邯鄲文化藝術中心舞臺音響系統工程

張業春

（北京仁歌視聽科技有限公司，北京 100022）

邯鄲文化藝術中心建筑總面積119 371 m2，占地250畝，包括邯鄲大劇院、報告廳、博物館、圖書館和城市規劃展覽館、地下車庫及配套用房。其中，大劇院42 647 m2，觀眾席設三層共1 567座，能夠接待國內外高水平演出團體，同時可以滿足大型會議的需求。藝術中心舞臺音響系統工程由北京仁歌視聽科技有限公司參與設計和集成，歷時一年，于2012年10月完成。

設計上，藝術中心的舞臺音響按其各功能區的特性進行規劃布局，使系統滿足不同門類的演出需求，更好、更快捷地為藝術展示和演藝創新活動提供一個現代智能化的平臺。

1 音響系統工程設計規劃

1.1 需求分析

邯鄲大劇院是一個展現高雅藝術的殿堂，見圖1。其擴聲系統應分別滿足歌劇、話劇、舞劇、民族音樂、綜藝表演、戲劇戲曲和會議等擴聲需求。

報告廳是一個文化思想傳播和學術交流的重要場所，見圖2。其擴聲系統應分別滿足綜藝表演和會議等語音擴聲的需求。

圖1 邯鄲藝術中心大劇院實景圖

圖2 邯鄲藝術中心報告廳實景圖

1.2 設計理念

通過對國內一流文化中心、多功能廳和劇院進行考察，并參考國內一些在建劇院的設計方案，針對演出的嚴格要求，同時，調查訪問了國內較有影響的已建成投入使用的劇院管理者和操作人員。綜合各方面的經驗，確定本大劇院的基本設計理念如下：

（1）服務于“聲音藝術”的擴聲系統的核心目標，實現高質量聲音重放和還原。設計中對劇院的擴聲聲場布局做了優化，使之能更大程度上解決聲場中“聲干涉”和“直達聲能分布”的問題，并將上述理念貫穿于所有設備選型與傳輸技術方案選擇過程中，以避免整個擴聲系統出現“音質瓶頸”。

（2）新技術的應用讓系統管理和控制變得更精確與簡單，彰顯人性化設計。科技不斷進步與發展，新技術層出不窮，供選擇配置的設備名目繁多，功能各異，在滿足設計要求的前提下，應該使管理者和操作者的工作更簡單可靠。

（3）采用國際國內擴聲領域中認同度高的主流產品，提高廳堂擴聲系統設備的認同度與利用率，以保證設計理念通過設備性能和最終效果得到完美體現。

設計時，著重考慮劇場內的空間形態和與形態有關的容積、響度、聲場分布、聲擴散、早期反射聲的強度和覆蓋面。在初擴設計階段，提出解決問題的具體措施，比如大廳和輔助用房各界面的用材（包括座椅）和構造，劇場內的墻面和頂棚反射面的用材，演奏臺和活動音樂罩等混響時間的計算和聲學設計。

1.3 設計范圍

邯鄲文化藝術中心舞臺音響系統工程包括：

（1）大劇院擴聲系統（含觀眾大廳和休息廳）、舞臺監督系統（內部通訊、催場廣播系統、燈光提示系統、視頻監視系統）、視頻轉播、會議顯示及提詞系統；

（2）報告廳擴聲系統（含觀眾大廳和休息廳）、舞臺監督系統（內部通訊、催場廣播系統、視頻監視系統）、電影系統；

（3）排練廳擴聲系統。

1.4 設計指標依據

依據現有的國家標準、規范，并參照國際通用的規范。具體主要的設計依據有：GB/T50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》；JGJ 57-2000/J 67-2001《劇場建筑設計規范》；GBT 50356-2005《劇院、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》等。

2 系統工程設計原則

（1） 工程目標定位：達到國家驗收標準，滿足整體工程評優獲獎的技術要求。突出以人為本、按需設計的原則，充分考慮使用功能和操作特點的需求，做到量體裁衣、按需設計。工程上采用主流技術（先進、實用、成熟技術）、主流產品（符合主流技術要求的成熟產品），技術先進、功能實用性強，系統更考慮到今后的擴展需要。

圖3 邯鄲大劇院揚聲器布置EASE外視圖

（2）設備選型原則，滿足系統先進性要求。在確保設備技術指標的前提下，關鍵設備選用世界知名品牌并通過3!5年實踐驗證的高可靠性產品。

（3）安全可靠和易操作維護性原則。產品及系統可靠、實用、安全保密和易操作、維護與先進很好地結合。

（4）經濟、實用原則。追求最佳投資效能比，使系統達到世界先進水平，滿足五年不落后、價格不昂貴的要求。

3 系統工程設計方案

3.1 大劇院設計方案

3.1.1 揚聲器系統

邯鄲大劇院揚聲器系統布置如圖3所示，系統采用d&b audiotechnik無源全頻揚聲器系統。

3.1.1.1 主擴聲揚聲器系統

選用高Q值、恒定指向特性、為音響質量要求高的專業場所（如劇院、音樂廳、演播室等）而設計的Qi系列無源分頻的線陣列揚聲器系統。

中央聲道由8只全頻線陣列揚聲器Qi1和1只具有指向性的低頻揚聲器B2-SUB組成。整組線陣列組成水平75°、垂直70°的覆蓋角，均勻覆蓋池座觀眾區和樓座觀眾區。選用線陣列揚聲器系統作為主擴聲揚聲器系統，是為了使其對觀眾區進行更集中的覆蓋而減少對天花側墻造成的不良反射。同時，由于中央聲道組成的線陣列弧長較長，垂直輻射角度較寬，為使全頻與超低頻獲得較理想的相位響應，將超低頻揚聲器系統采用與線陣列并列吊裝的方式。

中央聲道低頻揚聲器系統采用雙18英寸低頻單元正面耦合反射設計的B2-SUB，可有效減少聲橋內低頻共振現象。

中央聲道補聲揚聲器系統采用6只8S補聲揚聲器，分別布置于池座兩側、樓座兩側。8S以水平100°、垂直100°的覆蓋角，均勻覆蓋池座和樓座左右兩觀眾區。其與d&b功放配合可提供HFA功能，可用作近場補聲揚聲器系統，使用DSP處理器適當對8S高頻進行衰減，確保揚聲器附近觀眾不會產生聽覺疲勞。

左右聲道主擴聲揚聲器系統選用線陣列，與中央聲道采用線陣列有共同的目的。遠投線陣由左右各4只Qi1組成，暗裝于聲橋，以水平75°、垂直39°的覆蓋角均勻覆蓋樓座及池座后區，由于揚聲器系統距離觀眾廳后墻約30 m，這時調用d&b功放的HFC功能（高頻提升）保證后場的聲場具有良好的清晰度；近投線陣由左右各4只Qi1組成，以水平75°、垂直50°的覆蓋角均勻覆蓋池座區，并擔當樓座的拉聲像，由于左右聲道近投揚聲器系統暗裝于揚聲器室，距離前排觀眾席較近，揚聲器高頻容易引起近場觀眾產生聽覺疲勞。

3.1.1.2 超低頻揚聲器系統

超低頻揚聲器系統由左右各2只B2-SUB（共4只，布置于揚聲器室內）組成。雙18英寸、低頻單元正面耦合反射設計的箱體，使低頻下限更低、低頻音色更豐滿渾厚。B2-SUB箱體采用號角式箱體，使低頻聲能向前輻射，而不會繞到揚聲器后方。

3.1.1.3 補聲揚聲器系統

選用箱體小巧、大聲壓級的E系列和XS系列無源分頻揚聲器系統。其中：臺唇補聲由7只E0（暗裝于舞臺臺口前沿）組成，以水平100°、垂直100°的覆蓋角，均勻覆蓋樂池區；樂池欄桿補聲由7只E0（暗裝于樂池護欄內）組成，以水平100°、垂直100°的覆蓋角，均勻覆蓋池座前排觀眾區。

3.1.1.4 天花效果聲及舞臺效果聲揚聲器系統

天空效果聲揚聲器系統采用4只同軸結構的MAX12（80°×80°）全頻揚聲器和2只具有指向性的B2-SUB低頻揚聲器。2只MAX12布置于觀眾廳前部分左右兩側，暗裝于天花板上，另2只布置于觀眾廳后部分左右兩側，暗裝于天花板上。4只MAX12能均勻覆蓋整個觀眾廳的觀眾席。B2-SUB可將MAX12的低頻擴展至37 Hz，使整組觀眾廳頂部效果聲揚聲器組低頻響應更寬，低音更豐滿。由于B2-SUB的低頻具有指向性，低頻聲能不會繞到揚聲器系統后方使天花板吊架產生共振。

舞臺效果聲揚聲器系統采用2只同軸結構的MAX12（80°×80°）全頻揚聲器和2只具有指向性的B2-SUB低頻揚聲器，分左右布置于主舞臺后方。

環繞效果聲揚聲器系統選用與主擴聲揚聲器音色一致的XS系列小巧型全頻揚聲器。其體積小巧、聲壓大，并很容易暗裝于劇院側后場，不影響大劇院整體的美觀。

3.1.1.5 舞臺返送揚聲器系統

固定返送揚聲器系統采用13只MAX12同軸揚聲器（3只舞臺口上方安裝，2只舞臺假臺口安裝，4只主舞臺兩側天橋安裝，2只左右側舞臺安裝，2只后舞臺左右兩側安裝），以水平80°、垂直80°的覆蓋角，主要覆蓋主舞臺區、側舞臺區和后舞臺區；流動返送揚聲器系統采用8只同軸結構的MAX12揚聲器（80°×80°），按演出需求在舞臺區流動布置。

舞臺口上方安裝的返送揚聲器系統主要給會議使用；而假臺口和左右兩側固定揚聲器系統主要提供給大動態的音樂節目或戲劇使用。

3.1.2 擴聲功能應用

（1）中央聲道：主要實現人聲/獨奏擴聲，使整個聲場具有更清晰的、更突出的語音聲或樂器獨奏聲；

（2）左右聲道：主要實現音樂、綜合管弦樂等擴聲，是整個聲場的擴聲主體；

（3）超低頻：實現聲樂動態低頻效果，在為人聲擴聲時（如會議）可關閉；

（4）效果揚聲器：實現演出節目場景的環境效果聲，如話劇、戲曲演出時的環境效果聲；

（5）舞臺返送：主要以實現演員能聽清自己的語音聲為目的，保證舞臺具有較干凈的中高頻擴聲。

當大劇院擴聲系統根據不同的演出類型（比如西洋歌劇、戲曲、流行樂等）需作調整時，可通過功放遠程控制系統進行一鍵快速切換功能，具體通過R1監控軟件事先保存好相應設置的場景參數，根據不同的演出功能需要，只需按鍵調用參數，即可使擴聲系統調整為對應的擴聲形式。

3.1.3 遠程遙控數字功率放大器

系統采用d&b品牌原廠配套雙通道數字功率放大器，其功放具有強大的DSP處理能力，以及可通過遠程軟件對功放進行監控，實時查看狀態、調整參數、保存/調用場景等功能。

Qi1揚聲器與功放配合可提供HFA、HFC、CPL等獨有的功能。為了使整個線陣列揚聲器系統提供更大的聲壓和平直頻率響曲線，可調用CPL功能。每兩只Qi1使用一個DSP功放通道驅動，使整個大劇院聲場更均勻。

3.1.4 調音與傳輸控制系統

調音臺選擇英國 DiGiCo品牌的SD7數字調音臺作為主調音臺。備份調音臺選用英國 Soundcraft雙模式演奏控制臺MH2，它設置有4個立體聲返回，且每個立體聲返回都帶有一個4波段的均衡器板塊，用來為主混音總線提供信號。

3.1.5 拾音系統

系統選用了不同指向性、不同類型的拾音設備，包括有線傳聲器和無線傳聲器系統。通過調音臺、多軌硬盤錄音機等設備進行分軌錄制及混音。

3.1.6 輔助系統

（1）舞臺監督系統：包括內部通訊、廣播呼叫、視頻監視、燈光提示。

（2）舞臺通訊系統：由有線雙工內部通訊系統、公共廣播系統等構成，它們之間有機結合，可進行廣播；可以呼叫和監聽劇院的各個控制室、各個工作崗位和演員化妝間、其它技術用房及工作通道。

（3）公共廣播系統：在大廳、走道等公共區域按不同的功能劃分為10個區域，每區一路獨立的廣播回路，用于播放節目信號。

（4）視頻監控系統：根據演出需要，將攝像機攝取舞臺演出實況及觀眾區的情況實時傳送到各演職人員工作位置，包括劇院的化妝間、貴賓室、擴聲控制室、燈光控制室及輔助技術用房等。其次，將演出的高清晰度視頻信號傳輸到硬盤錄像機供錄音錄像。另外，在現場直播或錄像時，可實時回放現場攝錄的節目信號。

（5）燈光提示系統：作為內通系統的一種輔助手段，燈光提示系統獨立地應用于大劇院燈光控制點及追光燈位等位置及指揮席。讓操作員更直觀地控制燈光，方便視頻錄制與視頻轉播需求。

（6）舞臺會議顯示及提詞系統：在大劇院舞臺兩側設置LED全彩室內大屏，專用舞臺字幕機軟件，字幕內容編寫、修改方便快捷；網絡傳輸控制，穩定可靠，亦可無線傳輸控制。在左、右耳光下方設置2臺液晶監視器作為提詞屏，通過電腦控制，可接入舞臺監督的視頻信號。

（7）高清轉播預留：在相應機位處預留了轉播復合光纜一體化接口板及高清攝像機視頻接口。

3.1.7 其他系統

另外，還考慮了信號處理系統、綜合接線箱和跳線盤/跳線板、系統供電、接地網絡、管線預埋等方面的合理運用。

3.2 報告廳設計方案

3.2.1 揚聲器系統

報告廳揚聲器系統布置如圖4所示。

3.2.1.1 主擴揚聲器系統

選用d&b Ci系列揚聲器和XS系列揚聲器。

左右聲道揚聲器系統吊掛于舞臺口上方左右兩側。遠投陣列由左右各1只Ci60組成，以水平65°、垂直40°的覆蓋角均勻覆蓋樓座及池座后區。近投陣列由左右各1只12S-D組成，以水平110°、垂直50°的覆蓋角均勻覆蓋池座區。左右聲道遠投、近投各采用1只揚聲器，主要目的是盡可能避免單元之間的聲場干涉。

圖4 邯鄲報告廳揚聲器系統布置EASE外視圖

拉聲像揚聲器系統由1只Ci60和1只12S-DW組成。Ci60以水平65°、垂直40°的覆蓋角均勻覆蓋樓座區觀眾。12S-D水平110°、垂直50°的覆蓋角均勻覆蓋池座區觀眾，并對池座起拉聲像作用。

3.2.1.2 超低頻揚聲器系統

超低頻揚聲器系統選用單18英寸超低頻揚聲器，由左右各1只Ci7-SUB組成。Ci7-SUB采用低頻反射式設計，使單元的紙盆前后的低頻聲能耦合，提供更大的聲壓值。擴展低頻下限、使低頻音色更加豐滿渾厚。

3.2.1.3 舞臺返送揚聲器系統

固定返送由4只MAX12（2只舞臺口上方安裝，2只舞臺口左右安裝）組成，以水平80°、垂直80°同軸結構主要覆蓋主舞臺區。流動返送采用同軸結構的MAX12（80°×80°），按演出需求在舞臺區流動布置。

3.2.2 擴聲功能應用

以多功能要求對報告廳擴聲系統進行設計，在滿足會議擴聲需要，提供較高語言清晰度的同時，亦能滿足演出功能的需要。

（1）中央聲道：主要實現人聲/獨奏擴聲，使整個聲場具有更清晰的/更突出的語音聲或樂器獨奏聲；

（2）左右聲道：主要實現音樂擴聲，是整個聲場的擴聲主體；

（3）超低頻：實現聲樂動態低頻效果，在以人聲擴聲時（如會議）可關閉；

（4）舞臺返送：主要以實現演員能聽清自己的語音聲為目的，保證舞臺具有較干凈的中高頻擴聲。

3.2.3 電影系統

電影放映采用數字放映機進行視頻播放，設置一套獨立的影院揚聲器系統。采用5.1聲道的擴聲方式，按照左、中、右、左環繞、右環繞和超低音多聲道系統設計。

3.3 排練廳設計方案

排練廳流動系統選用d&b E12和Ci7-SUB。如需要一臺d&b功放驅動2只E12和2只Ci7-SUB，只要將功放輸出設置成Mxi TOP/SUB模式。

4 音響系統工程聲場測試

經檢測，邯鄲文化藝術中心大劇院和報告廳聲場測試結果如表1 和表2所示。

表1 大劇院聲場測試結果

表2 報告廳聲場測試結果

工程竣工后，經多次應用，系統運行穩定，信號傳輸質量優異，符合國家相關標準指標并完全滿足用戶使用需求，受到了一致好評。