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项目介绍 / Project introduction

体育场演出的扩声系统设计
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体育场用于临时音乐会或“巡回演出”的专业音响系统与固定的“剧场”音响系统结合起来,用于大型演出。体育场将分别举行两场大型演出,这个将临时的音响系统和固定设备相结合的案例会引起很多人的兴趣。这项研究只是涉及到音箱和阵列的布置和使用。模拟和数字信号的流程和分配、剧场调音前的控制、舞台监督调音控制,......

产品应用场景图 / Application scenarios

体育场用于临时音乐会或“巡回演出”的专业音响系统与固定的“剧场”音响系统结合起来,用于大型演出。体育场将分别举行两场大型演出,这个将临时的音响系统和固定设备相结合的案例会引起很多人的兴趣。这项研究只是涉及到音箱和阵列的布置和使用。模拟和数字信号的流程和分配、剧场调音前的控制、舞台监督调音控制,监控系统、传声器和D.I.、射频管理、通讯、电源分配、信号分解与信号馈送去广播和录音等,这是一些与具体环境条件更为有关的因素,应用于这类演出和活动的总体系统设计中。

体育场演出的扩声系统设计

一、大型露天体育场

体育场是一个足球专用赛场,比赛区域周围没有跑道环绕。它不像那种具有“端点”(end-on,意指舞台位于赛场的短边处)的音乐会构造的更大型的露天体育场,主扩声系统不会遇到“前后不一致”的限制。这对于目前的技术而言,是不可接受的。在任何情况下,其设计不能只用2组阵列来覆盖巨大的表演场,使用多阵列分布遍及体育场来获得最佳的效果,并与已经安装的音响系统结合起来,意味着均匀一致地分布的声音能被在场的全体听众听到。

测试目的是要确定下面的问题:

(1)与体育场相关的任何声学的问题以及提出解决方案;

(2)检验进行临时性音乐会系统的系统设计所需要的设备数量;

(3)永久性剧场系统可以供音乐会或者与临时性音乐会系统结合起来的乐队使用的范围。

由于受到噪声产生的时间限制,以及进行这些测试的经费预算的限制,这就决定要安排好时间进行试听。在进行这些初始测试时,并没有使用分析或测量仪器,也没有产生统计数据。在这些测试中使用了两种类型的线性阵列扬声器系统。该阵列置于独立式桅杆上,放在适当的位置来模拟端点演出和侧边演出。

体育场演出的扩声系统设计

二、体育场声学问题

在体育场内有很多反射的表面,“供媒体用的豪华看台”具有大型反射玻璃波阵面(fronts)。这些玻璃看起来并不像是经过处理的或者做成角度以有助于声音传播。

在“末端看台”(end stand)内有大型的视频屏幕/计分板,它表面朝向舞台的位置。对于“端点”的音乐会构造,该看台总是位于体育场的同一端。“舞台末端”的座位缩入到看台内,是为了使舞台建在水平面上而不是在有一定倾斜度的座位上方。

这里有一个没有吸收材料或障板的反射式顶棚。因此可以参考刚才提到的“几个问题”来克服?

这些关键的因素,连同听到的和获得的更多有关对剧场系统的了解,已经在体育场临时音乐会系统的音响设计时加以考虑了。

体育场演出的扩声系统设计

三、体育场扩声

体育场扩声系统基本上是供在足球比赛时,发表讲话、入场/退场背景音乐、悦耳的广告短信息、紧急通告等使用的。它是一个非常好的全音域系统,35°扩散,而且可以用于一些现场表演;如刚才提到的,它的均衡已用于语声和轻音乐,或任何需要的场所,而不仅仅用于运动扩声。

本系统可以整体用在环形(in-the-round,意指舞台位于场地的中央)轻音乐演出,或者部分用来组合一个临时场地系统,或者用于一场“端点”或“侧边”演出,肯定不用于开幕式或音乐剧演出。

在扬声器群的轴向的和稍微偏离轴向的有效区域之间存在有一种音色的变化。在群之间的半程距离就达到其极限值,尤其是对高频。静坐着的观众不会注意到这些音色的差异。这种差异是在参数范围内的,因而他们会从心理声学上调整,从而完成整体的声音的混合。

由于在顶棚下面的低-中频增长,而在上层环形的顶部则会降低高频能量,在顶部十到十二排的座位与上层环形的中间部分比较则清晰度稍差,看起来像是我们进行调试期间由于剧场系统过激励所致。

“剧场”扩声系统音箱的取向是由顶棚散射出,由固定的位置散布到座位区域,就好像是由在场地中央处的一个虚拟的点声源播送一样。当为了端点演出应用而加上延时时,不可以采取重新排列音箱的分组来补偿所需要的声源方向,这会造成三角剖分问题。

对于体育场的临时性音乐会系统的音响设计,要注意考虑这些关键的事情。

体育场演出的扩声系统设计

四、体育场扩声系统设计

大多数问题是由于在所应用的线性阵列设计中提到的强反射面引起的。

预测软件用于阵列的定位以及决定在每一阵列中的每一个音箱之间的角度。

临时音乐会的扩声系统划分成两个部分。主PA和延迟系统覆盖赛场区域以及刚好位于豪华看台、视频屏幕/计分板和上部环形坐席下面的区域。

辅助扩声和延迟系统仅覆盖顶部环形坐席,理论上声音应当从体育场顶棚建筑的某个高度扩出,全部阵列都朝向观众,同时完全避免了激励顶棚。

主PA包括有4组阵列,每组24只Butterfly(主系统布置在16 m~18 m处;副系统则布置在20 m~22 m处)。

3组延时阵列,每组18只Butterfly(布置在16 m~18 m处;距离最远的覆盖点为75 m~100 m)。

辅助PA包括两组阵列,每组24只Butterfly(主系统布置在距离地面(赛场水平面)47 m处,悬挂在主PA的旁边3 m~5 m处,延伸到最远的舞台位置)。

2组延时系统,每组16只Butterfly(布置在47 m处,距离最远的覆盖点为70 m~90 m,一直延伸到最远的舞台位置)。

我们打算“飞”小的延迟阵列来覆盖视频屏幕/计分板上面朝向舞台的较上层的环形坐席。不过几乎在所有的情况下,利用剧场系统扬声器来覆盖这个区域已经足够。

然而,由于通过建筑物承包商来交接体育场以及通过新的建筑物管理公司来处理会场的管理等的复杂性,在这个季度是非常不可能允许“飞”出一个辅助扩声来。主扩声“飞”出点可以在可伸缩的顶棚机构下面,而在允许这样做之前,新的建筑管理公司需要时间来研究建筑设计师的计算,如有需要,还要取得新的结构工程师的报告。但目前对于新的建筑管理者来说,这显然是不太可能的。

试图覆盖体育场的两个长边的上部环形坐席的结果并不让人满意,因此我们决定针对这种应用选用已经安装的扬声器

在环形坐席中位置最高的座位要和赛场中央是一致的。为了让处于较低位置的阵列覆盖到这些座位会产生很多问题,因此我们取消了所选择的已吊装的和已向上提升的线性阵列。

假如辅助扩声不能从长边看台上扩出,那么在这个层面上使用剧场扩声系统能更好地为这类赛事覆盖到离赛场水平面较高的层面的坐席。

体育场演出的扩声系统设计

五、临时扩声系统和体育场扩声系统的结合

不管剧场扩声并不是在理想的排列方向上来完成一场端点表演的这一事实,如果巡回演出的PA只是覆盖赛场和较低的两圈(座位),则当使用剧场扩声来为较高层的一圈(座位)进行测试的时候所得到的结果是完全可以接受的,并且提供了一种更好的解决方法,而不是尝试使用巡回演出的PA来覆盖顶部的一圈(座位),以及由于没有足够的布置高度而引起反射和回声而破坏了大部分听众区域内的效果。对于距离在赛场的构架47米处的PA,为了获得新要求的布置高度,将需要构架具有很大的基底面积而减少了听众的容量。大多数引入来的演出将不会准备为如此的构架付费或者接受更低的赛场容量。

因为两种系统——临时性巡回演出扩声和上部环形剧场系统,在同一覆盖区域几乎可以被认为是互不影响的,在不考虑低频成分的情况下,延时问题并不很明显。

在剧场系统上的每一只音箱都有自己的放大通道和用来控制交迭、时间延迟、均衡等的数字信号处理器。通过在体育场内的音响控制室的900×900矩阵就可以远距离地实现这些控制操作。来自赛场上供音乐会用的表演混合控制台的输出信号将可以由在赛场和坐席之间的矮墙上所安装的场边连接器来发送到剧场系统。这种控制的灵活性将允许剧场系统在与临时系统混合时最优先选用来覆盖较高层的座位排。但是,必须允许有足够的时间来做这项工作,尤其是对于第一次的表演,可以利用它来把对剧场系统的全部的设定存储起来。对延迟时间和均衡补偿的某些工作是在进行声音测试的时候进行的,这对于在各组群之间的音调的变化以及在根本上减轻在顶棚下面所增强的低-中频方面都得到了改善。一个有着良好音响的体育場并没有这类事情,但是在做了这些首次的声音测试后,演出公司感觉到如果他们的意见能够被注意到,那么在体育场就会获得令人满意的音响效果。

体育场演出的扩声系统设计

他们发现,承担这种实践对于他们在伦敦最新的和最有声望的大型露天体育场的演出而确定初始音响设计的出发点是非常有价值的。

我希望在此能给大家一些有关如何在大型露天体育场将固定安装的扩声系统和用于音乐会或特殊活动(例如北京奥运会)的临时音响系统相结合的思路方面的一些启示。

当然,每一种情况都有所不同,解决方案也有所差异。体育场的音乐会中得出的这个最佳解决方案的思路。