺耳，容易引起紧张不适的听感。因此后期缩混时需要仔细感受所调整的频段对声音音色的影响，给各种民乐器相互融合的频谱空间。因受学术报告厅舞台空间纵深的限制，民乐团座次并不能完全按照惯例进行布局，所以乐器的各声部音响效果也不够平衡。所以录制时全部采用点话筒拾音，尽量避免来自其他乐器的串音，便于后期调整。使用Waves S1 stereo imager 重新设计了乐器声像，在母带处理阶段对主输出通路加入较大的混响和较小的压缩Waves Rverb-concrete venue empty和L2，稍做声场扩展，尽可能保留作品原貌的同时强化风格特色，并且使用Waves Maxx BCL 插件获得最佳的动态范围和清晰度。

3 未来的应用方向

数字音频效果器对声音的处理不仅局限于日常音频工作，它还可以创造出特殊的声音效果甚至是非现实的音响。国家博物馆在声音设计制作方面有很大的发展空间，可细化为三个方向。

3.1 展览互动装置的声音设计

国家博物馆每年开设的展览有数十个，越来越多的展览在策展过程中重视声音元素的运用。目前展览所采用的媒介手段比较单一，在“天地同和—中国古代乐器展”“梅澜芳华”这些与声音密切相关的展览里，大多用投影或者触屏来播放多媒体资料片。在声音互动装置上，国内已经有很多非常优秀的例子可以借鉴，不论是用实验性乐器还是非传统演奏主体，都为声音的产生和组织提供了更多的可能性[3]。如“腾讯T-day 公共艺术基金”项目在西安咸阳机场设置的大型隔空触发的巨型乐器《汉唐韵律》。置身其中，装置会自动捕捉人体关键点进行动作的识别，从而触发机械模组，将肢体动作转变成不同音高、快慢的民乐和弦播放出来，实现了人们与AI 分析技术合作演奏出独一无二的旋律。这些古琴、古筝、琵琶、箜篌等民乐的声音元素，就是先对声音元素进行设计制作，再经过数字音频技术处理后加入到互动装置当中的。当声音加入到以视觉感知为主的装置中，音乐的表现力将得到极大的拓展，实现了科技与艺术的巧妙结合，使观众获得更新鲜立体的观展体验，能够更好地为展览服务。

3.2 展览宣传片的声音设计

展览宣传片与影视作品有异曲同工之妙，观众每时每刻听到的声音都不是偶然发生，而是事先设计好的。宣传片中的音响可以是摄像机以纪实方式记录下来的同期声，也可以是很多个与画面相关的声音片段，再由音响师组合起来的结构化了的声音，用以描绘所需要传达的一种整体声音印象[4]。国家博物馆官方宣传片中出现的声音元素包括音乐、解说词、特殊声音效果等，都是精心设计并通过数字效果器及效果插件来处理润色，最终在片中呈现出来。当镜头给到《开国大典》油画特写时，镜头对准油画里的天空逐渐放大，随即穿越到浩瀚宇宙，展开宇宙航天探索外太空的情节。该段落的音效设计就是基于电子风格的音乐，叠加带有科幻色彩的非自然音效，用均衡器加重了低频，再用声像重组的效果器分配声音素材，模拟飞船驶过的环绕声效果，营造出一种沉稳又神秘的太空氛围。

3.3 网上展厅、线上讲座等

当下传统旅游行业和演出行业所遭受的冲击较大，但是同样为线上发展提供了巨大机遇。国内各大博物馆、剧院和艺术团体，纷纷利用自媒体平台或者大型音视频网站推出在线观看的视听作品或进行直播。随着5G、超高清影像、VR、多视角技术、千兆宽带等技术的推广应用，线上将成为线下的有力互补，成为一种不可取代的新形式为公众服务。近两年，国家博物馆大幅减少了线下的讲座及教育类活动，严格采取预约制限制每日客流量。同时为了满足人们迫切的观展需求，国家博物馆在官网设置了网上展厅。点击进入某一主题的展厅，即可以第一视角在线观展。在展厅内点击文物可以收听到与之相关的语音介绍。线上讲座以最受欢迎的国博讲堂为例，线上可观看的视频是架设在讲座现场两台摄影机的纪实视频，所录即所得。如果能对线上展览和讲座进行合理的声音设计，用数字音频效果器提升音质，甚至用虚拟环绕声技术来塑造一个新的声场，观众即便用耳机聆听也将会获得耳目一新的视听体验[5]。

4 结语

数字音频技术尤其是沉浸式虚拟互动体验下的数字声音艺术是一个必然的发展趋势。目前国内厂商已经推出相应的产品并在国内外不断深入实践，如深圳易科公司研发的ezAcoustic X-Core 系统，它可以与沉浸式扩声技术完美融合，对所设计的声音情境虚拟重构。如何将新的数字音频效果器技术与中国国家博物馆的职能进行有效的结合，以期在设计和制作应用方面更上一个台阶，是相关工作人员未来努力的方向。