杜比全景聲在劇院中的應用

羅斐

【摘 要】 介紹青島東方影都大劇院杜比全景聲系統的功能定位、系統構成、設計難點、測試評價，并提出全景聲揚聲器在 不規則大空間中的映射布置方法。

【關鍵詞】 杜比全景聲；電影放映；外切矩形法；房間聲學增強；可變混響；全吸聲；大空間

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.06.006

The Application of Dolby Panorama in the Theater

-Take the Qingdao Oriental Cinema as An Example

LUO Fei

（WANDA Cultural Tourism Planning and Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100022， China）

【Abstract】The function location， system composition， design difficulty and test evaluation of Dolby panoramic sound system of Qingdao oriental cinema grand theater are introduced. The mapping arrangement of panoramic loudspeaker in irregular large space is presented for the first time.

【Key Words】Dolby panoramic sound； film screening； external rectangle method； room acoustic enhancement； variable reverberation； full sound absorption； large space

東方影都項目位于青島市西海岸經濟新區，總投資約500億元，占地376公頃，總面積540萬平方米，是目前全球投資規模最大的影視產業項目，包含影視產業園、商業區、大劇院、秀場、酒店群、會議中心、酒吧街、游艇碼頭、國際醫院、國際學校等眾多業態，其中大劇院命名為東方影都大劇院（以下簡稱“大劇院”），總建筑面積2.4萬平方米，約2 000座觀眾席，設計理念取意于“碧海銀螺”，外立面采用橫向貝殼帶狀紋路，臨海而立，已成為青島新地標性建筑之一。

1 定位和功能

大劇院主要是為電影節之用，從而設計為多功能劇場，需要滿足高品質的電影放映、頒獎典禮、國際會議、現場演出、音樂會、交響樂等眾多使用需求?？紤]到不同演出形式對聽音環境的要求有所差異，觀眾廳的固定混響時間設計為1.0 s，并可通過配套系統快速調整，可加長至3.4 s或以上。在短混響條件下，可滿足放映電影、舉行頒獎典禮及國際會議的需求；在長混響條件下，則可以進行綜藝節目、音樂會、交響樂等多種形式的文藝演出。大劇院的外觀和內景照片見圖1和圖2。

為滿足這些功能，劇場內除了配置常規的舞臺設備，還特別設置了一套房間聲學增強系統（Room Acoustic Enhancement，以下簡稱“可變混響”）和一套杜比全景聲（DolbyATMOS）電影還音系統，分別用于觀眾廳聽音環境的調節和電影放映。以下針對全景聲系統進行介紹。

2 系統介紹

全景聲是美國杜比公司于2012年推出的一套基于聲音對象的多聲道標準，是全球應用最為廣泛的電影還音解決方案之一。文中全景聲特指電影處理器后端的功放、揚聲器部分，即電影B環還音系統。

2.1 揚聲器

揚聲器包括屏幕揚聲器和效果揚聲器。系統共使用了190只揚聲器，其中，屏幕揚聲器92只，效果聲揚聲器98只。

2.1.1 屏幕揚聲器

屏幕揚聲器由5組線陣列和1組次低頻陣列組成，每組線陣列包括12只雙8英寸全頻單元和4只單18英寸低頻單元。次低頻陣列包括12只雙18英寸次低頻單元，屏幕揚聲器詳情見表1，布置示意見圖3。

2.1.2 效果揚聲器

效果揚聲器由墻面和天花揚聲器組成，墻面效果聲共74只，分為一層、二層以及一二層共用的揚聲器；天花效果揚聲器24只，分為頂棚及挑臺下揚聲器。根據覆蓋的區域不同，池座和樓座主要區域采用單12英寸、單15英寸兩分頻點聲源，在挑臺前和挑臺下采用了單10英寸、單5英寸點聲源。效果揚聲器詳見表2，布置示意見圖4。

2.2 信號系統

整個系統包括共58路獨立信號通道，屏幕揚聲器6通道，分別為左、左中、中、右中、右、低頻擴展；效果聲揚聲器52通道，分別為左環9通道、右環9通道、后環10通道、頂環20通道，次低頻4通道。杜比全景聲處理器最大通道數64路，如果每只效果揚聲器都采用獨立信號通道，處理器通道數遠遠不夠。為此，系統增加了信號分配器，并對后環、頂環效果聲信號進行了優化組合及分配。

3 問題及解決方案

大劇院的電影全景聲系統是一個全新的應用，此前國內沒有先例。在項目決策及實施過程中遇到了許多全新的問題，筆者所在的團隊花費半年多的時間在全球范圍內進行了問卷調查、劇場調研、技術方案的比選等工作，并與國際電影音效標準廠商及知名揚聲器廠家進行了多次技術討論，下面將遇到的關鍵問題及解決方案與大家分享。

3.1 如何設定劇場的聲學指標

混響時間是前期討論最多的話題，作為一個能放電影、辦演出、演奏交響樂的劇院，大多數人都會認為這是一個傳統意義上的多功能劇場，即混響時間應設定在1.5 s～1.8 s。如此，可以滿足大部分文藝演出的要求；放電影時，聽眾在2 000座的大空間內，就算混響時間稍長也能接受；對交響樂演奏，可采用電聲系統等進行適當增強，效果尚可。這種思路雖然做到了兼顧各類使用功能，但也對電影放映和交響樂的演出效果做出了極大的妥協。作為舉辦國際電影節的場所，電影放映和開閉幕式的文藝演出都是重點，如果要高品質地呈現電影和音樂的聲音，就要把劇場按照電影院來做，然后通過調整混響時間來滿足文藝演出和交響樂的要求。

把一個能容納2 000人、容積超過20 000 m3的觀眾廳做成一個全吸聲的大空間，混響時間做到1.0 s來播放電影，然后通過物理或者電子方法把混響時間再調整到3.0 s以上進行交響樂演奏，這樣的方式在國內外的劇場中都沒有應用的先例，存在一定的風險。在項目前期方案設計階段，主要擔心的是可變混響的技術不成熟，無法大范圍地調整混響時間。畢竟，采用物理可變混響的方式混響時間可調范圍小、成本高，不可行；采用電子方式的可變混響在大范圍調整混響時間時存在聲染色的問題，且國內外的成功案例也不多。

為此，筆者所在的團隊對全球知名的電影首映式的場所進行調研，考察了美國杜比劇場、法國戛納電影節主會場等電影節舉辦場所。本著建設世界一流電影節的理念，最終確定了大劇院的建聲采用短混響全吸聲的方案，中頻空場混響時間設定為1.0 s，這為用于電影放映的全景聲系統奠定了堅實的基礎。

3.2 如何選擇屏幕揚聲器

確定混響時間之后，接下來面臨的問題是如何選擇電影主揚聲器。電影屏幕設置在舞臺臺口內側，寬20 m、高11 m，采用增益為1.4的平板透聲白幕，訂制整體框架并設置聲障板，可電動升降。屏幕到池座后墻超過35 m，屏幕到樓座后墻超過43 m，池座和樓座的寬度都超過40 m。如此規模和體量的“影院”，需要探索綜合性的解決方案才能滿足要求。

傳統思路是定制特大型帶號角的電影主揚聲器，為滿足覆蓋和聲壓級要求，主揚聲器尺寸會非常大，不便于安裝調試和后期運維，且恒指向性對樓座的全頻段覆蓋不太理性。綜合考慮后，選擇了可升降的線陣列簇做屏幕揚聲器，線陣列能量較為集中，可以覆蓋更遠的距離，同時，還能通過調整陣列中各揚聲器間夾角角度均勻覆蓋樓座和池座，也便于安裝調試和后期運維。

3.3 如何布置效果揚聲器

全景聲揚聲器的布置規則只適用于常規電影院，即只有一個連續矩形聽音面的規則聲學空間，根據電影院的長、寬、高及屏幕位置和大小，給出建議的揚聲器數量、位置和安裝角度。

大劇院的池座、樓座是兩個不連續的聽音面，聽音面呈馬蹄形分布，且池座、樓座、挑臺下池座是三個不同的聲學空間，與電影院的差異較大，尤其對墻面效果揚聲器而言，無法按照原有的規則進行布置。杜比公司也沒有類似大空間的布置經驗，經過雙方反復討論，筆者所在的團隊找到了一種快速便捷的方法，將效果揚聲器從平面墻映射到曲面墻，且指導了后續的設計和安裝。

首先，找到觀眾廳的參考聆聽位①，對觀眾廳墻面做外切矩形；按照全景聲的布置方法在外切矩形上進行揚聲器布置；將揚聲器中心軸與參考聆聽位進行連線，相交于觀眾廳墻面；在交點處做切線，交點即為揚聲器的實際安裝位置，示意見圖5。

這種外切矩形法明確簡便，能保證在原有布置規則的基礎上，針對不同空間體型進行適度變化，便于電影環繞聲技術在實際操作中的運用，特別適合于非傳統電影院廳堂中杜比全景聲音響系統的設計和工程實踐。這種將全景聲揚聲器布置規則映射到不規則的空間中的獨特方法，已經得到了杜比公司的認可和推廣。

另外，為保證觀眾廳的美觀，要求大部分效果揚聲器暗藏。因此，觀眾廳內共暗藏了108只②揚聲器，特別是池座后墻，分布了1個聲控室、1個光控室、1個具有5個放映孔的電影放映間以及6個需要開窗的同傳譯員間。除此之外，后墻還需要暗藏28只效果揚聲器，其中包括4只單18英寸次低頻揚聲器。

由此可見，本項目揚聲器安裝之復雜、要求之高也是國內外少見。

4 系統調試

考慮到劇場的電影屬性，在聲場調試時更多地側重影院擴聲，主要參考了GY/T183-2002《數字立體聲電影院的技術標準》，該標準適用于容積為5 000 m3以下和800座以下的無樓座的電影院，為了使最終的聲場能更好地還原影片的效果，筆者所在的團隊對傳統影院的調試方法進行了調整。

聲場調試時，選取參考聆聽位對每個獨立通道進行聲場測試和調整；測試聲源采用正弦掃頻信號③；每通道揚聲器的頻響曲線參照ISO 2629-2015（E）相關要求④調整；每個通道揚聲器在參考聆聽位的連續聲壓級調整為85 dBC。所有參數調整都在電影處理器⑤中進行，對于個別通道頻響響應曲線需大幅調整的，會在功放處理通道中預先進行修正。

5 評價和總結

大劇院于2017年底組織邀請國內多位著名音樂人，電聲、建聲專家參加測評會，大家一致認為，全景聲系統主觀聽音效果優良、聲像定位準確、音質好、語言對白清晰，能明顯感受到“聲音包圍感”和“方位感”。

東方影都大劇院已經于2018年5月1日正式開業投入使用，目前設備運轉良好，運營公司反饋：體驗過全景聲的觀眾表示非常震撼，對效果很滿意。東方影都大劇院首開先河將全景聲系統用于劇場，并與可變混響系統兼用，特別是首次提出的全景聲揚聲器布置規則映射到不規則空間中的方法，為劇院拓展使用功能提供了可借鑒的解決思路和方案，是全球領先的電聲應用案例。

注釋：

①池座選取電影屏幕中央到池座后墻中央連接線的三分之二處作為參考聆聽位；樓座選取第一排中心點作為參考聆聽位。

②觀眾廳內共暗藏108只揚聲器，其中全景聲揚聲器80只，可變混響揚聲器28只。

③正弦掃頻信號主要技術指標：采樣頻率48 kHz，周期5 s，起始頻率2 Hz，結束頻率24 kHz，峰值電平-30 dBFS。

④相關要求是指ISO 2629-2015（E）中的表格Table1、TableA.1，圖Figure 5、FigureA.1；

⑤電影處理器指DolbyCP850，固件版本號2.3.0.1。

參考文獻：

[1]Dolby AtmosSpecifications Issue 3.

[2]ISO 2629-2015（E）：Cinematography—B-chain electro-acoustic response of motion-picture control rooms and indoor theatres—Specifications and measurements.

[3]GY/T183-2002，數字立體聲電影院的技術標準[s].