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如何獲得均勻一致的音頻覆蓋?

2019-03-06 作者:Pat Brown 編譯:易科國際 信息化視聽網(wǎng)


  房間聲音怎么樣才算得上“正確合適”?聽音者的音樂品味千差萬別,對這個問題的見解也可能大相徑庭,非常主觀。不同的見解會對成本和聽音體驗(yàn)產(chǎn)生重大的影響。

  好在我們并不是只能憑主觀去評判房間聲音。大型房間需要安裝聲音系統(tǒng),我們有比較普遍適用的性能標(biāo)準(zhǔn)去做評判。所有成功的聲音系統(tǒng)必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn):
1)為所有聽音區(qū)提供均勻的聲音覆蓋
2)達(dá)到失真點(diǎn)之前的響度要足夠大
3)在發(fā)生聲反饋之前響度要足夠大
4)聲音容易辨認(rèn)
5)足夠清晰地、高保真地實(shí)現(xiàn)音源擴(kuò)聲
  
  我稱這些為“5大標(biāo)準(zhǔn)”。評價聲音系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)有無數(shù)條,但這五條卻是硬性標(biāo)準(zhǔn),是不可或缺的。無論系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如何,如果它不能滿足5大標(biāo)準(zhǔn),擴(kuò)聲就一定會不斷出現(xiàn)問題。
  判斷現(xiàn)有聲音系統(tǒng)是否符合五大標(biāo)準(zhǔn)的最佳途徑就是聽眾。聽聽他們的意見。他們的抱怨能反映出系統(tǒng)是否違反了五大標(biāo)準(zhǔn),比如“我坐那兒聽不見”,“系統(tǒng)怎么老嘯叫?”,還有“我聽不清它說什么”等等。
  這些問題歸根結(jié)底,大都因?yàn)橄到y(tǒng)的傳感器不合格。傳感器是變換能量形式的設(shè)備。在聲音系統(tǒng)中有兩種傳感器:話筒和揚(yáng)聲器。
  話筒把聲音能量轉(zhuǎn)換為電能。電信號在系統(tǒng)電子元件之間傳輸,到達(dá)揚(yáng)聲器,然后揚(yáng)聲器把電信號轉(zhuǎn)換回聲音信號。聲音信號再通過空氣傳播,被人耳接收。
  電子信號和聲音信號對系統(tǒng)運(yùn)作都是至關(guān)重要的。顯然,其中一方有缺陷,會導(dǎo)致另一方變得非常糟糕。傳感器從來都是信號鏈路中最薄弱的一環(huán),要牢記這點(diǎn)。
  相較于話筒,人們更舍得把錢花在揚(yáng)聲器上。揚(yáng)聲器的重要性僅次于直接決定空間聲音性能表現(xiàn)的房間聲學(xué),所以,我們必須掌握一些選擇和定位揚(yáng)聲器的基本原則。
  這些原則的目的在于幫助你甄別厘清周圍各式各樣的觀點(diǎn)。它們是一般性的原則,但站得住腳,經(jīng)得起時間的檢驗(yàn)。

性能的限度
  給禮堂配置揚(yáng)聲器有兩個關(guān)鍵要素——選型和位置。它們的重要性相當(dāng)——在選擇揚(yáng)聲器、擺放好揚(yáng)聲器之后,聲音系統(tǒng)性能的限度就成立了,“5大原則”開始發(fā)揮效用。
  另外,大多數(shù)聲音系統(tǒng)常見的問題都可以歸因到揚(yáng)聲器上。可惜,我們并不能通過電子元件來有效地解決由于不恰當(dāng)?shù)剡x擇、安裝揚(yáng)聲器所引發(fā)的問題。
  假設(shè)有人走進(jìn)場地問“我坐在哪里才能聽到最好的聲音?”理想的回答是:“哪兒都一樣,隨你喜歡。”固定安裝聲音系統(tǒng)應(yīng)該為所有坐席提供盡可能均勻的聽音覆蓋——可不能為了讓后排聽眾聽清聲音而把前排聽眾的耳朵給震聾了。
  檢查覆蓋最好的辦法,是用耳朵去聽系統(tǒng)播放出來的語音。別老拿著聲級計(jì)走來走去測量覆蓋面,浪費(fèi)時間。因?yàn)槁暭売?jì)顯示的是給定位置的總體聲場電平。但是聽音者需要的卻是早期聲能,這個要用特殊的儀器才能測量出來。
  所以,檢查覆蓋最好的做法是,播放你不熟悉的音軌,然后到處走動聽一聽。
  對揚(yáng)聲器的要求和對舞臺燈光的要求相似(只是它們的作用方向相反)——由于燈光比聲音更直觀可見,我們可以拿燈光舉例做說明。
  舞臺燈具的用途在于為舞臺特定區(qū)域打燈光。影響覆蓋的兩個變量是距離和覆蓋角度(我們稱之為指向性)。指向性越高,覆蓋越集中。揚(yáng)聲器的指向性和物理體積有關(guān);所以,體積越大的揚(yáng)聲器,指向性越高。這和品牌或者價格沒有關(guān)系——這點(diǎn)很重要。
  一般而言,揚(yáng)聲器離聽眾越遠(yuǎn),指向性必須越高。

觀察并權(quán)衡
  想要直觀體會指向性,你可以拿手電筒往墻上打燈。然后前后來回走動,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。揚(yáng)聲器的聲音也有類似這樣的作用。
  如果你的手電筒有聚光的功能,你還可以觀察并在高聚光燈光(高指向性)和大覆蓋面燈光(低指向性)之間做權(quán)衡。
  如果你想把燈光限定在墻面的某個區(qū)域,那么你離墻面越遠(yuǎn),你就越要增強(qiáng)燈光的指向性。這是一條物理定律。攝影師要遵守這條定律,燈光設(shè)計(jì)師也要遵守這條定律,它甚至?xí)绊懩銤补嗖萜旱姆绞健?br />   燈光設(shè)計(jì)師在距離和覆蓋角度之間做權(quán)衡,保證給必要的對象打好燈光的同時,盡量避免燈光誤打到觀眾區(qū)。
揚(yáng)聲器的功用也一樣,兩者區(qū)別只有一個,就是揚(yáng)聲器的目的是為了“照亮”觀眾區(qū),為不是舞臺。音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和燈光設(shè)計(jì)師一樣,都需要處理這兩個變量——指向性和距離。揚(yáng)聲器離聽眾的距離越遠(yuǎn),它的指向性就應(yīng)該越強(qiáng),避免波及聽音區(qū)之外的區(qū)域。
  可以說,在許多場地(比如教堂)里,音箱距離聽眾都比較遠(yuǎn),所以必須采用指向型揚(yáng)聲器。這也意味著,音箱的物理體積必須足夠大,因?yàn)閾P(yáng)聲器的指向性一般和物理體積成正比。
  如果建筑師或場地管理處要求揚(yáng)聲器必須安裝在某個位置,那么他們也就間接地確定了揚(yáng)聲器需要具備的物理特性。比如,如果揚(yáng)聲器必須安裝在某個大房間的天花板附近,那么揚(yáng)聲器的物理體積要足夠大,才能在如此遠(yuǎn)的距離之外對聽音區(qū)完成恰當(dāng)?shù)闹赶颉H绻麚P(yáng)聲器放得更近,那么一般它的物理尺寸就需要減小,因?yàn)楦奈恢盟璧闹赶蛐暂^弱。如果建筑師想要在一個大的場地中把小型音箱裝到遙遠(yuǎn)的天花板附近,那這個場地的擴(kuò)聲永遠(yuǎn)糟糕透頂。
  音響工程師的職責(zé)是評判哪些安裝地點(diǎn)有利于產(chǎn)生均勻的和有指向性的聽音覆蓋面。這決定了揚(yáng)聲器需要具備的指向性,指向性又決定了揚(yáng)聲器的大小。一個好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師會考量是以靠近聽音區(qū)的小揚(yáng)聲器,還是遠(yuǎn)距離的大揚(yáng)聲器,去形成覆蓋面。
  客戶的職責(zé)是,在綜合考慮了成本、美學(xué)和其它因素之后,決定可行的方案。一旦決定了方案,建筑師就要想辦法在不影響音箱運(yùn)作的條件下,把音箱美觀地融入建筑中(求求你們不要把音箱放到槽腔里!)

流程復(fù)雜化
  上文所述流程看起來很簡單,是嗎?事實(shí)并非如此。有兩種情況會讓音箱選型和定位工作變得復(fù)雜:
1) 在不同頻段,指向性特征差異巨大。也就是說指向性與“頻率相關(guān)”。所以,適用于低音單元(低頻段)的定位可能并不適用于高音單元(中高頻段)。
2) 如果兩只揚(yáng)聲器的安裝位置比較相近,它們會產(chǎn)生一種完全有別于直覺預(yù)期的指向性。比如,人們常常并列擺放兩只揚(yáng)聲器,以求獲得更寬的覆蓋面。
  但實(shí)際上,這會縮小揚(yáng)聲器在某些頻響范圍內(nèi)的覆蓋面。還可能造成干擾,導(dǎo)致某些聽音區(qū)出現(xiàn)“音頻丟失(drop out)”現(xiàn)象。
  很多聲音系統(tǒng)性能表現(xiàn)不佳,很可能就是因?yàn)槿藗儜{直覺安裝揚(yáng)聲器,毫不顧及多個聲源之間的聲互作用。不管你想不想要,揚(yáng)聲器一旦緊挨著安裝,它們就形成了陣列。陣列的運(yùn)作很復(fù)雜,需要經(jīng)過精心設(shè)計(jì)才能產(chǎn)生如意的結(jié)果。
  和其它工程問題一樣,如何選擇、定位揚(yáng)聲器也需要經(jīng)過多次的權(quán)衡。要改進(jìn)性能的某一方面,就要降低另一方面的水準(zhǔn)。舉個例子,如果要通過增加音箱數(shù)量來覆蓋更多的觀眾席,就可能會降低其它位置的聲音質(zhì)量。

運(yùn)用一些強(qiáng)大的工具
  好在我們并不是只能靠運(yùn)氣或者直覺來選擇、定位音箱。我們可以運(yùn)用一些工具提前評估性能。
  有些強(qiáng)大的電腦建模程序可以繪制聽音區(qū)的聲覆蓋圖(如Community獨(dú)家EASE? Focus 3聲音系統(tǒng)建模軟件),幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師做評估和權(quán)衡。這些程序還可以模擬不同音箱之間的互作用,幫助我們優(yōu)化陣列設(shè)計(jì)。
  不過,你們可能沒有這些程序。有些程序非常昂貴,獲取后還需要經(jīng)過長時間的困難學(xué)習(xí)才能掌握這些程序——用戶知識有限,這些程序的效用也會受影響。總之,選擇和定位揚(yáng)聲器需要裝備好工具、積累了足夠的經(jīng)驗(yàn)才能勝任。
  音頻系統(tǒng)顧問是僅次于聲學(xué)顧問的重要人物。成功的專業(yè)人士一生都在研究他們的行業(yè),他們的投入能給項(xiàng)目帶來巨大的價值。
  有些小型聲音系統(tǒng)工程可以從設(shè)計(jì)建筑承包商那獲益。但一定要確保承包商擁有必要的測量工具和預(yù)測工具來評估房間的聲學(xué),預(yù)測目標(biāo)聲音系統(tǒng)的響應(yīng)。
  另外,請騰出時間去看看承包商做過的同類項(xiàng)目,包括演出應(yīng)用場景和建筑空間固定了的應(yīng)用場景。聽聽那些聲音系統(tǒng),找技術(shù)人員聊聊。參加一兩場活動,評估一下聲音質(zhì)量,尤其是語音清晰度。
  有些應(yīng)用場景從始至終聽音效果都不錯,而有些卻從來沒有好的表現(xiàn)。區(qū)別就在于規(guī)劃。應(yīng)該遵循有資質(zhì)的音頻顧問和承包商的意見來選擇合適的揚(yáng)聲器并實(shí)施安裝。
  在那之后才是給他們提供滿足“5大原則”所需要的活動范圍和預(yù)算。

易科國際 易科國際 音頻 系統(tǒng) 音頻系統(tǒng) 揚(yáng)聲器

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