大劇院如何設(shè)計(jì)音響系統(tǒng)為觀眾提供最佳聽(tīng)覺(jué)效果？

劇院音響效果對(duì)于觀看一臺(tái)演出的重要程度不言而喻，而為了達(dá)到最好的觀演效果，劇院的聲場(chǎng)也會(huì)經(jīng)過(guò)格外精心的設(shè)計(jì)。

你曾經(jīng)認(rèn)真研究過(guò)不同區(qū)域座位的視角圖，試圖找到最佳性價(jià)比之位嗎？又是否嘗試過(guò)對(duì)著剛開(kāi)票一分鐘的票版圖上所剩無(wú)幾的空位，努力尋找最值得選擇的位置？

在百般對(duì)比之下，音效會(huì)成為你做出選擇的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一嗎？

與話劇和音樂(lè)會(huì)不同，在音樂(lè)劇中念白與演唱是同等重要的。因此劇場(chǎng)設(shè)計(jì)既要考慮到臺(tái)詞清晰地傳達(dá)給在場(chǎng)每一位觀眾，又要保障一定的混響效果，使音樂(lè)聽(tīng)起來(lái)更為飽滿。

下文讓我們先從原理入手，了解一下聲場(chǎng)設(shè)計(jì)是如何巧妙地影響觀眾席位聽(tīng)覺(jué)效果的。

1）直達(dá)聲

直達(dá)聲指的是不經(jīng)反射直接到達(dá)接受者的聲音。在大劇場(chǎng)中，直達(dá)聲的控制通常通過(guò)揚(yáng)聲器（即音箱）的排布完成，主擴(kuò)揚(yáng)聲器主要有點(diǎn)聲源和線陣列兩種，一些音樂(lè)廳也會(huì)采用音柱。

除此之外某些劇院還設(shè)有拉相位揚(yáng)聲器、返聽(tīng)揚(yáng)聲器、效果揚(yáng)聲器等作為輔助。

點(diǎn)聲源

傳統(tǒng)音箱一般為點(diǎn)聲源，聲波以球面波的方式向外輻射。具體來(lái)說(shuō)，像一個(gè)人在空曠的空間中講話等，聲源的尺寸相對(duì)于聲波傳播距離較小，且指向性不強(qiáng)的都可近似為點(diǎn)聲源。

基于聲學(xué)中的反平方定律，聽(tīng)者與揚(yáng)聲器之間距離加倍，接收到的聲壓級(jí)將減小6分貝。因此空間較大的劇院往往需要多個(gè)點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器組合或搭配其他揚(yáng)聲器系統(tǒng)使用。

暗裝是劇院常用的音箱布置方式，但也帶來(lái)了飾面透聲率不足的缺點(diǎn)。為了彌補(bǔ)主擴(kuò)點(diǎn)聲源的局限性，觀眾廳吊頂中部掛有一組揚(yáng)聲器，四周也均勻布置了效果聲揚(yáng)聲器等。

線陣列

線陣列揚(yáng)聲器是由多個(gè)揚(yáng)聲器組合而成的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)所輻射的聲波波陣面圖形類似柱面波，近似于線聲源，但當(dāng)?shù)竭_(dá)一定臨界距離之后，開(kāi)始由柱狀波漸變過(guò)渡為與點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器一樣的球面波向外輻射。

生活中火車或公路上大量機(jī)動(dòng)車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音都屬于線狀聲源。

理論上，聽(tīng)者與線陣列聲源之間的距離加倍會(huì)導(dǎo)致接收聲壓級(jí)減小3分貝。也就是說(shuō)，線陣列揚(yáng)聲器的使用能更好地保證前后觀眾聽(tīng)感一致。

例如，江蘇大劇院音樂(lè)廳就主要采用的是線陣列擴(kuò)聲器，在場(chǎng)地較小、輔助擴(kuò)聲器較少的情況下也能覆蓋所有觀眾席位。

聲場(chǎng)的完成除了擴(kuò)聲系統(tǒng)，還需要對(duì)反射聲進(jìn)行控制。

2）早期反射聲

早期反射聲即前次反射聲，一般包括在直達(dá)聲以后50毫秒左右到達(dá)的，對(duì)房間的音質(zhì)起到有利作用的所有反射聲。

當(dāng)直達(dá)聲與反射聲到達(dá)時(shí)間超過(guò)0.1秒，人耳開(kāi)始能清晰分辨二者，這就是回聲效果。

為了減小回聲、提高語(yǔ)言清晰度，同時(shí)加強(qiáng)混響，提升音樂(lè)豐滿性，劇院歌劇廳內(nèi)飾面、座位等的材料選擇與外形設(shè)計(jì)十分重要。一般情況下聲音最佳反射時(shí)間為1-1.3秒。

飾面材料

廣州大劇院歌劇廳頂面（天花）和墻面采用玻璃纖維增強(qiáng)石膏復(fù)合材料（GlassFiber-Reinforced Gypsum, GRG）。

梅溪湖大劇院也使用了GRG，這種材料具有良好的可塑性和耐用性，也有利于實(shí)現(xiàn)空間界面的流暢銜接和良好的聲學(xué)效果。

此外，廣州大劇院的建筑設(shè)計(jì)也獨(dú)樹(shù)一幟，它通過(guò)不對(duì)稱的騎樓和不規(guī)則的內(nèi)壁形狀讓聲場(chǎng)設(shè)計(jì)更為考究。

下圖是歌劇廳的一階反射聲，即聲音從舞臺(tái)擴(kuò)聲器發(fā)出后經(jīng)過(guò)第一次反射的路徑分析。從各個(gè)箭頭的指向與長(zhǎng)度可以看出，聲音到達(dá)各區(qū)域座位距離、時(shí)間相當(dāng)，也就是各區(qū)域觀眾都能有相似的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

歌劇廳墻面往往作不規(guī)則設(shè)計(jì)。一方面這能夠減少由聲音在平行、光滑表面之間來(lái)回反彈疊加產(chǎn)生的顫動(dòng)回聲，另一方面內(nèi)墻常見(jiàn)的階梯或波紋設(shè)計(jì)可以減小低頻的噪音、呼吸聲傳遞，使演員的臺(tái)詞表達(dá)更清晰。

考慮到高層觀眾離天花更近，回音影響更大，在騎樓、高層處的天花與墻面需要更強(qiáng)的吸音效果。設(shè)計(jì)師巧妙地將空調(diào)回風(fēng)口與燈架一起設(shè)置在天花板與兩側(cè)上方，既完成了座椅下送風(fēng)、頂棚回風(fēng)的節(jié)能空氣處理系統(tǒng)，又通過(guò)凹凸不平的墻面削弱了回聲。

無(wú)獨(dú)有偶，共舞臺(tái)大劇場(chǎng)天花板及二樓后排兩側(cè)墻面也都刻有花紋，既作裝飾又能減少回聲。

有時(shí)波紋墻面不足以抵消離散反射聲對(duì)個(gè)別位置的影響，墻面挖空設(shè)計(jì)能更有效地吸收回音、雜音。

座墊與地毯

柔軟的海綿座椅讓觀眾們能舒適地觀劇，表面的多孔結(jié)構(gòu)則起到吸音作用。而硬質(zhì)座椅難以削弱聲音的反射，這就是為什么在空曠無(wú)人的報(bào)告廳內(nèi)用話筒擴(kuò)音往往會(huì)產(chǎn)生很大回音。

3）噪聲

劇場(chǎng)一般還會(huì)通過(guò)加強(qiáng)隔音、減少共振的方式降低外部噪聲的影響。

首先，劇場(chǎng)安裝隔音門(mén)來(lái)削弱空氣傳播噪聲（airborne noise），常見(jiàn)的為實(shí)木門(mén)。相比復(fù)合板，實(shí)木內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，阻隔聲音傳播效果更好。

在一些影院也用到帶軟包的隔音門(mén)，門(mén)芯裝填蓬松的超細(xì)玻璃棉絲或巖棉，門(mén)扇與門(mén)框之間用海綿等彈性材料密封。

其次，歌劇廳建造時(shí)需要對(duì)地基作特別處理以消除結(jié)構(gòu)傳播噪聲（ground-bornenoise），即附近地鐵、路面交通等振動(dòng)帶來(lái)的噪音。圖中黃色虛線框起的阻尼器將結(jié)構(gòu)震動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，加速垂直方向振動(dòng)頻率的衰減，從而降低噪聲影響。

最后

過(guò)去，在一些小型劇院或建筑歷史較為悠久的劇場(chǎng)中，由于墻面和頂棚吸音不足，可能會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)及高層座位，尤其是附樓座位出現(xiàn)回聲太強(qiáng)、聲音含混不清等情況。

然而如今，隨著技術(shù)的成熟與劇院設(shè)計(jì)的進(jìn)步，大多新建或翻修的劇院都在不斷調(diào)整這一方面的問(wèn)題，以保證不同座席的觀眾都能具有較為良好的聽(tīng)覺(jué)效果。

未來(lái)，許多劇院還可以進(jìn)一步完善聲音效果上仍存在的不足，讓每一位走進(jìn)劇場(chǎng)的觀眾都能夠享受一場(chǎng)更為優(yōu)質(zhì)的精彩演出。