許勇 馬昕

[摘要]解析2019年中國北京世界園藝博覽會開幕式文藝演出的現(xiàn)場擴(kuò)聲和音響制作基于沉浸式的解決方案。

[關(guān)鍵詞]北京世園會開幕式;音響設(shè)計(jì);擴(kuò)聲;沉浸聲;音響效果

文章編號：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.06.005

2019年中國北京世界園藝博覽會（以下簡稱“北京世園會”）開幕式文藝演出在世園會園區(qū)內(nèi)的媯訥劇場上演，以山為幕，以水為臺，東西方多種藝術(shù)形式在科技手段的烘托下，與自然融為一體，呈現(xiàn)出美輪美奐的唯美意境，體現(xiàn)人與自然和諧共生關(guān)系的理念。

為了更加真實(shí)地呈現(xiàn)這種大型園林情景光影藝術(shù)表演形式，讓觀眾有身處大自然之中的感受，音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了“沉浸聲”方式進(jìn)行擴(kuò)聲，這對于戶外劇場、復(fù)雜的場地是巨大的挑戰(zhàn)。下文解析該音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，重點(diǎn)介紹沉浸聲的實(shí)施方案。

1演出場地及環(huán)境

媯汭劇場（原名演藝中心）是戶外劇場（見圖1），整體建筑如同一只彩蝶在花海中翩翩起舞，整個建筑面積4500肝。在蝴蝶的兩翼，設(shè)有一大兩小三個劇場，大劇場可容納1100人左右;在東側(cè)的兩個小劇場，可以容納近500人。

劇場為不規(guī)則的異形建筑，主體采用了大跨度懸挑鋼桁架支撐結(jié)構(gòu)，最大的懸臂達(dá)到了120m×155m;屋面采用了多色彩ETFE的超薄膜結(jié)構(gòu)，形成各種三維空間曲面造型。

其大劇場的舞臺是一個38m×26m的橢圓形，整個劇場建筑為半開放式，觀眾席頂棚為ETFE薄膜式，為三面開放的聲場環(huán)境，如圖2所示。因此，沒有墻面反射，場內(nèi)混響聲很短，對聲音的清晰度有很大的幫助，也有助于后期利用電聲手段對音樂進(jìn)行處理。由于沒有條件對整個建筑進(jìn)行聲場測量，主觀聽感上感覺250Hz～300Hz明顯偏多，分析原因認(rèn)為，是膜結(jié)構(gòu)頂棚的反射和共振所致。

2演出需求及目標(biāo)

該文藝演出最大的特點(diǎn)是，要在一個園林的自然景觀環(huán)境下，讓整個舞美、聲、光和周圍環(huán)境融為一體，打造全方位沉浸式的視聽體驗(yàn)。同時，整臺演出以合唱、重唱、器樂演奏輔以舞蹈、模特表演等多種藝術(shù)形式演繹。

音頻系統(tǒng)需要為開幕式儀式部分講話和文藝演出拾音、對現(xiàn)場觀眾席、領(lǐng)導(dǎo)人VIP席擴(kuò)聲，領(lǐng)導(dǎo)人講話返送及舞臺演出返送，另外要為電視轉(zhuǎn)播輸送高質(zhì)量演出音頻信號。同時此次演出還有一些特殊的要求，在音頻系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，整體觀眾席的聲音覆蓋均勻且清晰，并增強(qiáng)聲源定位及音樂回放的沉浸式效果;同時，VIP席的聲音達(dá)到最佳化。設(shè)計(jì)最大聲壓級106dB，聲場不均勻度±6dB。

3系統(tǒng)框架及實(shí)施

北京世園會開幕式選用的場地極為特殊，媯汭劇場的建筑設(shè)計(jì)并不是按照大型綜藝類演出設(shè)計(jì)的，并且還要滿足此次演出的特殊要求，這給該音頻系統(tǒng)帶來諸多的挑戰(zhàn)。其中，設(shè)計(jì)主要難點(diǎn)有以下幾方面：

（1）吊掛重量的嚴(yán)格控制，使吊掛揚(yáng)聲器數(shù)量受到限制，對前后聲場均勻度的設(shè)計(jì)很不利;

（2）需要規(guī)避對觀眾視線的遮擋，使吊掛高度受到限制，因此對于垂直聲像的定位會產(chǎn)生較大影響;

（3）觀眾前排距離揚(yáng)聲器吊掛點(diǎn)過近，需要揚(yáng)聲器的打開角度大，由此帶來聲場疊加耦合，給聲場調(diào)試帶來較大困難;

（4）多組吊掛揚(yáng)聲器處于非對稱的位置，會產(chǎn)生較大的梳狀濾波效應(yīng);

（5）地面補(bǔ)聲揚(yáng)聲器及舞臺監(jiān)聽揚(yáng)聲器需最大限度地與舞臺舞美融為一體，需要選用尺寸小的揚(yáng)聲器。

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

音頻系統(tǒng)對于拾音類節(jié)目，可以提供精準(zhǔn)的聲源定位，如交響樂的各聲部的相對位置信息，獨(dú)奏、獨(dú)唱藝術(shù)家在舞臺上的相對位置信息;對于還音類以及含有音樂播放環(huán)節(jié)的節(jié)目，通過對音樂中的部分元素（尤其像鳥叫、蟬鳴、雨聲、水聲等元素）、聲部進(jìn)行聲像定位的處理，提升音樂的聆聽體驗(yàn)。

現(xiàn)場音響的設(shè)計(jì)，除擴(kuò)聲之外，還針對此次的場地情況，設(shè)計(jì)了環(huán)境效果聲，通過各環(huán)繞揚(yáng)聲器模擬出室內(nèi)各個墻壁面反射聲形成的混響效果，來增強(qiáng)音樂的空間和包圍感，突出“身臨其境”的感覺。揚(yáng)聲器的布局見圖3、圖4。

3.2揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.2.1擴(kuò)聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

與以往傳統(tǒng)的左右立體聲吊掛方式不同，為了均勻覆蓋較寬的觀眾席，并且聲像平滑過渡，此次演出的音響團(tuán)隊(duì)（見圖5）在觀眾區(qū)頂棚最前方，吊掛了5組主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器，每組為6只SE M-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，其單只重量僅為8kg。由于觀眾席建成后的尺寸與原設(shè)計(jì)圖有一定的出入，通過對場地實(shí)際尺寸的測量及計(jì)算機(jī)輔助模擬，在實(shí)際安裝中，將中間的三組揚(yáng)聲器增加到每組7只。主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器的吊掛位置如圖6所示。

每組主擴(kuò)揚(yáng)聲器的信號由調(diào)音臺的單獨(dú)一路母線送出，這樣通過不同的母線編配和場景切換，可以做到中間的三組揚(yáng)聲器分為左、中、右，外側(cè)兩組單聲道，也可以讓特殊效果聲的聲像在五組揚(yáng)聲器中平滑過渡。

在地面配置有4組全頻補(bǔ)聲揚(yáng)聲器加超低音揚(yáng)聲器，如圖7所示，每組為1只BOSE雙8英寸線陣列揚(yáng)聲器，以及2只sE M-F3A SUB超低音揚(yáng)聲器。地面全頻補(bǔ)聲揚(yáng)聲器和超低音揚(yáng)聲器的目的是將主聲像下拉到合適的位置，不使聲音的感覺飄在頭頂;補(bǔ)償前區(qū)觀眾席的響度，提高清晰度;同時，還可以通過多軌音源，將不同的效果聲分別送到上下兩組揚(yáng)聲器中，使其有上下呼應(yīng)的感覺，以達(dá)到用聲音塑造環(huán)境的效果。

3.2.2效果揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為營造沉浸式聲音效果，在劇場頂部以及整個觀眾席的側(cè)面和后方，均勻布置了側(cè)環(huán)繞揚(yáng)聲器及后環(huán)繞揚(yáng)聲器。

頂部共吊掛4組環(huán)繞揚(yáng)聲器，每組3只sE M-F3A緊湊線陣揚(yáng)聲器，懸掛位置需避開VIP席位上方，如圖8所示。4組揚(yáng)聲器分成兩組信號，達(dá)到在頂部也有聲像移動的感覺。側(cè)方環(huán)繞揚(yáng)聲器共4組，每組2只SE M-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，使用支架安裝，如圖9所示。后方環(huán)繞揚(yáng)聲器共4組，每組2只sEM-F3A緊湊型線陣列揚(yáng)聲器，如圖10所示。所有效果聲揚(yáng)聲器組都是獨(dú)立的信號，這為后期“沉浸式”效果聲音的制作提供了方便。

3.3音頻系統(tǒng)的備份方案

為保障整個活動中音頻系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，特別設(shè)計(jì)了完善的系統(tǒng)備份。

對于系統(tǒng)的控制部分，配置了2張SSL LIVE 500，一臺為主控制調(diào)音臺（見圖11），另外為一臺為備份調(diào)音臺，共用舞臺接口箱。同時，將所有輸入傳聲器及音源各提供2路，分別饋給2張調(diào)音臺進(jìn)行混音。當(dāng)主調(diào)音臺出現(xiàn)故障，如調(diào)音臺死機(jī)失去控制，只需斷開連接接口箱的光纖即可將所有的音頻信號在不易察覺的極短時間內(nèi)切換至備份調(diào)音臺;如果控制臺斷電情況下，無需任何操作所有信號自動切換至備份調(diào)音臺。

無線傳聲器使用SHURE ADX2系列無線手持傳聲器，其特點(diǎn)是兩個相同的信號在獨(dú)立頻率上傳輸，如果其中一個信號降級或受到干擾，則另一個自動接管。

所有的控制系統(tǒng)部分經(jīng)UPS不間斷電源供電。

3.4系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

系統(tǒng)安裝難度最大的是5組主擴(kuò)揚(yáng)聲器的安裝。由于這個劇場在設(shè)計(jì)時，并沒有考慮在頂棚上安裝設(shè)備，所以頂棚上沒有馬道可用。因此，在保證安全的前提下，工人們只能固定好安全繩，騎在梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行吊點(diǎn)的安裝（見圖12）。

雖然揚(yáng)聲器的自重很輕，但考慮到使用時間很長（這套系統(tǒng)除了完成開幕式演出外，還要承擔(dān)整個世園會期間162天這個劇場的日常演出），所以每個吊點(diǎn)在尼龍吊帶固定的基礎(chǔ)上，加裝了兩根鋼絲繩作為安全防護(hù)繩，同時考慮到刮風(fēng)時揚(yáng)聲器會橫向擺動，特意在每串揚(yáng)聲器的底部又加裝了兩根細(xì)鋼絲繩斜向固定，使揚(yáng)聲器即使在刮很大的風(fēng)時也不會擺動（見圖12）。所有這些吊點(diǎn)和固定點(diǎn)有一些還與燈光的吊點(diǎn)相重合，需要互相避讓，這也增加了施工的難度。

系統(tǒng)安裝完成后，需要對各個揚(yáng)聲組的時間、相位、電平、均衡進(jìn)行調(diào)整，使不同的區(qū)域的聽音效果達(dá)到預(yù)期要求。由于主擴(kuò)揚(yáng)聲器吊掛得較高，對VIP區(qū)前排觀眾來說比較靠后（圖13中黃色線框內(nèi)區(qū)域），這一區(qū)域已超出主擴(kuò)揚(yáng)聲器所能夠覆蓋的區(qū)域，清晰度受到影響。而且這里處在VIP觀演的正前方，對畫面整潔一致性要求相當(dāng)高。原設(shè)計(jì)在此處的BOSE雙8英寸陣列揚(yáng)聲器由于箱體尺寸大，有礙于整體畫面的美觀，被要求挪到外側(cè)。音響團(tuán)隊(duì)經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)比較，最終選定了4只L-ACOUSTICS 5XT 5英寸同軸點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器（其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小聲壓級大）放置于此處，通過準(zhǔn)確的時間矯正與音量控制，給前排觀眾的聲場清晰度做較好的補(bǔ)充，同時VIP區(qū)域的聲像定位下拉也得到了很大改善。

頂棚5組吊掛的主擴(kuò)揚(yáng)聲器因吊點(diǎn)的原因，處于不對稱且不規(guī)則的位置，產(chǎn)生較大的梳狀濾波效應(yīng)。對此，音響團(tuán)隊(duì)在調(diào)試時，把5組揚(yáng)聲器之間的物理距離差進(jìn)行了時間和相位矯正，再將5組主揚(yáng)聲器與地面超低揚(yáng)聲器進(jìn)行統(tǒng)一的低頻耦合調(diào)試，很好地解決了這一問題。

在揚(yáng)聲器音色的均衡處理上，針對前面提到的頂棚膜結(jié)構(gòu)的反射與共振，對250Hz～300Hz的頻率進(jìn)行了適當(dāng)?shù)乃p，同時對50Hz～60Hz的低頻進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，增加了低頻的豐滿度和彈性。根據(jù)當(dāng)時現(xiàn)場的溫度與濕度情況，對8kHz以上的頻率適當(dāng)提升，以抵消空氣干燥和低溫帶來的高頻衰減。所有環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器未做時間與相位的調(diào)校，因?yàn)槭褂昧送黄放菩吞柕膿P(yáng)聲器，所以，聲音的一致性有較好的保障。

由于此次演出有國家領(lǐng)導(dǎo)人和外國政要出席，中國廣播電視總臺（CCTV）要對全球直播，為保證舞臺畫面的美感，需要解決返送揚(yáng)聲器的隱蔽問題。為此，特別制作了與舞美場景一致的紅色外套，這樣就與舞臺地面顏色保持一致;同時，外套的選材上，特別注意其透聲效果，如圖14所示。

開幕式的儀式部分，國家領(lǐng)導(dǎo)人要在舞臺上發(fā)表較長時間的演說，所以，傳聲器拾音的安全性和舞臺上的返送監(jiān)聽，是音響團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)要關(guān)注的部分。領(lǐng)導(dǎo)人講話和司儀主持的傳聲器以有線傳聲器拾音為主的方案，但考慮到線路較長且路徑復(fù)雜，又特別在講話傳聲器的海綿防風(fēng)罩內(nèi)（如圖15所示）以及司儀主持傳聲器的底座上（如圖16所示），加裝了微型無線傳聲器作為備份，做到傳聲器拾音的萬無一失。

由于這個舞臺是一個相對開放的空間，周圍基本沒有反射聲，舞臺返送監(jiān)聽揚(yáng)聲器因畫面的要求，體積較小且距離遠(yuǎn)。對此，音響團(tuán)隊(duì)首次嘗試了在講臺上增加極小的K-arry Lyzard KZl4揚(yáng)聲器（見圖15中的黃框部分），為講話者做返送監(jiān)聽的補(bǔ)充，通過反復(fù)開關(guān)試聽比較和頻響曲線的均衡矯正，得到了非常好的清晰度效果。

4音響效果的二度創(chuàng)作

一場優(yōu)秀演出的藝術(shù)呈現(xiàn)，不但要有賞心悅目的視覺沖擊，還要有聲入人心的聽覺效果，使現(xiàn)場觀眾得到完美的藝術(shù)享受。因此，音響團(tuán)隊(duì)不但要保證整個音頻系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)、聲音純正，為演出的順利進(jìn)行提供保障，還要對現(xiàn)場音響效果的表現(xiàn)進(jìn)行必要的二度創(chuàng)作。

前面提到過，媯衲劇場的四周為開放式空間，沒有墻面的反射聲，因此，場內(nèi)基本沒有混響聲的感覺，只有頂棚的一些反射聲。這種情況下的一般處理方法是，在音樂錄制時加大混響聲的比例和混響時長，但這樣一來會破壞音樂的層次感及細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力，同時也不能解決室內(nèi)自然混響所帶來的聲音“包圍感”。有鑒于此，經(jīng)過與音樂總設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)合作，專門為現(xiàn)場演出制作一版混響聲比例較小、時長較短、相對“干”一些的音樂源，并將其送入主擴(kuò)揚(yáng)聲器的同時，還分別送到幾個參數(shù)不同的混響器中，這幾個混響器的混響預(yù)延時、混響時長、近次反射聲比例、房間空間尺寸等參數(shù)通過嚴(yán)格計(jì)算各不相同，再把這些混響器的返回信號分別送到兩側(cè)和后方環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器中，讓這些揚(yáng)聲器充當(dāng)“墻”的作用，通過反復(fù)比較試聽，精心調(diào)整各個聲音比例參數(shù)，使現(xiàn)場觀眾有如在音樂廳中欣賞音樂的“包圍感”。此次演出的音樂作品大多是以大型交響樂隊(duì)演奏為主，加上電聲樂器及特色樂器的演奏，氣勢恢宏龐大，震撼力強(qiáng)。采用上述二次創(chuàng)作的技術(shù)手段，極大地提升了現(xiàn)場音樂的表現(xiàn)力，使觀眾“沉浸”在美妙聲音的“包圍”中。

藝術(shù)創(chuàng)作的靈感往往來源于靈光乍現(xiàn)的一瞬間，音響團(tuán)隊(duì)對于特殊效果聲的處理即是如此。在合成排練期間，當(dāng)畫面呈現(xiàn)，音樂旋律響起，會激發(fā)出創(chuàng)作靈感，增加原來音樂中沒有的特殊聲效元素，并利用多聲道揚(yáng)聲器的布局，用聲音構(gòu)建環(huán)境，達(dá)到錦上添花的效果。例如：在《東方的墨韻》中（見圖17），當(dāng)小船緩緩駛?cè)氘嬅鏁r，在觀眾席四周的環(huán)繞效果揚(yáng)聲器中加入水聲元素，并通過多聲道的聲像移動產(chǎn)生水流動的效果;在頂棚環(huán)繞效果揚(yáng)聲器中加入鳥鳴聲，把現(xiàn)場觀眾帶入到遠(yuǎn)山近水、碧草藍(lán)天的情境中，有身臨其境的感受，充分體現(xiàn)了“綠色生活，美麗家園”的世園會理念。

在《月影的深情》節(jié)目中（見圖18），當(dāng)大雁從屏幕右邊飛入畫面時，同步加入了大雁的叫聲，運(yùn)用混響和聲像移動，做出比較準(zhǔn)確的定位和飛向遠(yuǎn)處的距離感，很好地把音效和畫面感融為一體。

《綿長的芬芳》（見圖19）是專門為絲綢之路所創(chuàng)作的節(jié)目，音樂的前奏是一段極具西域特色的優(yōu)美旋律，當(dāng)這段旋律響起時，在四周環(huán)繞效果聲揚(yáng)聲器里，聲聲駝鈴伴隨著駝隊(duì)緩緩行進(jìn)，運(yùn)用聲像移動的處理，讓“駝隊(duì)”從左邊慢慢走來直到右邊慢慢遠(yuǎn)去，一幅“幽雅駝鈴蕩漾飛，琵琶橫笛夕陽輝，黃沙戈壁荒蕪漠，綠野清泉茂盛肥”的畫面浮現(xiàn)在現(xiàn)場觀眾的腦海中。

5結(jié)語

此次開幕式的演出，雖然任務(wù)重，壓力大，但音響團(tuán)隊(duì)本著高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神，一絲不茍的態(tài)度，客服一切不利因素，在節(jié)目的細(xì)微處著手，從聆聽感受和節(jié)目藝術(shù)創(chuàng)作上突破，圓滿地完成了這次重要的國事活動，收到了非常滿意的效果。