主題公園“最強音”

過去兩年里，迪士尼樂園以及夢工廠打造的“夢中心”先后在上海動工，而從1989年中國大陸第一家主題公園——“錦繡中華”開業至今，中國的主題公園已經超過2，500家。雖然尚未找到最佳盈利模式，國家也不斷出臺降溫政策，但仍然擋不住一波又一波的主題公園投資熱潮。在新建和翻新的過程中，主題公園已經成為專業AV極具前景的、獨特的垂直市場。

一般而言，主題公園規模之龐大（動輒占地幾十畝甚至上百畝），系統環境之復雜，使用設備數量之多令一般項目望塵莫及。現代的主題公園當中，先進的AV系統是景區豐富娛樂元素、營造氛圍、保障通信的重要手段。其中，音頻系統更是承擔著艱巨的任務，本期我刊邀請了在這一領域有卓越建樹的領先企業——HARMAN（哈曼）、YAMAHA（雅馬哈）、埃威姆和東方佳聯，共同探討如何打造主題公園的“最強音”。

應用特點

音頻系統在主題公園的應用無處不在，不論是室內還是室外，是固定安裝還是流動表演。“按主題項目和配套項目大致包含：不同主題露天或室內劇場、動感電影院、園區廣播、零售專賣店、餐飲、酒吧、配套酒店等相應的專業擴聲系統。涉及的音頻設備包括固定安裝、大中小型流動演出、各類商用音響設備，數字音頻網絡構建和管理設備等。”HARMAN PRO CHINA應用服務經理Johnson Yang為我們總結了主題公園音頻的應用范圍。

園區公共廣播系統是主題公園音頻系統重要組成部分，它同時又包含了很多小系統，如公園內部公共區域廣播、商業場所背景音樂、火警系統廣播，以及緊急呼叫系統（尋人、尋物）等。據YAMAHA PA.COMBO營業部技術企劃錢杰介紹，公共廣播系統的特點是涵蓋區域廣泛，音源眾多，并伴有一定的隨機性（火警或尋人等）。雖然音頻信號傳輸距離較長，但擴聲范圍不大，也無需大聲壓，對音質要求適中。

同時，基于主題園區覆蓋范圍大、分區多的特點，廣播系統要能夠同時播放多路音頻，各遠程設備機房應具有遠程控制和遠程管理能力，以及系統冗余等完備的安全熱備份設計。另外，在主題公園嘈雜的環境里，廣播系統的聲場部分仍然需要額外重點考慮足夠的聲壓級和語言清晰度。Johnson Yang補充道。

主題公園屬于人流聚集的公共場所，首先必須保障公眾游園的秩序和公共安全，公共廣播系統在這當中扮演重要角色。特別是在發生緊急事件時，系統需要切換為緊急廣播，用以指揮和疏散人群。這就要求系統具備高度的可靠、穩定性，同時還要明確與其他音頻系統之間的優先級關系，要能夠在緊急情況下強制切換。

在專業擴聲系統方面，一般可以劃分為園區范圍的音頻系統和主題項目的獨立音頻系統，其中公共廣播系統和園區范圍的音頻系統有時也會共用一套系統。東方佳聯產品經理吳成彬告訴我們：“園區范圍音頻系統主要體現為背景音樂和主題音樂功能，以及一些開放區域的音樂播放功能（如：花車巡游的音頻系統就是由花車上的音頻系統和園區中的音頻系統配合進行的）。在一些主題公園，例如迪士尼樂園，所有的媒體素材都是由中心機房統一播放分發，再通過園區內的骨干網絡分發到各個區域的分區音頻系統。因此園區范圍音頻系統對于網絡傳輸性能要求比較高，而且由于通道數量較多，對于系統的通道容量要求也比較大。主題項目的音頻系統有些是通過園區的網絡接收到的音樂信號，有的是獨立的音頻系統。如果是從后者，就要在本地做好音樂、視頻和主題游樂活動的同步。”東方佳聯公司產品經理吳成彬指出。

做好專業舞臺擴聲系統是主題公園各項活動的必備條件之一。“‘室外擴聲一般要求大聲壓，遠距離傳輸，對音質也有一定的要求，節目播放時間相對固定。”錢杰繼續說道，“‘流動擴聲系統在主題公園中比較常見，最典型的如花車巡游系統，其擴聲范圍不固定，在擴聲的過程中隨機性較高，因此對流動系統的要求多數體現在多車巡游的過程中如何做好系統同步以及音頻信號同步。”

劇場演出是主題公園的重頭戲，且表演類型繁多。Johnson Yang指出，設計劇場類專業音頻系統需要盡可能保證系統的靈活性。考慮到其長時間重復使用的特點，系統的可靠和安全性也是設計的重點。由于現今的電影多為數字格式，動感影院的擴聲系統除滿足THX標準認證外，還需考慮具有足夠的動態范圍，以滿足數字格式音頻要求。

系統的演變

上世紀90年代早期，主題公園系統還依賴于由混合模塊組成的插卡架構，設備經由線路和切換器的設置組合來配置，配置工作具有相當大的挑戰，尤其是在存在上百個音頻通道的大型景區。

“切換器配合定壓式音頻系統是較為早期的主題公園背景音樂系統，其工作原理是將音頻信號通過繼電器箱方式進行切換，信號基于功率信號進行傳輸的，”埃威姆公司系統集成部經理馬德武指出，“這種方式理論傳輸距離可達2千米，實際一般是幾十米到幾百米，其結構簡單、性能穩定、終端便宜。但同時由于傳統的定壓受制于工藝限制、電纜線徑等因素影響，頻響范圍在200Hz-12KHz，音樂效果較差，容易受到干擾。節目容量小也導致不能對單點或隨意分組進行區域選擇性擴聲。作為模擬時代的產物，它不能兼容數字格式音源和實現自動音源的播放。”

馬德武還談到了調頻式音頻系統，它采用調頻調制方式，將音頻信號搭載到高頻載波上進行音頻信號的傳輸，用高頻載波的頻率變化描述音頻信號的變化，結合數字音頻處理器作為路由切換和分區控制。這種方式雖然提升了節目容量、擴展性和數字兼容性，但其頻響帶寬較小：30Hz-7KHz，高音較差，低頻增多。

到了今天，雖然功能并沒有改變很多，但系統已演變為新的形式。在規模宏大的主題公園里，面對超遠距離的信號傳輸，傳統的模擬傳輸方式顯得捉襟見肘，同時還會造成信號的大幅衰減或增加線徑造成造價提高。因此，在數字化音頻系統遠程傳輸音頻信號成為可能的今天，越來越多的主題公園采用了數字音頻傳輸音頻信號。

相比傳統的模擬系統，數字系統傳輸距離遠、布線簡單（多數為網線或者光纖）、抗干擾能力強、一條網線就可以傳輸幾十路甚至幾百路音頻信號、通過路由器后能方便在網絡中發送和接收信號，從而可以節約成本，特別是節省了線路敷設的投資。

近年來，CobraNet、Dante、AVB等各種網絡音頻協議的發展也為擴聲新時代的到來建立了基礎。“基于CobraNet的主題公園擴聲系統實現了數字化、網絡化和智能化，系統信噪比高，在處理和傳輸環節損失極小，可獲得較高質量的音頻。同時，通過軟件平臺很容易實現立體實景的分區選擇，多種節目源可同時播放、定時播放，可任意組合分區，可設置尋呼的優先級和多種功能的編程等，并可在機房或在局域網內任意的授權電腦上管理。隨著網絡技術的發展和計算機技術的普及，網絡化數字媒體矩陣系統成本的降低，使它成為了目前主流的主題公園音頻系統。” 馬德武指出。

同時，數字化、網絡化的時代對于整個音頻系統也提出了更高要求，“處理器首先需要支持網絡控制接口以及數字網絡音頻接口（數字音頻格式根據不同的協議應采用可插卡的模塊設計），同時應提供GPI/O或RS232等標準控制接口，以滿足外部系統的硬件對接。”HARMAN公司Johnson Yang談道，“根據不同的數字音頻協議，選取不同的架構類型，通常的做法是，主干采用開放式的數字音頻協議（如目前使用最多的CobraNet或Dante，方便系統的擴展及與其他臨時系統連接；局部采用自主協議（如HARMAN BLU-Link），既減少了數字網絡復雜程度（環網冗余結構，又具有系統的私密保護能力，以實現全數字一體化系統。”

“數字音頻處理器，作為整個系統的強勁心臟，其安全性是要首先考慮的，一般情況下我們都會采取雙設備熱備份、雙電源，以及冗余備份的雙網絡同步傳輸音頻信號網絡系統。”YAMAHA公司錢杰補充道。

在實際的應用中，不同的主題公園也會采用不同的系統架構。東方佳聯吳成彬表示，有些主題公園的園區范圍音樂系統采用集中式媒體播放，網絡分發的方式，有些主題公園則采用分散獨立式音樂系統。采用前一種方式的主題公園通常歷史悠久，文化積淀深厚（如：迪士尼樂園），要求公共區域的游樂互動性更好、園區內的氛圍更加統一。不過，采用集中式園區音樂系統的主題公園由于其覆蓋面積廣大、通道數量多，因此都需要較大的網絡音頻系統作為系統核心，用來進行信號處理和分發。當然，也可以采用網絡音頻傳輸系統+本地音頻處理系統來搭建園區范圍音樂系統，不過采用此種兩套系統相加的方式，在系統管理方面通常不如采用整合了傳輸、處理和控制的網絡音頻處理系統（如：QSC Q-Sys、MeyerSound D-Mitri、Peavey MediaMatrix等）。各式各樣的基于標準TCP/IP的專業千兆網音頻傳輸協議（如Q-LAN和AVB等），能夠搭載著不同的無損音頻信號，在網絡中進行自由分發。在信號處理方面，QSC Q-Sys和MeyerSound D-Mitri已創造性地摒棄DSP平臺，而采用CPU平臺，極大地提高了音頻處理能力，能夠滿足主題公園內大規模音頻系統的需求，并減少用戶對于音頻處理產品的投資。

設計的挑戰

在主題公園的發展過程中，音視頻系統日趨復雜，系統規模也變得更加龐大，通道容量成為首要挑戰。“正如前面所說，由于需要傳輸上百路音頻信號，所以傳統的Cobranet等上一代數字音頻格式在音頻傳輸通道數量上來說，就不太夠用。必須采用更新的千兆網數字音頻格式比如：Dante，它在一個千兆網中可達到512進、512出，并且可以擴展，當然對線材也是需求超5類以上網線。”YAMAHA公司錢杰指出。

“當一些主題公園的系統龐大到一定程度，即使目前市場上最大容量的網絡音頻系統的通道數量（512路×512路）也難滿足需求，因此如何設計一個合理并有效的中心網絡音頻系統和各區域分散網絡音頻系統相結合的網絡音頻系統就是設計的重點所在。由于系統規模不斷擴大，承載系統的網絡基礎的設計也是越來越難，因此大型主題公園中的園區范圍音樂系統的主干網通常都是萬兆網，網絡拓撲也較復雜，需要專業的網絡技術人員進行網絡結構設計，并且對于所選用的網絡音頻傳輸系統要求也比較高，具有更好的IT網絡技術兼容性的網絡傳輸協議將是未來的發展方向。”東方佳聯公司吳成彬表示。

目前一線品牌的專業音響設備廠商都能提供數字網絡音頻矩陣的相關產品，基本可以滿足大型主題園區的數字音頻網絡平臺的搭建。對于使用方對整體系統的安全性以及易用性的要求，成為進一步的設計挑戰。

在安全性方面，“聲音對于我們的聽覺感受是不允許中斷的，所以一個良好的音頻系統需要重點考慮的是系統的安全可靠。首先，系統需具有完善的實時監測功能，再龐大的系統也應該滿足所有的設備節點都可以進行自我實時監測并通過用戶終端界面實時反饋信息，第一時間確保系統的穩定運行；其次，系統的音頻路由應考慮冗余設計，無論物理線纜的損壞或老化，都允許備份系統的自動啟用。”HARMAN公司Johnson Yang指出。

“系統需要在出現緊急情況時能夠做到熱備份，在此基礎上也需要保證各個子系統之間的音頻信號能夠溝通，保證系統的靈活性。” YAMAHA公司錢杰說到。

由于主題公園很多應用都是在戶外，所以防雷設計也是保障安全的重要一環。埃威姆公司馬德武為我們介紹防雷的方法：揚聲器一般安裝于戶外，長期遭受風吹雨打，雷擊可能會通過揚聲器的線纜進入到分機房，導致功率放大器損壞等故障，嚴重可能會擊穿網絡系統，因此在工程項目實施過程中要充分考慮戶外設備防雷；防雷一般可采用西門子的電涌保護模塊，串接到功率放大器到揚聲器之間，實現防雷的作用。

在易用性方面，“主題園區的音頻系統龐大而復雜，而對于使用方來說，需要系統操作越簡潔越好（向應用層面的轉化）。所以對于整體系統網絡管理平臺，進行可視化圖形界面的編輯，是首要設計重點。而整體網絡系統管理平臺又取決于各設備廠商的系統完整性（從話筒到功放），這也是目前大規模的專業音響廠商并購原因之一，對于用戶，一體化的系統解決方案和一體化的系統管理平臺可能比其他因素更為重要。”HARMAN公司Johnson Yang表示。