如何設計廣州大劇院的聲場

日期：2015/10/13 來源：中國演藝科技網

廣州大劇院總建筑面積約70000㎡, 其核心設計理念稱為“圓潤雙礫”：“大礫石”包括1800座的大劇場和錄音棚、藝術展覽廳；“小礫石”則是400座的多功能劇場。大劇場觀眾廳采用獨特“雙手環抱”設計，觀眾席看臺兩側的延伸部分和樓座挑臺交錯重疊，從舞臺角度看來，猶如迎面伸來的兩只手臂。如圖1所示。大劇院除了提供極佳的聲學環境滿足自然聲演出的要求，實際運營的大部分演出都需要電聲的支持。

圖1 大劇場觀眾廳效果圖

在聲場設計方面，廣州大劇院具有兩個鮮明的特點：可變聲場設計和超低頻指向性設計。

1 可變聲場

廣州大劇院大劇場引入可變聲場的設計，以可變的聲場滿足不同的藝術表演形式，以達到更高品質的擴聲需求。

1.1 設計理念

在對國際和國內重要表演劇場聲場設計和使用需求進行充分調研后發現：劇場的節目形式多種多樣，單一擴聲模式很難同時滿足各種表演形式的使用需求。歸納出以下主要的表演形式對擴聲系統的需求，如表1所示。由表1可見，不同的節目表演形式，對聽覺審美、最大聲壓級、擴聲形式和聲學覆蓋的要求是不一樣的。近年來，通過可變聲場的設計，力求滿足各種表演的專業需求正逐步成為國際上高端劇場未來發展的趨勢。廣州大劇院就經典藝術和商業流行兩個使用模式分別設計了兩套揚聲器系統。以最小化干涉原則設計一套點聲源陣列，滿足經典藝術類的自然、保真擴聲需求，滿足以自然聲為主、電聲為輔的擴聲形式；為滿足大動態擴聲的需求，設計一套線聲源擴聲陣列，滿足商業流行演出的氣氛和力度需求。兩套系統可以快速切換，實際使用效果得到聽眾和調音師的贊許。

表1 不同類別表演對擴聲系統的需求

1.2 高保真模式

服務于經典藝術類的高保真擴聲模式采用2層固定安裝的揚聲器系統和1組超低頻揚聲器系統，以最消化干涉的原則覆蓋全場觀眾區，實現高品質的擴聲，如圖2-圖4所示。高保真擴聲模式聲場設計：大劇場共設左右兩通道揚聲器組，左通道揚聲器組由上下2層組成，上層由2只高Q值的水平線聲源揚聲器系統組成，以最小化交疊的原則布置，主要覆蓋樓座觀眾；下層由3只高Q值的水平線聲源揚聲器系統組成，同樣以最小化交疊的原則布置，主要覆蓋池座觀眾；右通道與左通道相同。從圖中的聲線覆蓋可以看出，為有效地避免側墻和頂棚的反射對觀眾聽感造成的影響，巧妙地利用了水平線聲源揚聲器的拼接技術，精確地設定覆蓋角度，達到真正的最小化干涉。另外，每聲道配置3只雙18英寸的超低頻揚聲器系統，置于上層全頻揚聲器系統與下層全頻揚聲器系統中間。左右通道共同均勻覆蓋全場觀眾。

圖2 高保真模式下層平面覆蓋圖3 高保真模式上層平面覆蓋圖4 高保真模式剖面覆蓋 1.3 大動態模式

服務于商業流行類的大動態電動吊掛擴聲模式，設左、中、右聲道揚聲器系統組和左、右聲道揚聲器系統組，分別由9只垂直線聲源揚聲器系統和3只雙18英寸超低頻揚聲器系統組成（與高保真擴聲模式超低頻共用）；中央聲道揚聲器系統組由10只垂直線聲源揚聲器系統和2只低頻揚聲器系統組成。

根據廳堂的特性，大動態擴聲揚聲器系統均為線陣列揚聲器系統，指向性控制能力強，在長混響時間的廳堂優勢非常明顯。左右聲道的揚聲器系統采用非對稱覆蓋，如圖5、圖6所示。線陣列在正常吊掛的狀態下，可以通過改變覆蓋角的方向，使聲線盡量避免側墻的直接反射，使得即使在大動態擴聲模式下，聲音依然非常干凈、有力。中央聲道采用寬角度的緊湊型線陣列揚聲器系統如圖7、圖8所示，搭配原廠推薦的高功率低頻揚聲器，突顯人聲的細膩。

圖5 大動態模式左右平面覆蓋圖6 大動態模式左右剖面覆蓋圖7 大動態模式中央平面覆蓋圖8 大動態模式中央剖面覆蓋

2 超低頻系統設計

廣州大劇院大劇場引入超低頻指向性設計，以滿足長混響狀態下的低頻覆蓋要求。在長混響廳堂擴聲應用中，如何進行真實的低頻還原，是近年同行業擴聲應用技術的重點，也是聲場設計的難點。本方案左右聲道各配置3只雙18英寸超低頻揚聲器系統，可以組成心型指向超低頻擴聲陣列（如圖9所示，將中間的超低頻揚聲器系統與兩側的超低頻揚聲器系統反向安裝），經過嚴格的聲場調試后，將明顯改善低頻段的指向性，有效提高系統的傳聲增益。

圖9 低頻揚聲器系統陣列安裝示意圖

采用超低頻擴聲陣列后，50Hz-100Hz的超低頻段具有非常強的心型指向特性，更加有效地將聲能投射到觀眾區，提高觀眾的聽感“力度”，同時，極大減少對舞臺區的輻射，提高系統傳聲增益，降低傳聲器嘯叫的可能。從圖10、圖11的陣列覆蓋模擬結果可以充分得到認證。

圖10 傳統低頻陣列覆蓋模擬圖

圖11 心型指向低頻陣列覆蓋模擬圖

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