體育場(chǎng)館混響時(shí)間過長(zhǎng)?線陣音響系統(tǒng)的集中吊掛技術(shù)解析

大型體育場(chǎng)館(如田徑場(chǎng)、足球場(chǎng)、演唱會(huì)場(chǎng)地)常面臨混響時(shí)間過長(zhǎng)的問題。這種現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響擴(kuò)聲系統(tǒng)的語(yǔ)言清晰度和觀眾的聽覺體驗(yàn)。本文將闡述體育場(chǎng)館混響時(shí)間過長(zhǎng)的原因及其負(fù)面影響,介紹線陣音響系統(tǒng)在控制聲能分布、提高直達(dá)聲比例方面的優(yōu)勢(shì),并重點(diǎn)解析“集中吊掛”技術(shù)的核心邏輯與實(shí)施條件。最后,我們結(jié)合田徑、足球和演唱會(huì)等場(chǎng)景的實(shí)例,探討集中吊掛的線陣系統(tǒng)如何兼顧遠(yuǎn)近觀眾、抑制混響影響、增強(qiáng)語(yǔ)音清晰度,并提出設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。
體育場(chǎng)館混響時(shí)間過長(zhǎng)的原因及影響
體育場(chǎng)館由于體積巨大、結(jié)構(gòu)特殊,往往會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的混響時(shí)間。主要原因包括:
開放式結(jié)構(gòu)與大體積空間:很多大型體育場(chǎng)館為空曠的開放結(jié)構(gòu),體積動(dòng)輒數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)立方米。如此大的空間使得聲波在停止發(fā)聲后仍持續(xù)反射、衰減緩慢,造成較長(zhǎng)的混響時(shí)間。空?qǐng)鰰r(shí)混響尤為嚴(yán)重,一些場(chǎng)館中頻段空?qǐng)龌祉憰r(shí)間可高達(dá)2.5~5秒以上;即使坐滿觀眾后,人群吸聲將混響時(shí)間從約2.7秒降至1.8秒左右,但依然顯著。這種量級(jí)的混響遠(yuǎn)高于語(yǔ)音清晰傳播所需的1.0~1.8秒范圍。當(dāng)混響時(shí)間延長(zhǎng)到3~5秒時(shí),后續(xù)語(yǔ)句往往被前一語(yǔ)句拖尾淹沒,語(yǔ)言幾乎無(wú)法聽清。
吸聲材料缺乏:體育場(chǎng)館多采用混凝土、金屬看臺(tái)等硬質(zhì)材料,吸聲性能差。頂棚若為金屬屋面或干脆無(wú)頂棚(露天體育場(chǎng)),缺少吸音處理,導(dǎo)致聲能反復(fù)反射而不被吸收。看臺(tái)座椅通常為塑料或金屬,在沒有觀眾時(shí)吸聲極有限。建筑設(shè)計(jì)若未專門考慮聲學(xué)優(yōu)化,容易造成混響時(shí)間超標(biāo)。例如相關(guān)規(guī)范建議大型場(chǎng)館的混響時(shí)間應(yīng)控制在約1.6~1.8秒,否則聲音將過于混雜拖尾,難以分辨。
聲反射和回聲路徑復(fù)雜:觀眾看臺(tái)呈環(huán)繞式分布,大量平行硬表面容易形成多重回聲和顫動(dòng)回聲等缺陷。比如對(duì)面的看臺(tái)結(jié)構(gòu)會(huì)將聲音反射回來(lái),產(chǎn)生明顯的延遲回聲,進(jìn)一步降低語(yǔ)言清晰度。若揚(yáng)聲器布置不當(dāng)(如過多分散點(diǎn)聲源沒有合理延時(shí)),多個(gè)聲源發(fā)出的聲音在場(chǎng)館內(nèi)不同路徑到達(dá)聽眾耳中,產(chǎn)生時(shí)間錯(cuò)位的疊加,削弱了直接聲的清晰度,令觀眾感覺聲音模糊不清。
過長(zhǎng)的混響時(shí)間和復(fù)雜回聲直接損害語(yǔ)言清晰度和觀眾體驗(yàn)。講話者明明聲音足夠響亮,卻因混響掩蔽效應(yīng)使觀眾難以聽懂內(nèi)容。這不僅影響比賽解說、演出歌詞的傳達(dá),也可能成為安全隱患(緊急廣播聽不清)。因此,如何控制混響、提高直達(dá)聲在總聲能中的比例,是體育場(chǎng)館擴(kuò)聲設(shè)計(jì)亟待解決的關(guān)鍵問題。
線陣音響系統(tǒng)的聲學(xué)特性與直達(dá)聲優(yōu)勢(shì)
針對(duì)上述挑戰(zhàn),線陣列音響系統(tǒng)(Line Array)因其獨(dú)特的聲學(xué)特性,被廣泛應(yīng)用于大型場(chǎng)館來(lái)提高直達(dá)聲比例、改善清晰度。其主要優(yōu)勢(shì)包括:
指向性可控,減少無(wú)效反射:線陣音箱由多個(gè)揚(yáng)聲單元垂直陣列組合,形成高度定向的聲束,垂直覆蓋角窄而水平方向覆蓋廣,可將聲音精確投射到觀眾區(qū)域。相比傳統(tǒng)點(diǎn)聲源音箱指向性寬、能量向四處散射,線陣列能夠將聲能集中朝向聽眾,避免過多聲波射向頂棚或空曠空間。正如業(yè)界所指出的,窄指向性的柱陣或線陣系統(tǒng)有助于防止高頻在天花板(或看臺(tái)頂棚)上反射,而把聲音直接引向人耳,從而顯著提高清晰度。通過聚焦特定方向,線陣系統(tǒng)可以將不必要的反射和回聲降到最低,在混響嚴(yán)重的環(huán)境中尤為有效。
遠(yuǎn)距覆蓋能力強(qiáng),直達(dá)聲能量高:線陣列利用多個(gè)單元干涉耦合形成近似柱狀波前,聲壓隨距離衰減比點(diǎn)聲源更慢。這意味著在大型場(chǎng)館內(nèi),線陣聲音傳輸更遠(yuǎn)而聲級(jí)衰減更小,遠(yuǎn)處觀眾仍能清晰地聽到。一組垂直懸掛的線陣揚(yáng)聲器通過精心設(shè)計(jì)的曲率和功率分布,能夠在前后場(chǎng)提供均勻的聲壓覆蓋,使整個(gè)看臺(tái)區(qū)域獲得一致的直達(dá)聲響度。例如,與單只音箱輸出的球面波相比,線陣列的窄波束能量更集中,不僅減少了早期衰減,還降低了因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)而不得不提高功率所導(dǎo)致的混響聲增加,從而提高直達(dá)聲在總聲場(chǎng)中的比例。
均勻覆蓋與聲場(chǎng)均勻度:借助專業(yè)設(shè)計(jì),線陣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前排到后排聲壓級(jí)變化很小(通常控制在±3~6dB以內(nèi)),聽眾無(wú)論距離舞臺(tái)遠(yuǎn)近都能獲得清晰且響度充足的直達(dá)聲。這種均勻覆蓋減少了補(bǔ)聲揚(yáng)聲器的需求,降低不同聲音源之間的相互干擾。同時(shí),線陣列良好的相位一致性和耦合設(shè)計(jì)使其在整個(gè)聽眾區(qū)提供高保真、高清晰度的聲音,再輔以適當(dāng)均衡,可確保語(yǔ)言的可懂度(如STI、ALCons指標(biāo))達(dá)到優(yōu)秀水平。
概括來(lái)說,線陣音響系統(tǒng)通過指向性控制和遠(yuǎn)距離均勻覆蓋,在大型混響空間中大幅提升了直達(dá)聲占比和語(yǔ)言清晰度。這為后續(xù)采用集中吊掛技術(shù)奠定了基礎(chǔ):有了線陣良好的可控聲束,我們可以進(jìn)一步優(yōu)化其在體育場(chǎng)館內(nèi)的布置,以克服混響挑戰(zhàn)。
“集中吊掛”技術(shù)的核心邏輯與實(shí)施條件
集中吊掛是體育場(chǎng)館擴(kuò)聲中一種部署策略,即將線陣揚(yáng)聲器系統(tǒng)集中懸吊在特定位置(或少數(shù)幾個(gè)位置),而非分散安裝在場(chǎng)館周圍。其核心邏輯在于用更少的聲源點(diǎn)獲得所需覆蓋,通過高度集中的聲能投射和精準(zhǔn)指向,減少聲波在空間內(nèi)的無(wú)序散射,從而降低混響影響。實(shí)施這一技術(shù)需要滿足若干條件和講究科學(xué)的方法:
吊掛位置選擇:首先要確定最佳的吊掛位置,一般位于場(chǎng)館空間的中心或接近中心的高處。例如在室內(nèi)體育館,可利用屋頂桁架將線陣集群吊掛在場(chǎng)地中央上方;在露天或半開放的體育場(chǎng),也可選擇主看臺(tái)上方或場(chǎng)地中央的懸臂結(jié)構(gòu)/記分牌下方作為集中吊掛點(diǎn)。選擇此位置的目的在于讓聲束可以覆蓋盡可能大的觀眾區(qū)域且路徑均勻。集中吊掛要求聲源居高臨下并居中,從幾何上縮短遠(yuǎn)端聽眾與揚(yáng)聲器的距離差,避免因左右不對(duì)稱或前后距離懸殊造成聲壓不均和延時(shí)差異。
陣列傾角控制:線陣模塊組合后需要根據(jù)觀眾席的分布調(diào)整垂直傾角和曲率。核心原則是“遠(yuǎn)距離多給聲,近距離少給聲”——通過改變線陣上下單元間的夾角和指向,將更多聲能投向遠(yuǎn)處看臺(tái),而減少直射近處區(qū)域的聲能,以補(bǔ)償距離衰減,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近聲壓均衡。上部揚(yáng)聲器通常指向遠(yuǎn)端觀眾席,角度較小、射程遠(yuǎn);下部揚(yáng)聲器則向近端傾斜,覆蓋近處區(qū)域。整個(gè)陣列的下傾角也需精準(zhǔn)設(shè)定,確保最上端單元的主軸剛好掠過最后排觀眾頭頂,從而避免把聲音射到空曠屋頂或場(chǎng)地上空。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,聲學(xué)工程師會(huì)借助計(jì)算機(jī)建模(如EASE軟件)反復(fù)模擬優(yōu)化,確定最佳的陣列曲線和吊掛高度。模型預(yù)測(cè)可以校準(zhǔn)各揚(yáng)聲器的覆蓋范圍,使疊加的聲場(chǎng)均勻且避免過多重疊。標(biāo)準(zhǔn)做法是在設(shè)計(jì)階段就利用聲學(xué)仿真確定陣列幾何參數(shù),然后據(jù)此實(shí)施吊裝。
波束覆蓋策略:集中吊掛通常結(jié)合波束成形和覆蓋區(qū)域劃分的策略。對(duì)于一個(gè)大型場(chǎng)館,可能采用單個(gè)巨型線陣覆蓋全部區(qū)域,或采用若干組線陣組成“爆炸式簇陣”(Exploded Cluster),各自覆蓋不同扇區(qū),以達(dá)到全場(chǎng)覆蓋的目的而仍保持聲源集中。無(wú)論哪種方式,設(shè)計(jì)時(shí)都需明確每組揚(yáng)聲器的覆蓋邊界,盡量將每個(gè)觀眾區(qū)域主要由一個(gè)陣列直接覆蓋,減少多個(gè)陣列對(duì)同一區(qū)域的重復(fù)照射(這會(huì)導(dǎo)致干涉和回聲)。波束覆蓋策略強(qiáng)調(diào)精確控制聲束形狀與范圍:通過調(diào)整線陣內(nèi)部各單元的增益和延時(shí)(即所謂“聲束成形”技術(shù)),可以進(jìn)一步細(xì)化聲能分布。例如,可以令陣列的上半部分聚焦遠(yuǎn)看臺(tái),中部照顧中距觀眾,下半部分作為近場(chǎng)補(bǔ)聲,從而做到遠(yuǎn)、 中、近觀眾各得其所,都處在主要聲束范圍內(nèi)。實(shí)踐證明,在長(zhǎng)混響空間內(nèi)采用高指向性、性能優(yōu)良且數(shù)量精簡(jiǎn)的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng),可以保證場(chǎng)館的語(yǔ)言清晰度。換言之,與其在各看臺(tái)部署許多小音箱,不如集中用少數(shù)幾組“大炮”將聲音打向各區(qū)域——聲源少意味著引入空間的總聲能路徑更簡(jiǎn)單,可顯著降低混響累積。
物理與結(jié)構(gòu)條件:實(shí)施集中吊掛還要求場(chǎng)館具備相應(yīng)的物理?xiàng)l件。首先是足夠的承重和懸吊結(jié)構(gòu):線陣系統(tǒng)重量不菲(可能數(shù)百公斤以上),需要安全的吊點(diǎn)(如屋頂桁架、天花梁或?qū)iT的吊架結(jié)構(gòu))來(lái)懸掛。吊點(diǎn)位置必須接近設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的理想坐標(biāo),高度一般在場(chǎng)地上方十幾米乃至數(shù)十米。其次,場(chǎng)館建筑應(yīng)預(yù)留走線和維護(hù)通道,以方便揚(yáng)聲器的吊裝、供電和信號(hào)連接。精確定位也很重要:集中吊掛陣列在水平面上應(yīng)盡量位于觀眾區(qū)域的幾何中心,以得到對(duì)稱的覆蓋。這 sometimes需要權(quán)衡建筑美觀和視線遮擋問題,但聲音效果優(yōu)先時(shí),可通過巧妙設(shè)計(jì)盡量把音箱隱藏于中央顯示屏、燈架等附近。只有當(dāng)場(chǎng)地結(jié)構(gòu)、承重和空間位置允許的情況下,集中吊掛方案才能順利實(shí)施并達(dá)到預(yù)期效果。
綜上,集中吊掛的核心在于**“集中+指向”:即通過高度集中的揚(yáng)聲器位置和精細(xì)的指向控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)全場(chǎng)的有效覆蓋且最小化對(duì)空間的次級(jí)激勵(lì)**(反射和混響)。這種設(shè)計(jì)理念已經(jīng)在多個(gè)大型場(chǎng)館的實(shí)踐中取得成功——采用高Q值、少數(shù)量的線陣系統(tǒng),確實(shí)可以在長(zhǎng)混響空間中顯著提升語(yǔ)言清晰度。
場(chǎng)景案例:田徑場(chǎng)、足球場(chǎng)與演唱會(huì)中的應(yīng)用
不同類型的體育場(chǎng)館在規(guī)模和結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn),集中吊掛的線陣系統(tǒng)需因地制宜設(shè)計(jì)。下面結(jié)合田徑場(chǎng)、足球場(chǎng)和大型演唱會(huì)三種典型場(chǎng)景,分析集中吊掛技術(shù)的應(yīng)用效果:
田徑場(chǎng)館
田徑場(chǎng)通常為橢圓形開放場(chǎng)地,四周看臺(tái)環(huán)繞而上方無(wú)頂棚或僅局部遮蓋。開放式結(jié)構(gòu)意味著聲音容易逸出上空,但看臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)仍會(huì)造成顯著回聲。傳統(tǒng)田徑場(chǎng)為了覆蓋400米跑道和觀眾,經(jīng)常在跑道周邊每隔一定距離架設(shè)揚(yáng)聲器柱或在主看臺(tái)上方安裝分散式音箱。然而,這種多點(diǎn)分散方案容易產(chǎn)生各區(qū)域聲音不同步和相互疊加的混響。采用線陣集中吊掛后,可以大幅改善這一狀況:
通常的做法是在主體育館的一端或中央架設(shè)集中式線陣簇。例如,將一組大型線陣揚(yáng)聲器吊掛在主看臺(tái)頂棚下方中央位置,指向?qū)?cè)看臺(tái);或在跑道內(nèi)場(chǎng)上方(如記分屏頂部)懸掛全向覆蓋的線陣陣列,俯射四周觀眾席。通過精確計(jì)算角度,遠(yuǎn)端的彎道看臺(tái)和近端直道看臺(tái)都能得到均勻的直達(dá)聲覆蓋。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),哪怕觀眾席最遠(yuǎn)處距離揚(yáng)聲器上百米,集中吊掛的線陣系統(tǒng)依然可以提供清晰的解說聲,語(yǔ)音清晰度顯著提升。某容量四萬(wàn)人的大型田徑場(chǎng)館在改造中就采用了中心吊掛線陣方案,最終測(cè)得觀眾區(qū)的語(yǔ)言傳輸指數(shù)(STI)達(dá)到0.5以上,主觀聽感清晰,獲得了一致好評(píng)。相比之下,改造前分散的小音箱系統(tǒng)由于混響疊加,很多觀眾席位難以聽清廣播;改造后集中線陣直達(dá)聲提高,連跑道遠(yuǎn)端的觀眾都反映比賽號(hào)令和解說變得清楚、有力。由此可見,在田徑場(chǎng)這種開敞空間里,集中吊掛利用線陣遠(yuǎn)距離投射的能力,成功抑制了多重回聲的干擾,讓觀眾無(wú)論身處跑道的任何角度,都能同步聽見清晰的聲音。
足球場(chǎng)館
現(xiàn)代足球場(chǎng)館多為橢圓或馬蹄形,全封閉或半開放結(jié)構(gòu),通常具備局部罩棚以遮陽(yáng)避雨。這類場(chǎng)館容納人數(shù)更多(往往數(shù)萬(wàn)人),且看臺(tái)坡度更陡、分層更多,聲音覆蓋更具挑戰(zhàn)。以往有兩種擴(kuò)聲策略:其一是在看臺(tái)周邊環(huán)形分布揚(yáng)聲器,每塊看臺(tái)用臨近音箱直達(dá)覆蓋;其二是在球場(chǎng)上方中央吊掛大型中心簇陣列音箱,統(tǒng)一向四周輻射聲音。集中吊掛的線陣系統(tǒng)正是第二種策略的升級(jí)版,它在不少足球場(chǎng)改造中取得了良好成效。
在一個(gè)典型設(shè)計(jì)中,會(huì)于球場(chǎng)屋頂桁架中央位置懸掛多束線陣列(例如四組陣列朝向四個(gè)象限的看臺(tái))。這些陣列經(jīng)過優(yōu)化排布,能覆蓋上下兩層看臺(tái)的每個(gè)座席區(qū)。波束覆蓋會(huì)根據(jù)看臺(tái)距離動(dòng)態(tài)調(diào)整:指向上層遠(yuǎn)端看臺(tái)的揚(yáng)聲器提供較窄波束和更高輸出,保證聲音射程遠(yuǎn)且到達(dá)時(shí)仍有足夠聲壓級(jí);指向下層近端看臺(tái)的揚(yáng)聲器則開角稍大、降低輸出,以避免近距離聲壓過高。如此一來(lái),全場(chǎng)各區(qū)聽眾收到的直達(dá)聲響度差異很小,避免了以往某些看臺(tái)“太吵”而另一些區(qū)域“太悶”的現(xiàn)象。同時(shí),因?yàn)樗兄饕曇艟鶃?lái)自場(chǎng)地中央上方同一位置,觀眾感知到的聲音方向一致,不會(huì)像環(huán)繞分散系統(tǒng)那樣產(chǎn)生聲音定位混亂的問題。這對(duì)于比賽現(xiàn)場(chǎng)的沉浸感也有提升——觀眾看到和聽到的賽事動(dòng)作能夠更好地對(duì)應(yīng)。
更重要的是,中央線陣將大部分聲能直接投向觀眾席座位表面,而盡量避開發(fā)聲對(duì)著空曠球場(chǎng)草坪或屋頂。這顯著降低了聲波在建筑結(jié)構(gòu)上的二次反射,從而壓縮混響時(shí)間。實(shí)際測(cè)試表明,在觀眾滿座情況下,改造后的足球場(chǎng)清晰度指標(biāo)(如ALCons語(yǔ)詞清晰度損失率)大幅改善,滿足一級(jí)擴(kuò)聲標(biāo)準(zhǔn)要求。即使在頂棚關(guān)閉、空間較為封閉導(dǎo)致混響增加的情況下,通過中央集中吊掛的線陣系統(tǒng)提供的高直達(dá)聲,也足以保持賽場(chǎng)廣播的可懂度。由此可見,“集中火力”式的線陣擴(kuò)聲令大型足球場(chǎng)館遠(yuǎn)端觀眾聽得清,近端觀眾不刺耳,同時(shí)場(chǎng)館混響和回聲顯著減弱。
大型演唱會(huì)場(chǎng)景
大型演唱會(huì)常利用體育場(chǎng)館(露天或有頂),音響系統(tǒng)通常由演出廠商臨時(shí)搭建。典型演唱會(huì)擴(kuò)聲采用舞臺(tái)兩側(cè)成組吊掛的線陣揚(yáng)聲器(左/右主擴(kuò)聲陣列),再配合一些前區(qū)近場(chǎng)補(bǔ)聲和后場(chǎng)延時(shí)塔。這里的“集中吊掛”主要體現(xiàn)為舞臺(tái)主擴(kuò)聲系統(tǒng):大量揚(yáng)聲模塊在舞臺(tái)兩側(cè)集中成垂直陣列吊起,相對(duì)于觀眾而言聲源仍然比較集中(與把音箱分散在觀眾席周圍相比)。由于演唱會(huì)追求高聲壓、全頻帶覆蓋,線陣系統(tǒng)規(guī)模更龐大,一般左右聲道各懸掛甚至雙懸掛,此外在舞臺(tái)中央上方有時(shí)也吊掛一組中心填聲陣列,以補(bǔ)足中央?yún)^(qū)域的覆蓋。這種部署方式使演唱會(huì)的主要聲音從舞臺(tái)區(qū)域成對(duì)地射向觀眾區(qū)。
線陣列在演唱會(huì)中的遠(yuǎn)近兼顧作用尤為明顯。一組長(zhǎng)陣列往往由上百度覆蓋角度累積而成:頂部單元幾乎水平,投射到幾百米外的看臺(tái)頂層觀眾;中部單元下傾數(shù)十度,覆蓋中距離看臺(tái);底部幾箱近乎垂直向下,負(fù)責(zé)舞池內(nèi)場(chǎng)近距離觀眾。通過這樣的垂直分區(qū)設(shè)計(jì),一組陣列即可實(shí)現(xiàn)從舞臺(tái)腳下到體育場(chǎng)看臺(tái)最后一排的全方位覆蓋。這種集中吊掛方案確保了現(xiàn)場(chǎng)所有觀眾都沉浸在同一統(tǒng)一的聲場(chǎng)中:當(dāng)主擴(kuò)聲音響發(fā)出音樂時(shí),最遠(yuǎn)處的聽眾雖然距離舞臺(tái)數(shù)百米,但聽到的仍是來(lái)自舞臺(tái)方向直達(dá)的音樂,高頻細(xì)節(jié)和人聲清晰度依然得以保持,而近處觀眾也不會(huì)因離音箱太近而只能聽到刺耳的局部聲音。
為了抑制混響對(duì)演唱會(huì)音質(zhì)的影響,主擴(kuò)聲線陣同樣采取了一系列措施:例如盡可能避免將聲束指向空曠的頂棚或后墻,以免激發(fā)不必要的反射;在體育場(chǎng)中如果設(shè)置了延時(shí)塔音箱,也通過精確延時(shí)校準(zhǔn)使得延時(shí)音箱的輸出與舞臺(tái)主揚(yáng)聲器的聲音同時(shí)抵達(dá)遠(yuǎn)端觀眾耳朵,從而防止“前后兩個(gè)聲音”的回聲感。同時(shí),演唱會(huì)擴(kuò)聲還注重低頻指向性控制,例如使用心形陣列次低音配置,將多余的低頻能量朝舞臺(tái)后方抵消,朝觀眾席方向加強(qiáng)。這樣做的好處是在空曠場(chǎng)館中減少低頻在各處游蕩引起的拖尾共振,讓音樂聽起來(lái)結(jié)實(shí)而不混濁。綜觀近年來(lái)大型演唱會(huì)在體育場(chǎng)的音響實(shí)踐,線陣系統(tǒng)的集中吊掛無(wú)疑是成功的:無(wú)論白天黑夜、室內(nèi)室外,觀眾普遍反映演唱會(huì)的聲音既震撼有力又清晰飽滿,這正是得益于集中吊掛線陣對(duì)遠(yuǎn)近觀眾的一視同仁覆蓋和對(duì)混響失真的有效抑制。
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與整體配套策略
在實(shí)際項(xiàng)目中,應(yīng)用線陣音響的集中吊掛技術(shù)需綜合考慮多方面因素,才能確保預(yù)期效果。以下是設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中需要注意的關(guān)鍵事項(xiàng):
避免聲束過度重疊:在多組陣列協(xié)同工作的情況下,應(yīng)精確劃定各自覆蓋區(qū)域邊界。合理的設(shè)計(jì)使得兩個(gè)相鄰陣列在交界處聲壓相等且銜接平滑,但不能有太大的重疊覆蓋面積,以免某些區(qū)域同時(shí)收到來(lái)自兩個(gè)來(lái)源的強(qiáng)聲而產(chǎn)生干涉或回聲。通過調(diào)整陣列指向和選用合適的揚(yáng)聲器開角,可以減少重疊。必要時(shí)在陣列交匯區(qū)域降低一組揚(yáng)聲器的輸出(功率分區(qū)或衰減處理),讓主要以其中一組為主覆蓋。總之原則是:“一塊區(qū)域主要聽一個(gè)聲源”,否則多個(gè)聲源信號(hào)的時(shí)間差會(huì)導(dǎo)致音質(zhì)變差。設(shè)計(jì)者可利用仿真軟件檢查場(chǎng)館各點(diǎn)收到的來(lái)自不同陣列的聲能比,優(yōu)化覆蓋分布以避免過多重疊。
系統(tǒng)延時(shí)與相位校準(zhǔn):集中吊掛并不意味著只用一個(gè)揚(yáng)聲器陣列。在大型場(chǎng)館里,可能存在多個(gè)集中吊掛點(diǎn)(例如足球場(chǎng)的四向簇陣列,演唱會(huì)的主擴(kuò)聲與延時(shí)塔等)。為了讓聽眾感受到的聲音同步且清晰,必須對(duì)各組揚(yáng)聲器進(jìn)行精確的延時(shí)校準(zhǔn)。通常以離主要陣列最遠(yuǎn)的聽眾位置作為參考,將其它陣列的輸出信號(hào)做適當(dāng)毫秒級(jí)延時(shí),使得它們的聲音在該點(diǎn)與主陣列聲音同時(shí)到達(dá)。這樣一來(lái),即使聽眾處于兩個(gè)陣列覆蓋的交界區(qū)域,也不會(huì)聽到重復(fù)的回聲,而是融合成單一清晰的聲像。同樣重要的是相位一致性校準(zhǔn),確保不同陣列在重疊區(qū)域的頻率響應(yīng)不出現(xiàn)劇烈梳狀濾波。在施工調(diào)試階段,需要使用測(cè)量設(shè)備反復(fù)調(diào)整各揚(yáng)聲器的延時(shí)、相位和增益,保證整個(gè)系統(tǒng)如同一個(gè)統(tǒng)一的聲源對(duì)外放聲。這項(xiàng)工作對(duì)體育場(chǎng)館尤為重要,因?yàn)樯僭S的時(shí)間誤差在數(shù)十米距離處就能轉(zhuǎn)化為令人察覺的回聲和模糊。
均衡和反饋抑制:由于集中吊掛通常距離所有麥克風(fēng)和觀眾都較遠(yuǎn),增益前提比較充裕,但仍要注意避免系統(tǒng)嘯叫和頻段失真。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮房間均衡,對(duì)可能引發(fā)混響峰值的頻率進(jìn)行適度衰減。例如,大型場(chǎng)館常在2kHz左右因?yàn)榛祉懏a(chǎn)生刺耳頻率,需通過均衡器調(diào)整。同時(shí),采用自動(dòng)反饋抑制器或仔細(xì)調(diào)整話筒拾音模式,可以在保證清晰度的前提下進(jìn)一步提高系統(tǒng)增益裕度。值得一提的是,低頻混響往往是個(gè)難題,除了利用心形指向的次低音陣列減少低頻向場(chǎng)館各方向輻射外,也可在混音臺(tái)上對(duì)低頻做適當(dāng)壓縮和限幅控制,讓低頻既有能量又不至于拖尾過重。
結(jié)合建筑聲學(xué)改造:電聲手段固然重要,但建聲措施的配合能起到事半功倍的效果。在設(shè)計(jì)擴(kuò)聲系統(tǒng)的同時(shí),應(yīng)評(píng)估場(chǎng)館結(jié)構(gòu)上是否可以增加吸聲或改造以降低本底混響。比如在看臺(tái)下面、頂棚結(jié)構(gòu)上安裝吸聲材料(穿孔吸聲板、吸聲體等)來(lái)縮短混響時(shí)間;對(duì)于特定形成回聲的墻面,可設(shè)計(jì)擴(kuò)散體或采用不平行結(jié)構(gòu)消除顫動(dòng)回聲。如果場(chǎng)館已經(jīng)建成無(wú)法大改,也可以考慮在場(chǎng)館閑置時(shí)掛裝臨時(shí)吸聲幕布,或利用觀眾席椅背覆布等辦法提高空?qǐng)鑫暳俊=晝?yōu)化直接減少了需要克服的混響“底噪”,使集中吊掛線陣系統(tǒng)的直達(dá)聲效能發(fā)揮得更加淋漓盡致。因此,一個(gè)優(yōu)秀的體育場(chǎng)館擴(kuò)聲設(shè)計(jì)往往是建筑聲學(xué)與電聲技術(shù)相結(jié)合的成果。
數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與持續(xù)優(yōu)化:最后,需強(qiáng)調(diào)的是在系統(tǒng)建成后,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)效果并持續(xù)優(yōu)化。采用專業(yè)儀器測(cè)量混響時(shí)間、頻率響應(yīng)、不均勻度以及STI(語(yǔ)音傳輸指數(shù))等指標(biāo),檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。如有不足,可通過微調(diào)揚(yáng)聲器角度、增加吸聲、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)等手段改進(jìn)。運(yùn)營(yíng)過程中也應(yīng)定期檢查校準(zhǔn),特別是戶外場(chǎng)館受天氣影響設(shè)備可能偏移,需確保吊掛角度和指向長(zhǎng)期保持正確。此外,大型活動(dòng)前進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)演和調(diào)整也必不可少。只有通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待數(shù)據(jù),才能讓集中吊掛線陣系統(tǒng)長(zhǎng)久地服務(wù)于體育場(chǎng)館的每一場(chǎng)賽事和演出。
總結(jié):?
面對(duì)體育場(chǎng)館先天混響時(shí)間過長(zhǎng)、語(yǔ)言難以清晰的問題,采用線陣音響系統(tǒng)的集中吊掛無(wú)疑是一項(xiàng)行之有效的解決方案。通過減少聲源數(shù)量、優(yōu)化吊掛位置和指向性控制,集中吊掛技術(shù)顯著提高了直達(dá)聲與混響聲的比值,抑制了多重回聲對(duì)清晰度的干擾。在田徑場(chǎng)、足球場(chǎng)和大型演唱會(huì)等應(yīng)用中,這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)近觀眾兼顧的均勻覆蓋,讓每一位觀眾都能清楚聽見廣播和演出。同時(shí),配合精細(xì)的系統(tǒng)校準(zhǔn)和必要的建筑聲學(xué)措施,體育場(chǎng)館的聲音效果得到了全面提升。對(duì)于追求卓越聲光視訊體驗(yàn)的甲方客戶而言,集中吊掛線陣系統(tǒng)的應(yīng)用不僅體現(xiàn)了專業(yè)技術(shù)水平,更彰顯了以觀眾體驗(yàn)為中心的設(shè)計(jì)理念。相信隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,體育場(chǎng)館的擴(kuò)聲將邁向高清晰度、高保真度的新境界,為觀眾帶來(lái)更震撼而舒適的聽覺盛宴。
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