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礼堂扬声器的选择和摆放

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  礼堂是“用于聆听的地方”。这个定义暗示着,空间的各个方面只要和沟通交流有关系,就应该优先考虑。

  在扩声系统发明之前,数量众多的人群聚集在礼堂里,聆听发言者未经扩声的讲话。礼堂利用房间的几何结构和建声处理,为声源提供自然的声音增强。

  古希腊人甚至在演员佩戴的面具上加上扩声筒,以覆盖更多的观众。但即便利用了这些手段,还是未能真正有效地解决面对大量人群讲话的问题--直到人们发明了扩声系统。

  

扬声器的选择和摆放

 

  扩声系统是必要的,原因至少有四个

  1.房间尺寸

  --房间太大,较远座位的听众很难听到音源的自然声。

  2.房间几何结构

  --现代礼堂的几何结构已经无法胜任自然扩声的重任了。流行的180度扇形房间,比未经处理的人声的覆盖范围,至少宽了60度。只要讲者转一下头,有些观众就无法听清讲话的内容。

  3.环境噪声

  --人、交通、暖气和空调系统所产生的背景噪声遮掩了声源,让部分或所有听众无法清晰聆听。

  4.建声处理

  --自然扩声所需的建声处理可能非常昂贵,而且并不适用于所有音乐风格。

  当社会活动需要让大量人呆在大型空间时,扩声就是必要的。

  一个类比

  在用灯光照亮一个房间时,人们会采用合适的灯具来将灯光照射到需要的地方。这每个人都能理解。而音响系统设计师在选择和放置扬声器时也是如此。

  如果有着不错的房间声学条件,一些主要的声音问题,如糟糕的有效增益以及糟糕的语音清晰度,都可以直接归咎于不恰当的扬声器选择和位置摆放。最常见的原因是音响设计师出于美观上的考虑,不得不放弃首选的扬声器类型和摆放位置。

  建筑与扩声

  建筑师常常将扬声器视为建筑以外的物体,是并不真正属于整体的“附属物”。建筑学院不教授音响系统设计,本身也没必要教授。他们强调的是场地的视觉效果,将大量注意力放在空间的几何结构和视觉流上面。

  这是他们的思维模式,也是他们工作的职责所在。体积大又显眼的扬声器,扰乱了他们对空间的整体概念。

  设计房间的时候,建筑师并不知道所需扬声器的种类和数量,因此不可能把扬声器整合到设计之中。即便他们可以做到,我们接下来就会看到,他们为伪装和隐藏扬声器所做的努力,很可能会损害扬声器的性能表现。

  对于扬声器来说,要完成使命,必须得占据房间中视觉上最为重要的一些地方。这也难怪建筑师和音响系统设计师常会发生冲突。

  

扬声器的选择和摆放

 

  三大变量

  音响系统设计师的工作是确保每个人都能听见经过扩声的声音。要在观众区实现均匀覆盖,他们要处理三大变量。

  包括:

  1、 --扬声器类型

  2、 --扬声器位置

  3、 --扬声器数量

  如果系统设计师获得控制这三大变量的权力,出来的工作效果将是最好的。如果客户或建筑师定下了其中的一个或几个,系统设计师的工作量减少了,但是声音重现效果将会大打折扣。

  扬声器位置

  扬声器的理想位置是无法实现的。理想位置就是需要扩声的音源所在的地方。

  想象一个小型剧团或古典乐团在一个小型场地表演。无需任何扩声,来自每个源的声音都能听见,与其他源的空间位置关系准确无误。

  随着房间尺寸增加,乐器可能需要声音放大。乐团使用本地放大(localized amplification)已经多年,如今“个人”音响系统仍在小型场地应用上大有市场--这正是几十年前感恩而死(Grateful Dead)乐队所采用的“音墙”技术在当代的再现。

  (音墙 Wall of Sound是一个巨大的扩声系统,在1970年代由音频设计师Owsley Stanley为感恩而死乐队的现场表演专门设计。)

  声源所在地是声音发出的自然位置。这种方式在许多应用中都是不现实的,而且并不灵活,因此我们需要一个折衷的办法。首选是将扬声器直接放在需扩声的声源上方,这利用了人类听觉无法很好地在垂直平面上定位声音的特点。

  如果扬声器放在说话者的左侧或右侧,听者将显然感觉声音并不是从说话者而来的。如果扬声器被放在说话者上方,听者的听觉系统受到蒙蔽,将认为声音是从说话者发出的。眼睛有效地将声像拉低从而与视觉对应。扬声器放在上方还可以让声音投射到房间后部,同时又不会让前排观众听到过大的声音。

  考虑到这几个方面,将扬声器直接放在舞台上方是非常合理的。

  

扬声器的选择和摆放

 

  尺寸 vs 效率

  扬声器必须足够大,以控制声音的去向。小型扬声器向所有方向辐射声音。

  随着扬声器的尺寸增加,其指向性也随之提高。指向性控制在所有的音频系统中都是绝对必要的,而且需要的控制越多,扬声器也应当更大。这就是其原理。

  选择大型扬声器的另一个原因是考虑到低频效率。在许多宗教场所,人们希望系统能在极低频产生极高的声压级.

  这意味着必须让大量空气运动,这反过来需要较大的活塞表面积。如果没有大型扬声器,在大空间中想在低频获得高声压级是不可能的,人们常常使用多只扬声器来实现。

  越低的倍频程需要越多的辐射表面积。如果你想要重放复活节音乐剧表演时的雷鸣声,或者电子风琴的低音踏板,最好是准备一个非常强劲的低频扬声器系统。这必须是个庞大的系统,而且应当置于房间内。

  从视觉上降低扬声器存在感的方法

  1. 掩盖

  --网罩总是会妨碍声音。唯一的问题是“妨碍的程度”和“是否听得出来”。

  我见过系统设计师花费巨大的代价,将音响系统的频响范围扩展到20 kHz以上,却将所有东西隐藏在一个无法通过20 kHz以上波段的网罩后面。

  但即便没有网罩,由于空气吸收的缘故,16 kHz以上的声音能量也很少有可能传达到每一位观众,所以在扬声器前方采用一些织物遮盖还是可以接受的。

  织物当然是需要一个框架的。框架比起其支撑的织物来说,妨碍作用更大。框架构件应当制造得尽可能小,最好不要放在系统高频驱动的主要通路上。

  2. 空腔放置

  --放置扬声器的最糟糕位置是在空腔中。扬声器本身是一个经过仔细调音的谐振系统。其尺寸、体积以及开口都经过认真选择以产生需要的响应。

  空腔的本质是“箱中之箱”,将给扬声器的响应带来明显的改变。考虑到设计扬声器时花费的精力,放在随意大小的空腔中总是会破坏设计师理想中的响应。

  网罩布--请勿给网罩布涂色,即使是很薄的一层。涂料会堵塞声波通过的孔洞。如果网罩颜色不对,换掉它。

  选购合意的网罩布之前,请牢记两点。网罩布应该是具有声学穿透力的,并且应该符合防火安全规定。不幸的是,这些准则将排除你大部分第一选择。要测试网罩布的可听效果是很简单的。

  只需通过一台质量可靠的扬声器聆听一些音乐和人声,然后用网罩布样本将扬声器覆盖。你听到的就是测试结果。如果网罩布改变了声音,不要选用。你会发现空气容易通过的网罩布产生极低的声音衰减,是用于掩盖扬声器的好选择。

  3.方便维护

  --迟早会有修理扬声器的必要。请在组装网罩时记住这一点,它应当可作为单元或模块面板移除。

  

扬声器的选择和摆放

 

  回到位置上来

  将扬声器摆在自由空间,旁边不放置任何物体,可以避免这些声学陷阱。有一个值得注意的例外是超低频扬声器,由于其波长较长,放在房间边界可以被自然放大。

  这种摆放方式可以增强超低频扬声器的声音,但若是应用到中高频扬声器,会造成非常糟糕的效果,因为中高频扬声器波长较短,不能与墙壁、屋顶和其他邻近表面很好地耦合。一个折衷的方法是让工程商给扬声器和安装硬件涂色,金属网罩也涂上薄薄的一层。

  大多数扬声器制造厂商可以提供其产品的无表层版本。可以在箱体表面上利用贴面板,但请注意随着时间推移粘合剂会干掉,使得贴面从天花板上掉落,带来危险。

  功能齐全的房间里,扬声器并非唯一的添加装置。其他还包括吊扇、暖通空调通风口、灯具、结构梁和支撑柱。没有人对它们的存在有疑问,也没有人真的在意它们是否可见。

  我们不会要求建筑师完全隐藏吊扇,或者更甚,要求他们减小吊扇尺寸。对于扬声器也是同样的道理。

  发现一个规律

  我在音响行业工作了相当长的时间,发现在公共空间安装扩声系统时有个规律。

  初次设计总是视觉上可接受但在声音上不够好。随着时间推移系统进行升级翻新,最终的系统声音很棒但扬声器在视觉上比较醒目。

  在一座礼堂中,对声音的考虑应该最终凌驾于视觉考虑之上。如同头戴式话筒由于其声音优势而被接受一样,可见的大型扬声器也应当如此。

  扩声系统的主要组成部分是扬声器。正如导游为了与一群人沟通会站在平坦开阔的地方一样,声音增强系统中的扬声器如果能够被看见,则会发挥最佳效果。

  这个观点有助于塑造建筑师和终端用户的审美观点。“形式服从功能”在这里适用。在一个场地中,决定音响系统的类型和摆放位置时,应该充分考虑声音再现时的音质。

  能够看见我们听到的声音是从哪儿发出来,是再自然不过的事。我们之所以有着两只耳朵就是因为能够在空间中定位声音。

  如果扬声器的选择与摆放位置仅凭美学考虑决定,那么要实现最佳音质就几乎是不可能的。实际上,如果以“用于聆听之地”这一最主要的功能作为衡量标准,很多房间根本就没有达标,只能归为无用之地。

2020年9月29日 08:33
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