剧院音响系统“技术到艺术”的设计思想与理念初探

重发声与原声的一致性

   剧院音响系统是为舞台表演艺术服务的，或者说是为舞台艺术的听觉形象服务的。它是为表演艺术提供一个高品质声音重放的展示平台。

    剧院音响系统通常包含两大方面，即建声与电声。其设计思想与理念是音响系统设计的一条“主线”，它贯穿于整个音响系统设计的全过程，系统各个部分的内容与构成都是紧紧围绕这一“主线”而展开的。因而，只有设计思想与理念是清晰的、完整的和正确的，才能给出一个符合使用要求的、完美的和高水平的系统设计。

    舞台艺术可以概括为视觉形象和听觉形象，从观众的角度就是常说的“看”和“听”两个方面。所以观众厅的设计首先应满足观众能看得好、听得好这些最基本的功能要求。剧院音响系统是为听觉形象服务的。

    就音响系统设计而言，要摆脱传统的从“技术到工程”的设计模式，而要提倡从“技术到艺术”的设计理念，亦即技术与艺术的完美结合，人性化与科技的结合。只有从“技术到艺术”所提出的系统设计，才能较全面地满足表演艺术的使用需要。就观众厅最终的音响效果而言，声音重发的还原度要高、逼真、自然（重电发声与原声的一致性）以及良好的声像定位（声像的一致性）和声音效果与剧情的一致性。总之，要最大限度地、最准确地体现出完整的舞台艺术表现力。本文将从以下几个方面进行初步探讨。

    一、

    现代剧院大多在一个特定的封闭的声学空间，由一套扩声设备将演出的各种声源进行扩声，同时与声源本身一同馈送至观众席。很明显，通过扩声设备还原出的重发声与声源本身（原声）是否一致这不仅是个技术问题，更重要的是个艺术问题。在音响系统设计中，不仅要从技术角度对重发声的各类技术指标进行设计，同时要对重发声与原声的一致性的各类影响因素进行控制，并贯穿到设计的全过程中。

    一致性的核心是音色的一致。重发声的音色，从物理角度分析，就是重发声中是否出现了原声中所没有的频谱分量。从音响系统来分析，一是认真作好观众厅的建筑声学设计。

    首先是隔声处理，它是创造一个不受外界影响同时也不影响外界，即声场动态范围大的安静声场，它包括与外界的隔声，扩声房间的隔声，门窗、屋面隔声等等。

    其次是降噪处理，它是降低声场内各种噪声如空调、风道、电器等设备噪声对观众厅声场听觉环境的干扰。

    再次是音质设计，它包括反射声的组织与混响时间的计算，这些不仅影响重发声音色，丢失音乐的细节，改变音乐的频谱结构等，还影响重发声的空间感、清晰度，使声音含糊不清。在分析各界面性能的基础上，分别作好反射面和吸声面设计。然后在核算吸声材料的吸声量时，不仅量要合适，同时各频率的吸声量也要均匀，在观众厅各界面的分布也应均匀。

    最后是声场缺陷的避免。这是影响重发声产生音色失真的重要因素，如声聚焦、颤抖声、驻波、回声、声影等。

    当然，除此之外，在建声设计中也要注意对声场扩散作好处理使其声场均匀，使每个观众都能在观众席上聆听生理上最合适的听音声级，获取最佳的艺术效果。

    音色一致性除认真做好建筑声学设计外，二是认真做好电声声信号的频谱结构。从技术角度讲，就是要求电声系统的非线性失真要小，频率响应要好，本噪声要低，动态范围要大。

    笔者在参与湖北剧院建声与电声设计过程中，严格控制影响音色效果的建声因素。首先是防止观众厅高频吸声量过大，防止前次反射声和混响声的份量不足，导致音色无润无味。为此在作建声音质设计时，尽可能注意少用高频吸声过大的吸声结构，如纤维类材料和穿孔率过大且内填纤维类材料的穿孔吸声结构。二是控制观众厅低频吸声量，要做到低频段混响时间向低频端平滑增大，达到相应国家规范要求，使其低音有力、丰满。综上考虑，湖北剧院观众厅天棚采用大面积双层增强型石膏板，墙体中下部采用高密度板材，墙体上部采用少量高频吸声结构。完工后检测其混响时间频率特性为：125Hz：1.47秒，250Hz：1.35秒，500Hz：1.21秒，1kHz：1.29秒，2kHz：1.25秒，4kHz：1.13秒，很明显其混响时间频率特性比较平滑，达到了国家标准，且无声学缺陷。同时为使本观众厅能适应多功能要求和剧情需要，扩声系统设计时选用了三台S0UNDWEB数字音频处理器，对电声系统进行全面的包含频率特性在内的处理与补偿。扩声系统峻工后，经测试其频率特性达到了国家音乐类一级标准。投入使用这五年时间内，接待国内外近百家演出团体，他们一致反映，低音厚实丰满，中音明亮圆润，高音清晰有色，艺术所追求的音质十分完美，是湖北武汉地区目前音响效果最好的一家专业演出场馆。实践证明，这类演出场馆的有关技术设计，必须依据艺术效果的需要，认真做好技术性的设计。只有这样，技术设计才能达到完美的艺术性功能效果。

听觉与视觉的一致性

    二、

    剧院观众厅的观众在观看表演时，所听到的声音主要来自三个方面，一是演出的自然声即原声，二是通过电声的重发声，三是通过观众厅顶棚、墙面等反射面的反射声。三个分量在观众耳内合成，应与看到舞台上的表演画面一致，这既是技术所要求，更是艺术所必需。

    听觉与视觉一致性，首先是声像一致，即三个分量的合成声音方位应与舞台上看到的表演画面的方向一致。我们知道在物理上分析，声音信号是矢量，它们的分量合成必须遵循矢量合成法则，其主要影响因素是各分量的矢径（大小）和矢角（夹角）及时序。原声一般都来自舞台面上1～2米左右的方向，从舞台口向观众区接近水平方向辐射。而电声的音箱大多为了有利于向更远处的观众席辐射，安装在舞台口上方或接近台口高的两侧，朝观众区向下俯射。如果这样，很明显，对于观众这两个声音来自的方向不一样。同时在观众厅的中后区，往往是重发声级高于原声级，其结果是，观众看到舞台面上的画面发出的声音是来自高于画面8～9米的舞台口上方，使声与像不一致，很不协调，极大地影响声音的艺术效果。为此在进行音响系统设计时，必须设法把重发声像降下来，这是其一。其二是原声与重发声到达观众区的时间应一致。其三是重发声的声级与原声的比例应合适，不影响声像的定位。

    考虑以上因素以及其它方面的要求，音响系统中的音箱布置及向音箱馈送信号的功率与时延等十分重要，直接影响整个扩声的效果，不论是集中布置还是半集中式布置，其音箱的布置的原则必须做到：声像一致；声场均匀；有利于克服声反馈，提高传声增益；向音箱馈送信号的功率与时延必须符合声像一致性原则。

    笔者在湖北武警礼堂扩声系统设计时，不仅针对声均频率特性、传声增益、声场分布等进行设计，而且对声像一致性也进行了专门设计。考虑到三路主音箱位于台口上方，比舞台自然声源声高6.8米，为此在台唇下方设立拉声像音箱（同时对观众前区补声）。经计算在主音箱为85dB、拉声像音箱为74dB时，其合成声级为85.3dB，合成声像高度为2.3米。

    该礼堂会议与演出扩声主要设备与参数如下表（表一）

表一

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    音箱安装技术设计参数如下表（表二）

表二

    安装峻工后，经专业人员现场试听，分别将拉声像音箱开启与切断，其声像高度变化十分明显，而且适当加大拉声像音箱声级，其声像高度愈向舞台地面靠近，拉声像效果愈好。投入使用后，通过扩声系统发出的电声与舞台的自然声合成的声像与演员人声和乐器声的高度基本一致，真正实现了在一个较大空间内，通过技术的手段使演出的声响达到了完美的艺术效果。

声效与戏的一致性

    三、

    剧院的音响效果不是单纯的声音聆听，它是戏的艺术性的重要组成部分，也是对戏的一种重要补充。为此，剧院声音的效果应与戏的剧情需要一致。

    影响这方面的主要因素，一是音响系统设计，二是调音。首先系统设计时应定位明确，是综合，还是戏曲、戏剧、歌舞、音乐，这就必须根据功能要求进行准确定位，认真确定满足此功能要求的建筑声学与电声技术条件和系统配置，认真做好音响系统设计。

    其次是演出中的调音，必须按导演和舞美设计的要求做好现场调音方案，充分利用剧院音响系统的建声技术条件（包括可变混响功能）和电声技术条件，科学进行调音，使观众能得到完善的艺术所需求的声音效果。

    笔者在湖北剧院用作音乐会功能时，只需将舞台安放一音乐反射罩，使舞台与观众厅合为一个声场；观众厅建声的可调混响器关闭，即将墙体上部的吸声变为反射，使观众厅混响时间变长。再将扩声系统的数字音频处理器放在音乐功能，然后在演出中，针对不同音乐稍对调音台等进行微调后，其现场音乐聆听的艺术效果相当完美。

    总之，剧院音响系统的设计，要达到完善的艺术效果，必须遵循从“技术到艺术”的理念，利用科学技术手段达到表演艺术所期望的、完美的、高水平的艺术效果。