佛山市剧场音视频系统设计.docx

剧场音视频系统设计方案

一、前言

随着经济的发展和人民群众文化生活水平日益提高，普通的“听见、听清”的扩声系统已不能满足现代观众的需求。现代的扩声系统更重要的是满足现场观众及演员的人耳主观听感需求。本方案设计依据原建筑的设计图纸并按其使用功能定位展开，我们首先明确了三条总体设计思路：
※ 本着适应性的原则。充分考虑演播厅演出的特点－－扩声系统最终服务对象是现场观众。所以我方在设计时,除达到客观指标和满足使用要求外，更要满足现场观众及演员的人耳主观听感需求。好的音质在扩声系统中是首要的；
※ 本着灵活性的原则。充分考虑此演播厅演出的特点――多功能性。综合处理器中能够储存多种处理模式，方便操作者可根据现场情况随时调用，灵活切换。达到国内先进水平；
※ 本着可靠性原则。青田电视台演播厅建成后将成为当地重要的文化活动基地之一；因此系统运行的安全性、可靠性必须予以保证。

二、扩声系统的定位及功能分析

1、功能分析
满足文艺演出需要;
满足戏剧、戏曲的演出需要;
满足会议等语言扩声的需要；
满足时装表演、产品发布等扩声要求。

2、扩声系统的作用分析
根据功能使用要求，扩声系统具备以下作用：
改善语言的清晰度和音乐的明晰度；
扩展动态范围；
改善演出中不同声部（语言、歌声和乐器声）之间的声平衡；
保持视觉和原始声源，模拟声像的声定位之间具有合适的关联；
改善舞台区和观众厅的音质质量；
对需要修饰的人声和乐器声用电声的方法作适当的处理；

三、扩声系统设计方案

1、设计依据
本次投标方案的设计依据主要有：
建筑图；
有关国家标准及规范：
JGJ-57-2000/T67-2001《演播厅建筑设计规范》
JGJ/T16-92《民用建筑电器设计规范》
GBJ16-92（95年修订）《建筑设计防火规范》
GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》
GB/T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》
GB50169-92《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》
GB9525-86《厅堂扩声系统声学特性指标》
GB4959-95《厅堂扩声特性测量方法》
GBJ76-84《厅堂混响时间测量规范》
GB/T14476-93《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》
GB/T14197-93《声系统设备互连的优选配接值》

2、设计指标

参考原广电部颁布的GYJ25-86《厅堂扩声系统特性指标》音乐一级要求和GB50371-2006《剧院、电影院、多用途厅堂声学设计规范》所规定的音乐一级标准，提出以下设计目标：

指标名称
扩声指标
最大声压级
100－8000 Hz平均≥103 dB
传输频率特性
100－8000 Hz
≤±4dB
传声增益
100－8000 Hz
平均≥-6dB
声场不均匀度
100Hz≤10dB
1000 Hz-8000 Hz≤8 dB
噪声级
=<NR25

3、声场设计

众所周知，声学设计包括“建声和电声”两方面的内容，前者主要是提供良好的听音环境，如控制混响时间和音质缺陷，后者是在前者的基础上实现各种目的。对于扩声系统，其根本是声场的设计，下面详细介绍观众厅和舞台表演区在声场设计中具体实施方案。

扩声形式的确定：
根据本剧院的实际需要，本方案采用L、C、R三声道加多通道效果声的扩声形式。左中右每个声道均可以独立覆盖全场观众区，每个声道中的每个音箱均可以独立控制。观众厅的扩声系统可以实现单声道扩声、左右两声道扩声、左中右三声道扩声，而现场效果声可以在安装于两侧墙面的音箱实现。
服务于舞台区的返送监听系统采用固定返送与流动返送相结合的扩声形式。
对于表达艺术效果的扩声系统，由于使用灵活多样，表现的艺术形式也不苟一格，所以，对于观众厅的效果声扩声系统采用固定安装的扩声形式，还在可能使用扩声音箱的位置预留接口，可根据表演的需要临时安装扩声音箱。同时，可以利用舞台上的接口流动安装音箱，扩展效果声的音箱通道。

音箱的选型
众所周知, 观演建筑中的视听功能是该建筑最终能否成功的极为关键的环节,剧院音响系统设计及设备选型直接关系到最终的厅堂功能及使用效果。
就厅堂内部的扩声系统而言，最重要的是具有高质量的声音重放。主要包括有：要获得一个均匀的和最小声干涉的扩声声场，良好的语言清晰度和音乐的明晰度等。
要取得高质量的声音重放，一则是要有好的建声环境，合理的混响时间；再则是选用优质的器材，特别是高品质的扬声器系统。因为扬声器系统的选型与布局将直接关系到扩声声场的格局，最终的音质效果和几项重要的扩声系统声学特性指标将直接与此有关。
在此扩声系统设计的音箱选用上，我们严格遵循以下几个重要原则：
体积小、功率大、频率宽；
频率及相位响应平坦，音质优美；
远投音箱的指向性强、Q值高、束宽特性平坦，有良好的声场覆盖；
具有良好的国际品牌认同度
所以我们在该设计方案中采用了LOUTSLINE的音箱系统。该音箱集功放、压缩限幅器、参量均衡器、智能供电系统于一身，同时使用了LOUTSLINE特有专利：“Tru Power”保护技术及相位校正技术。保证系统工作于最佳状态，且稳定性最好。

扬声器的布局
进入20世纪80年代以来，扩声系统的声学特性计算机辅助设计软件出现了许多不同的版本，这些设计软件的发展与应用逐步取代了传统的手工计算，使计算结果更直观，设计效率也得到极大地提高。但是由于不同软件的数学模型及数据库源数据测试方法的差异不可避免地带来了计算结果的偏差。在本次设计中我们采用了MAPP（多用途电声预测程序）进行辅助设计。MAPP是由美国LOUTSLINE电声实验室研发的高精度电声分析工具，其数学模型基于波动声学理论而建立，通过输入1°和1/36倍频程的扬声器消声室测试数据进行复杂的运算，并在工程设计和真实声场中通过大量实验进行验证，不断修正数学模型而进一步完善的。
我们利用MAPP声学预测程序，通过国际互联网连线美国LOUTSLINE工厂的超级运算服务器，对扩声声场进行模拟论证。
观众席主扩声扬声器系统
正是基于MAPP模拟分析，我们选用三只LOUTSLINE宽角度高Q值全频扬声器CQ-1（频率响应±4dB 40Hz-18Hz，在1M远处最大声压级136dB，80度水平，40度垂直覆盖）作为左中右声道的二层眺台及一层后场覆盖音箱，选用三只宽角度全频扬声器UPA-1P（频率响应：60Hz-18kHz，在1M处最大声压级133 dB，100度水平，40度垂直覆盖）作为中前场区扩声音箱，选用六只小型扬声器MM-4（频率响应120Hz-18kHz，最大声压级在1米远为112.5dB，覆盖角水平80°(3kHz-14kHz±10°),120°(低于2kHz) 垂直80°(3kHz-14kHz±10°),120°(低于2kHz)）作为台唇补声音箱。

根据声线分析及各扬声器的覆盖特性，扬声器在垂直方向上覆盖采用分区覆盖的方式，可以保证更好的声场均匀度。确定观众厅的扩声扬声器垂直方向布置如下：
中央声道的音箱放置在声桥中央位置，采用垂直阵列方式布置，上层用一只宽角度高Q值超宽频带大功率全频扬声器CQ-1覆盖楼座和池座后场，下层用一只宽角度全频扬声器UPA-1P作为前区扩声音箱。台唇补声音箱六只MM-4暗装在乐池护栏的前沿。

左右声道的音箱则放置在台口两侧距离舞台约4米高的位置，这样有利于保证整个观众区的声像自然度。同样左右各选用一只CQ-1作为左右声道的中后场覆盖音箱，选用一只UPA-1P作为前区扩声及拉声像音箱。

另外选用两只LOUTSLINE大功率超低频音箱650-P（频率响应±4dB 28Hz-100Hz，在1M远处最大声压级136dB，360度水平，180度垂直覆盖）扩展音乐的还音下限。超低音箱安装在舞台左、右两侧。
效果声扬声器系统
在一些现代剧目中，为了让观众能全情投入剧情，感觉置身于剧中，要求现场扩声系统表现手段灵活，在多功能厅中配置效果声扩声通道，可在特殊演出中增加感染力，在演出中，模拟剧中的听觉氛围，如模拟打雷下雨，或四周鸟语虫鸣等。
作为表达艺术效果的扩声系统，由于使用灵活多样，表现的艺术形式也不苟一格，同样，在观众厅的效果声扩声采用流动安装，以适应不同节目、不同调音师的演出要求。系统配置了8只超紧凑型宽角度扬声器UPM-1P（频率响应：75Hz-20kHz，最大声压级在1米远为123dB，覆盖角：水平100°×垂直100°）作为观众区的效果声扬声器，且预留了多个观众区及上方天花的效果声接口。

返送监听扬声器系统
返送监听扬声器系统采用固定返送和流动返送相结合的形式。
固定返送音箱选用两只LOUTSLINE紧凑型号角可旋转式全频扬声器UPJ-1P（频率响应：55Hz-20kHz最大声压级：在1米远为128dB覆盖角：(-6dB) 水平80°×垂直50°），吊挂在台口两侧假台口的位置上方，当举行舞蹈节目或会议时可以不使用流动返送音箱。

流动返送音箱配置2只LOUTSLINE的宽角度舞台监听音箱UM-1OOP有源音箱（频率响应60Hz-18kHz，最大声压级：在1米远为133dB，覆盖角水平100°×垂直40°）和2只LOUTSLINE的宽频宽角度舞台监听音箱USM-100P（频率响应：30Hz-20kHz，最大声压级在1米远为132dB，覆盖角-6dB水平100°×垂直40°），满足各种演出活动的演员、电声乐队的监听或会议时主席台的监听。在舞台地板上暗装8个返送接口盒，在乐池后壁暗装4个返送接口盒，以方便返送音箱的灵活使用。

控制室监听扬声器的选择
在控制室里，选择2只GENELEC有源近场监听扬声器8030A（最大声压：108 dB SPL @ 1m，频率响应：58 Hz - 20 kHz）作为左、右声道的监听扬声器。另外设置一副高保真SENNHEISER HD580监听耳机作调音台监听。

4．系统构成
演播厅的扩声系统主要由以下几部分构成：
调音台
主调音台选用A&H的15路总线现场演出VCA调音台ML3000-48，具有48路单声道，4路立体声输入，4路音频编组，8路哑音编组，8路辅助，8X4矩阵输出。独特的LCR（左/中右加法式）声像系统，可能生成更为细致的声像效果。该调音台结构紧凑合理、控制界面整齐简洁，使用非常舒适、方便。

另配置一台路辅助调音台A&H的GL-2800-424，可以作为主调音台的备份调音台，当主调音台出现问题时可通过跳线盘接入主系统，或根据演出剧目不同作为现场调音位的调音台或返送调音台使用。

周边处理设备
一体化的DSP数字音频处理器将均衡器、滤波器、延时器、压缩限幅器、分频器等处理控制器集成在一台机器内，集成度高，信噪比也很高，利用自带的面板或电脑软件设置参数。综合考虑，选用Meyer Sound工厂专门用于扩声系统的数字音频处理器Galileo616一台，该处理器提供环境的相对湿度、温度、气压的空气衰减补偿，确保一年四季都可以准确还原一个高保真的声场。东莞玉兰大剧院和中山文化艺术中心的大演播厅扩声系统中已成功应用了该技术，取得了理想的效果。它有完整的软硬件系统，包括一个6输入/16输出模块、一个高2U的机箱、一个全数字化的Matrix处理器和一套Compass软件，不管是直接通过前面板操作或是计算机远程控制，该系统六个可切换的模拟/数字输入通道和十六个模拟输出通道都使其具备前所未有的稳定性和操控性。

作为重要的艺术表演场所，无论是乐器演奏还是独唱、合唱，最终效果的修饰是不可或缺的。所以系统中配置著名的YAMAHA SPX2000效果器一台和t.c. electronic 的M-3000混响器一台。

SPX2000效果器

M-3000混响器

为舞台返送扬声器系统配置了两台RANE的双30段均衡器。

为电声乐队演出配置了两台双通道带噪声门的RANE DC22压缩限幅器，可根据使用需要用跳线盘接入系统中。
传声器及还音设备
系统中配置的传声器可以满足各种文艺节目、戏剧、会议、电声乐队等的演出扩声。
系统中的有线话筒配置了3只CROWN PCC160 界面话筒满足戏曲、戏剧的拾音；配置了8支Audio TechnicAT859鹅颈会议话筒用于会议及演讲的拾音；配置了6支SHURE BETA57A动圈话筒用于人声演唱的拾音；配置4支SENNHEISER E608用于管乐器拾音；配置2支AKG D112用于鼓乐器拾音；配置4支SENNHEISER E664 用于弦乐器拾音。
无线话筒选用的是SHURE的系列产品。配置了6套U2/BETA87A手持无线电容话筒，6只WCM16微型头戴传声器，6只WL51领夹传声器。为防止信号的跌落，配置了无线话筒天线放大器。

在还音设备上，配置广播级专业设备，其中TASCAM CD-450 CD机1台，TASCAM MD-350 MD机2台，TASCAM 212MKII 双卡座1台。选用两台MD机可以同时用于放音和录音。另外为丰富节目源，配置一台DVD机，可兼容DVD、VCD、CD等多种格式。
。
电声设备的连接
本扩声系统连接采用“恒压式”传输，即负载阻抗远大于信号源阻抗。输出电平以调音台输出为基点，调音台后的逐一设备，后者的输入电平均大于前者的输出电平。系统设备之间（含传声器）的连接均采用平衡方式，提高抗干扰能力。
所有的外送信号都采用隔离，避免地电平相差太大，造成击穿某一系统设备的可能。
本扩声系统采用“星形”接地，接地电阻常年小于2欧。是与保护（或安全）接地分开的独立接地系统。

四、内部通讯系统
整个内通系统实现如下功能：
能够管理彩排和演出期间各控制室与技术人员之间的全部技术通讯；可以对舞台后区进行催场广播。内通系统能够覆盖所有技术区域和化妆室，舞台声音及全部演出调度命令也能传输到上述相同区域。
配置一台两通道内通主机Clear Com的MS232，一个通道用于所有技术用房，包括声控室、光控室、放映室、机械控制室、追光位、耳光室、现场调音位等工作点位均设置内通接口盒，在光控室、声控室和机械控制室各配置一台Clear Com的单通道可编程通话机KB212，方便主要技术人员之间的联络；另配置五台单通道腰包机RS601作为流动使用，可以在任何一个有内通接口盒的地方使用；另外一个通道采用公共广播的形式，通过一台功放和二十四个天花扬声器，对所有后台化妆室、服装间和贵宾室实现单向广播。

五、视频监视系统
监视系统能保证各位置、房间的演出及有关人员能看到观众席及舞台的情况，以便更好地安排演出工作。以下是一套功能完善、操作灵活方便的监视系统。
配置了一台850线、0.005LUX照度、3片2/3〞高质CCD成像广播级标清摄像头（PANASONIC AW-E750），布置于观众区后墙，摄取舞台正面；配置了两台监视级低照度480线、1/3〞数码高解像彩色半球型摄像头（TD-423B），一台位于上场门假台口监督侧场和舞台，一台布置于台口上方对乐池进行监视。
所有3台摄像头的视频信号均通过视频线输入到1个视频切换矩阵（TS5008-4K）。TOYANI的TS50型视频矩阵切换/控制系统为8路视频输入、4路视频输出，可将8路的视频信号切换到4路输出的任意一路，方便同时对多个摄像位进行监控。3台监视摄像头的视频信号经由矩阵切换器选择后将信号通过分配器分配到舞台监督位和后台区的监视器。在每个化妆间、服装间及贵宾室配置一台监视器可实时监测舞台演出进度，方便演员为上场作准备。
在上场门处设置一台舞台监督台和一台舞台跳线位，把内通矩阵、视频控制矩阵、视频控制键盘和两台监视器都集成在监督台上，导演可以适时监测舞台表演情况并向各处工作人员和演职人员发出调度命令。