用Vivace 系統優化自然聲與擴聲效果

文/[德]甘特·恩格爾

（Mueller-BBM國際有限公司研發部，德國）

音響技術

用Vivace 系統優化自然聲與擴聲效果

文/[德]甘特·恩格爾

（Mueller-BBM國際有限公司研發部，德國）

隨著對觀演建筑更多的聲學關注，以及現代聲學系統功能的增加、使用與設置便利性的增強， 帶來獲得高還原度的擴聲效果、感知更多自然聲效果的現代聲學系統理念，Vivace系統就是這一理念的實踐。

Vivace系統；室內聲學；擴聲；自然聲

近年來，在劇場與商務活動中心出現一種趨勢，即高品質需求的演出與活動需配備高品質的擴聲設備及相應的聲學設計。在過去很長一段時間內的很多項目中，聲學的惟一目標就是實現語言清晰度，可以將演出內容傳達到更多的觀眾中，不必過多妨礙音樂劇表演效果。隨著現代聲學系統功能的增加、使用與設置便利性的增強，人們對觀演建筑投入了更多聲學關注，其成效也日益顯現。這些現代聲學系統的理念帶來新的方式，創造了許多嶄新的機會。

1 現代聲學系統的理念

在整個觀眾廳與舞臺周圍布置多只揚聲器，使得聲學設計有可選擇的方法或改善的余地，這一切在幾年前是不可能或是難以實現的。這些可選擇的方法或改善的效果分為三類：

（1）在觀眾上方及周圍形成移動聲源，給觀眾帶來不同距離以及模擬周圍環境聲學效果的感受；

（2）對演員精確定位，并降低人耳對揚聲器的感知，獲得高還原度的擴聲效果；

（3）對自然聲效果進行優化，如在西方古典音樂會演出中設計能感知更多的自然聲效果。

新理念的本質打破聲道與單個揚聲器的對應關系。一個或多個揚聲器的音頻信號利用系統的自動補償功能還原到原位。這些音頻信號包含更多信息，包括其位置、聲壓級與房間聲學特性。系統使用所有安裝的揚聲器將這些附加的信息轉換成聽眾想要得到的聲音感覺，以達到優化聲音效果的目的。聲音本身從揚聲器內分離，結果是，揚聲器不再被人們所感知，聲音感受自然化，甚至是奇妙感，具體由聲學設計師來調整。

要實現這個全新理念，有幾個基本的先決條件需要滿足，呈現如下。

（1）揚聲器排布

為達到最佳效果，必須按照要求排布揚聲器，每個座位須被獨立音頻聲道的揚聲器半徑所覆蓋。聲音應可以從各方向到達觀眾。在不能直接安裝揚聲器的位置，例如：由于有巨大的玻璃面，須采用更為復雜的方案，如鏡像聲源等來解決問題。不要讓視覺障礙物損壞聲學效果，是很有意義的事。所以，在可能的條件下，揚聲器應在透聲覆層后進行暗裝。

（2） 輸入信號

通常情況下，輸入信號的質量是影響整體效果的一個限制因素。在播放提前錄制好的語音或音樂時，這通常不是問題。聲學設計師可以自由地選擇聲源位置。在現場表演中，演員站在舞臺上，聲源位置應與視覺感受相吻合。所以，系統應該知曉此位置，并保證聲源位置與視覺位置相一致。

在現場情境下，應特別關注實現高品質、平衡、均勻的輸入信號。這可以將高品質電容傳聲器佩戴在演員及演奏者身上，使距離與指向性匹配。

另外一種可能性是利用無線傳聲器。這種情況下，演員的目前位置信息必須傳遞到系統中，可以利用追蹤系統手動或自動地完成此程序。佩戴在演員身上的小型發射器向環繞舞臺的天線裝置發射信號，追蹤系統接收到信號并利用相應延遲與方向信息進行追蹤。

（3）室內聲學

對普通擴聲系統而言，觀演廳堂的自然聲學效果對其的影響是至關重要的。事實上，室內聲學的設計更加具有挑戰性，因為不是僅僅考慮幾個揚聲器位置就萬事大吉了。對裝有擴聲系統的廳堂而言，最佳室內聲學的條件是具有平穩、較低水平的混響時間，自然聲場的良好衍射效果。更長的混響時間本身不是問題，但是它們壓縮了聲學設計創作的空間。

2 實踐中的理念

斯泰克公司的Vivace聲學系統具有以上所提及的新功能。

2.1 Vivace系統在室內聲學領域的概念

Vivace系統的發展始于2008年，當時信號處理單元已經變得足夠強大，能夠處理復合多通路實時系統的巨大需求。該系統對聲環境改善后，產生的非凡聲音品質，使其很快就被著名交響樂團和音樂家所熟知。如果要列出在Vivace系統的廳堂中演出過的交響樂團、獨唱者和指揮，就要讀出一流音樂世界的很多名字，例如維也納愛樂樂團、柏林愛樂樂團和紐約愛樂樂團等。系統安裝于小型會議廳、實驗劇場、多功能場館和大音樂廳和歌劇院。

為了通過室內擴聲系統獲得最佳聲音質量，必須輸入系統可用的、最好的信號。在實踐中，這意味著傳聲器位置等同于錄音用的主傳聲器的位置。在這些位置上，交響樂團的樂器之間達到了平衡，產生了清晰、明澈的有效輸入信號。大廳內遠處的傳聲器作用有限，因為它們能獲得的精確信息很少，不能用于影響早期反射聲（決定一個廳堂的聲學特性）。

這些輸入信號進入Vivace系統主機，通過特殊的卷積算法，將其轉換為反射和混響，從而使廳堂聲學變得更有活力。依據在各種聲學環境理想的廳堂內測得的瞬態響應數據，使教堂、歌劇院等場館符合這些廳堂的特殊聲學特性。系統在改善過程中有很大的靈活性，這些反射聲和額外的聲音創造出了一個廳堂的理想的聲音效果。

系統為覆蓋觀眾席的揚聲器網絡提供單獨的信號。此時需要排列半球形的揚聲器陣列，才能保證聽眾從各個方向都能聽到，如同有更多混響的自然音響效果。合理的揚聲器數量和布局，有利于創造理想的聲音效果。

2.2 Vivace系統在薩爾茨堡音樂節舉辦地巖石廳中的應用

巖石廳在世界著名觀演建筑中獨樹一幟，舞臺后墻是由一整塊巖石雕刻出來的，舞臺屋頂可以在幾分鐘內自動開合，如圖1所示。廳堂容量約為 23 000 m3，座位數為1 400座，場面宏大。奧地利薩爾茨堡音樂節從20世紀20年代起就在巖石廳內舉行著名歌劇及劇場表演。一代又一代的指揮家、音樂家及劇場導演為這種大型的歌劇表演形式所傾倒。此廳由Herbert v. Karajan發現其適合歌劇及音樂表演。

圖1 有整塊巖石舞臺后墻和可開合屋頂的巖石廳

圖2 懸掛舞臺前端燈光橋上電動吊桿上的2支電容傳聲器

圖3 懸掛舞臺前端燈光橋上電動吊桿上的4支電容傳聲器

圖4 舞臺背景的穿孔鋼板后安裝有72個固定安裝揚聲器及約16個可移動安裝揚聲器

圖5 進行聲源定位的用戶界面

巖石廳的自然聲學條件多年來不斷進行優化。為了滿足薩爾斯堡音樂家多樣演出形式的要求，于2011年將Vivace系統安裝在巖石廳內。系統用來對室內聲學條件進行微調，以適應演出活動的特殊要求及營造逼真的聲環境，特別是演出現代歌劇的時候。

輸入信號采用懸掛在舞臺前端燈光橋上電動吊桿上的2支～4支電容傳聲器，如圖2、圖3所示。舞臺背景的穿孔鋼板后安裝有72只固定安裝揚聲器及約16只可移動安裝的揚聲器，如圖4所示，這些設備可以在舞臺及觀眾席形成無形的聲半球場。

通過系統的用戶界面，聲學設計師可以對系統各項設置進行調試，見圖5，為觀眾營造理想的、引人入勝的聲環境。聲源的定位與移動可以通過在三維空間中運行的用戶界面調試。

甘特·恩格爾，現任德國Mueller-BBM國際有限公司研發部部長，多年來參與眾多劇場、歌劇院、音樂廳及戶外大型演出的策劃和聲系統設計，包括古典交響樂音樂會、狂歡節和大型電視演出等。參與項目包括：紐約州劇院、澳大利亞Felsenreitschule Salzburg Festival劇場、德國Concert Hall University of Augsburg音樂廳、德國Dornier Museum Friedrichshafen博物館、卡塔爾多哈Katara Amphitheater露天劇場等工程的建聲、電聲項目。

（編輯 杜 青）

Enhancing Natural Acoustics and Sound Reinforcement with Vivace

Original/[ GER]Gunter Engel
( Müller-BBM GmbH., Germany)

This paper described the concept of the modern acoustic system, which is brought because of more acoustics attention on the theatre and enhancement of the modern acoustic system features and use. Additionally, it introduced the solutions that how to practice the concept of modern acoustic system by Vivace system.

Vivace system; room acoustics; amplified sound; natural sound

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.08.010