ENEWAVE聲系統(tǒng)工程詳解
今年5月的華為中國生態(tài)大會已啟動，大會圍繞“三元協(xié)同，共創(chuàng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型價值”的設(shè)計理念，“因聚而生，有能有為”的口號。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢性價值和機會空間，在時代新局下共育新機，供應(yīng)價值，共享繁榮。同時ENEWAVE也為此次大會的啟動提供一份力，就讓我來帶著你們了解華為生態(tài)大會的幕后生系統(tǒng)工程的詳解。
《華為中國生態(tài)大會2021》主會場位于深圳會展中心內(nèi)1號展廳，整個1號展廳尺寸大概為120*120米，總面積14,400平方米，高度平均約20米左右，整個場館的容積已達到288,000立方米。場館超大的面積和容積，已經(jīng)可以劃入到大型場館行列，而面對如此大型的場館空間，音響系統(tǒng)的設(shè)計，特別是揚聲器點位的選擇和擴聲方式變得尤為重要。
音響系統(tǒng)設(shè)計
功能定位
以滿足講演型會議為主，并兼顧晚宴演出使用。這就要求，需必須滿足基礎(chǔ)會議的語言清晰度，讓場地的數(shù)千參會者能都聽清講的內(nèi)容，并保證具有足夠的系統(tǒng)聲壓級及動態(tài)余量，確保演出功能使用的兼顧。
會場場地情況
首先在設(shè)計之初，我們從華為拿到了本次生態(tài)大會會場的整體設(shè)計方案，從官方PPT方案的效果圖結(jié)合CAD圖紙來看，這并不是我們傳統(tǒng)意義上的會議及演出的舞臺定義。傳統(tǒng)舞臺無論室內(nèi)室外，可能多為鏡框式，即舞臺中心為主表演區(qū)，在舞臺兩側(cè)我們可以吊掛揚聲器設(shè)備，根據(jù)需求吊掛線陣列或者點聲源或者更多類型的揚聲器設(shè)備，如果場地更大，需要補聲，我們也可以在后區(qū)等位置設(shè)計“延時塔”等點位實現(xiàn)后區(qū)補聲等等。
但本次的華為中國生態(tài)大會的舞臺設(shè)計，基本可以說舞臺被一整面的LED視頻顯示所包圍，但這可能也是目前全球比較流行的科技類公司的會議模式。
從屏幕尺寸可見，主舞臺有多么龐大，且大家都知道LED位置我們是無法安裝揚聲器的。
設(shè)計難點
混響時間長，容易聽不清。
常規(guī)吊掛點位被LED占據(jù)，且揚聲器需隱藏安裝。
觀眾席點位多元化，后區(qū)還有輔助LED屏幕。
音響系統(tǒng)設(shè)計
針對以上在設(shè)計之初即了解到的難點，我們結(jié)合科學(xué)理論和豐富的大型會議及演出經(jīng)驗，進行方案的設(shè)計和論證。
那么，我們就來逐個攻破上面所列的三個難點：
混響時間長，怎么保證聽清楚？
何為混響時間？
混響時間公認的定義是：聲能密度降為原來的1/10^6時所需的時間，相當(dāng)于聲壓級衰變60分貝。某頻率的混響時間是室內(nèi)聲音達到穩(wěn)定狀態(tài)，聲源停止發(fā)聲后殘余聲音在房間內(nèi)反復(fù)經(jīng)吸聲材料吸收，平均聲能密度自原始值衰變到百萬分之一(聲能密度衰減60dB)所需的時間，用T60或者RT表示。混響時間過短，聲音發(fā)干，枯燥無味，不親切自然；混響時間過長，會使聲音混雜。
用淺顯語言解釋一下，越大混響時間的房間，無論在里面說話聊天還是用喇叭放啥，都感覺聲音混混的，小時候的報紙卷成的小號叫還是影視里的超級大喇叭。
混響大，不是唱歌挺好聽的嘛！對啊！但說話聽不清啊！
我們在看一下關(guān)于混響時間的公式：
賽賓(sabine)公式
T60=KV/A
T60--------混響時間
K-----------與空間濕度有關(guān)的常數(shù)，一般取K=0.161s/m
V-----------閉室的容積
A-----------總吸聲量、賽賓值
關(guān)于混響時間的賽賓公式，我們不去過多推敲它或者什么數(shù)學(xué)物理等等的多維去計算啥，僅僅需要讀懂一件事。
V容積：房間越大，混響時間越大。（因為V在公式的分子位置）
A總吸聲量：吸聲量越大，房間混響越小；反之吸聲量越小，混響越大。（因為A在公式的分母位置）
那么問題來了，場地整體容積有28.8萬立方米，而因為深圳會展中心為大型展覽館，并不是劇場劇院或者多功能廳等，所以基本沒有考慮建聲部分的吸聲設(shè)計，所以整體系數(shù)基本可以認為不到10%，當(dāng)然會議期間如果場地坐滿了觀眾，場地的地面可以有一定的吸聲量，也可以認為地面的吸聲系數(shù)還不錯。
我們來看一下，各類型功能廳堂的混響時間設(shè)計標準吧。如下圖：
如圖可見，一個滿足會議和演出兼顧的場地混響時間應(yīng)在1s-1.4s為最佳，但顯然深圳會展中心這個場地混響時間遠遠大于這個值，根據(jù)我們現(xiàn)場工程師的測量結(jié)果，應(yīng)該大概在3.2s左右。
那么我們該如何解決如此大混響條件下“聽得清”的問題呢？
語言清晰度設(shè)計的理論依據(jù)
輔音清晰度損失率百分比理論是1978年荷蘭人Peutz首先提出來的，是Peutz歷經(jīng)十年研究實踐的結(jié)果，美國聲學(xué)專家“唐．戴維斯”曾經(jīng)說，這一理論每天都在聲系統(tǒng)工程中使用，檢驗了公式的精度和實用性。Peutz這一跨世紀的貢獻，其本質(zhì)就是場館語言清晰度的百分比，理論公式如下：
AL= 200D2² × T60² × N x100% ——（1）
Q × V × M
STI=0.9482-0.1845xLN AL% ——（2）
AL——為輔音清晰度損失率百分比
RASTI——語言可懂度傳遞函數(shù)
D2——為揚聲器離最遠觀眾席的距離；
T60——為廳堂混響時間
Q——為揚聲器的指向性因子；
N ——為功率比，是由產(chǎn)生直達聲LD的功率LW，同產(chǎn)生LD之外的所有器件LW的功率比（即揚聲器數(shù)量）
V ——場館的容積
M ——為臨界距離的修正值（除特例外一般選數(shù)值1）；
理論和實踐證明，RASTI 越高，AL%越小，語言清晰度越高。
RASTI>0.6 即 AL%<6.6% （非常好的清晰度）
RASTI>0.5 AL%<11.4% (奧組委對場館要求)
RASTI≥0.45 AL%≤15% (實際工作允許界限 )
從公式（1）和（2）可看出，要保證體育場館具有很高的語言清晰度，就要降低AL%，而想降低AL%，有兩點可做：
* 建聲：降低體育場館的混響時間T60
* 電聲：選取好性能，高Q值指向性因子的揚聲器系統(tǒng)，減少揚聲器組數(shù)量N
PS(建聲的改造不可能的，只是一場流動的會議演出而已，那么，想提高所謂的RASTI(語言可懂度)只能電聲方向上努力了。)
回頭再看看這個復(fù)雜的公式，大家看看那些重要參數(shù)，哪些在分母，哪些在分子。就明白我們該怎么去制定設(shè)計方向，其實說復(fù)雜就確實很復(fù)雜，說簡單點我們需要解決的無非就是少用點喇叭點位，盡量用覆蓋更準確的揚聲器，因為除了以上兩點，其余的都是場地條件，我們也改變不了。
LED大屏擋住了我們很多合適掛喇叭的位置，怎么辦？
根據(jù)第一點所述，我們已經(jīng)明確我們不會吊掛過多的揚聲器組，現(xiàn)在我們面臨的第二個問題就是整面的LED屏幕。
結(jié)合場地情況和工程CAD圖紙，經(jīng)過我們和甲方的協(xié)商，同意我們在LED屏幕上方安裝吊掛揚聲器設(shè)備，這樣既不遮擋屏幕，也可以算是隱蔽安裝了，因為暗場屏幕都打開的情況下，無論現(xiàn)場視覺和攝像出來的整體影像，都看不到喇叭的。但是實際情況也有限制，就是LED上方只能給我們預(yù)留兩層的Layer架子高度用于吊掛揚聲器，因為場地方要求，總高度不能高過14米。
先看圖吧……先看初版手稿……
我們分別設(shè)計三組主擴線陣列音箱，分別如圖中紅色位置（中央聲道），綠色位置（左右聲道），兩組后區(qū)補聲線陣列延時塔音箱，如圖中藍色位置（補聲聲道），需要注意的是文字標準的所謂左右中，僅僅表示的為位置，全部信號都是單聲道的MONO信號，因為為了保證語言清晰度，我們所做的相位關(guān)系的延時設(shè)計，全部參考舞臺后中心點位置發(fā)出，左中右三組信號全部為同一虛擬點位發(fā)出，以保證更好的語言清晰度設(shè)計。后區(qū)因為受到輔助屏幕遮擋，故此加了補聲的線陣列揚聲器系統(tǒng)。
其中，左右位置的兩組線陣列，由于LED屏幕上高度限制，我們不得不拆分成兩組，一組6只雙10寸線陣列覆蓋近區(qū)，一組6只雙15寸線陣列覆蓋遠區(qū)，這又有點類似于點聲源揚聲器的近區(qū)遠區(qū)覆蓋的概念，所以在某些特定苛刻條件下，線陣列也可以優(yōu)化組合，以參考點聲源分區(qū)覆蓋方式進行設(shè)計。
低頻部分開始的設(shè)計是都掛起來的，正如上面的手初稿繪圖一樣，后來到了現(xiàn)場經(jīng)過于甲方協(xié)商，最后讓我們擺在了舞臺兩側(cè)，通過與全頻系統(tǒng)對齊延時相位，也達到了不錯的效果，開始還擔(dān)心低音都在頂棚會不好呢，后來愉快的解決了！
經(jīng)過初步設(shè)計，我們落實為CAD工程圖紙，更精確的予以施工方安裝吊掛和現(xiàn)場施工，圖紙如下：
當(dāng)然，全部設(shè)計我們采用聲場仿真軟件EASE進行了詳細的聲場模擬分析：
在混響時間3.2秒的情況下，我們進行了RASTI的模擬分析，結(jié)果如下：
本次設(shè)備全部采用ENEWAVE恩瑞普音響系統(tǒng)：
簡單總結(jié)
通過《華為中國生態(tài)大會2021》的項目，讓我們又一次復(fù)習(xí)了很多書本的內(nèi)容，并在又把所謂的過往經(jīng)驗?zāi)贸鰜韺崙?zhàn)一次。如混響時間，RASTI，聲道與通道，相位與延時，虛擬聲像點等等。
特別鳴謝
音響師 張斌 先生
ENEWAVE大中華區(qū)演藝服務(wù)中心 郭心佳 先生
ENEWAVE 華南區(qū)演藝服務(wù)中心 肖子龍 先生
ENEWAVE東北區(qū)技術(shù)服務(wù)中心 王圣杰 楊紹坤 先生
深圳市創(chuàng)銳實業(yè)有限公司 伍國彬 梁光潤 伍嘉威 先生
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