潘桂華

（上海安恒利擴(kuò)聲技術(shù)工程有限公司，上海 200082）

中國(guó)館由4 9米層的“東方足跡”、41米層的“尋覓之旅”和33米層的“低碳行動(dòng)”三個(gè)展區(qū)組成，參觀游覽路線是自上而下通過(guò)環(huán)形步道依次參觀。

第一展區(qū)“東方足跡”分布在49米層，是中國(guó)國(guó)家館的核心展區(qū)，含有 “倒掛城市”、“多媒體影院”、“歲月回眸”、“智慧的長(zhǎng)河”、“希望的大地”5個(gè)展項(xiàng)。通過(guò)這些風(fēng)格迥異的展項(xiàng)，重點(diǎn)展示中國(guó)城市發(fā)展理念中的智慧。國(guó)寶名畫《清明上河圖》被藝術(shù)地再現(xiàn)于該展區(qū)“智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)中，傳達(dá)中國(guó)古代城市的智慧。

上海安恒利擴(kuò)聲技術(shù)工程有限公司有幸承接了“東方足跡”的燈光音響系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)該展項(xiàng)專業(yè)燈光音響方案的施工、安裝和調(diào)試等實(shí)施工程。本文淺析“智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)《清明上河圖》的音響系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)概況

“智慧的長(zhǎng)河”是中國(guó)館的核心展項(xiàng)，長(zhǎng)達(dá)百米的《清明上河圖》依墻而立，畫中的人物、場(chǎng)景栩栩如生，一派活靈活現(xiàn)的北宋汴京的繁華景象；《清明上河圖》下前方設(shè)置一條“河流”，“河水”波光粼粼，不時(shí)拍打河岸。參觀者置身于這樣的場(chǎng)景，猶如穿越時(shí)空來(lái)到北宋，盡情享受著當(dāng)時(shí)的民風(fēng)民情。河中間設(shè)置了8個(gè)智慧點(diǎn)，利用音視頻的方式形象地為每一參觀者介紹8個(gè)與《清明上河圖》有關(guān)的主題。

該展項(xiàng)的音響系統(tǒng)是一個(gè)23聲道的、具有立體空間感的聲音重放系統(tǒng)。利用BSS BLU800系列數(shù)字音頻處理器的音頻處理功能，將23個(gè)聲道有機(jī)整合在一起，自動(dòng)有序地重放來(lái)自硬盤播放機(jī)的預(yù)存音源，包括背景音樂(lè)、聲效模擬以及人員疏散指導(dǎo)等。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

該音響系統(tǒng)集成了FOSTEX、BSS、CROWN、JBL和SHURE 等眾多的國(guó)際知名品牌，組成設(shè)備有：手持式無(wú)線傳聲器：SHURE ULXS24/58 1套；音源：FOSTEX D2424LV 1臺(tái)；數(shù)字音頻處理器：BSS BLU160 2臺(tái)、BSS BLU120 1臺(tái)；功放：CROWN XLS602D 14臺(tái)、CROWN XLS402D 5臺(tái)；揚(yáng)聲器系統(tǒng)：JBL CONTROL28 54只。

圖1 “智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

該音響系統(tǒng)設(shè)備的選擇，沒(méi)有選用最昂貴的設(shè)備，而是選用最合適的、最安全的產(chǎn)品構(gòu)建系統(tǒng)。除音源播放器外，其他均為美國(guó)HARMAN 集團(tuán)產(chǎn)品，它們的共同特征是：

（1）技術(shù)成熟。具有豐富的國(guó)內(nèi)外重大工程的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

（2）性價(jià)比高。如揚(yáng)聲器系統(tǒng)JBL CONTROL 28，盡管體積不大，低音單元只有8英寸，但聲音細(xì)膩、動(dòng)態(tài)范圍大、低音沉穩(wěn)、音質(zhì)寬泛，對(duì)人聲、音樂(lè)或者樂(lè)器具有良好的還原能力，特別適用于“智慧的長(zhǎng)河”這種不需要很大聲壓級(jí)但要求聲音細(xì)膩、聲音表現(xiàn)元素多且揚(yáng)聲器系統(tǒng)安裝空間有限的展項(xiàng)使用。

2 使用需求

根據(jù)展項(xiàng)創(chuàng)意深化設(shè)計(jì)其音響系統(tǒng)，主要使用需求為：

（1）播放背景音樂(lè)。要求背景音樂(lè)的風(fēng)格、節(jié)奏與《清明上河圖》所展示的意境相符。

（2）模擬特殊聲效。要求依景模擬相應(yīng)的聲像聲效和環(huán)境聲效。配合多媒體《清明上河圖》，營(yíng)造出車、馬、水流聲、集市叫賣的吆喝聲、駝鈴聲、搖櫓等各種特殊聲效；結(jié)合“河流”，模擬水流聲和拍岸聲等環(huán)境聲效。

（3）播放與“河流”中設(shè)置的8個(gè)智慧點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的聲音信息。

（4）用于疏導(dǎo)人流的擴(kuò)聲。展項(xiàng)內(nèi)人流量激增時(shí)，服務(wù)人員通過(guò)音響系統(tǒng)及時(shí)指導(dǎo)人員疏散，以保證參觀人員流動(dòng)的暢通和公眾活動(dòng)空間的使用安全性。

3 揚(yáng)聲器系統(tǒng)布局及聲道設(shè)置

針對(duì)上述需求，結(jié)合展項(xiàng)的主題創(chuàng)意，共設(shè)計(jì)了23個(gè)聲道。1個(gè)為背景音樂(lè)聲道，1個(gè)為環(huán)境聲效聲道，14個(gè)為特殊聲效聲道，還有8個(gè)是對(duì)應(yīng)8個(gè)智慧點(diǎn)的聲道。共使用54只全音域的JBL CONTROL28揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

3.1 背景音樂(lè)

在觀眾廳上空均勻布置22只JBL CONTROL28揚(yáng)聲器系統(tǒng)，覆蓋觀眾走道?；诒尘耙粼吹膯我恍?，將22只揚(yáng)聲器系統(tǒng)構(gòu)建成1個(gè)聲道。圖2為背景音樂(lè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的布位。

圖2 背景音樂(lè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖

圖3 環(huán)境聲效揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖

3.2 特殊效果聲

3.2.1 環(huán)境聲效

在靠近觀眾走道的“河”岸邊，均勻布置10只JBL CONTROL28揚(yáng)聲器系統(tǒng)，構(gòu)成1個(gè)模擬水流聲和水的拍岸聲的環(huán)境效果聲道。觀眾站在岸邊，感受到的是“河水”潺潺流動(dòng)，不時(shí)拍打河岸；看到的滿眼盡是北宋的繁華景象。圖3為環(huán)境效果揚(yáng)聲器系統(tǒng)的布位。

3.2.2 聲像聲效

14個(gè)特殊效果聲道，各聲道重放的是有關(guān)聯(lián)的但不盡相同的內(nèi)容。14個(gè)聲道配合《清明上河圖》的視頻畫面，營(yíng)造出一幅幅形象生動(dòng)的多媒體場(chǎng)景。

每個(gè)聲道使用JBL CONTROL28揚(yáng)聲器系統(tǒng)1只，根據(jù)視聽(tīng)一致的原則進(jìn)行布位，即觀眾看到的圖像和聽(tīng)到的聲音是來(lái)自同一方向的，布置在每一主題視頻畫面的上方。圖4為聲像效果揚(yáng)聲器系統(tǒng)的布位。

3.2.3 智慧點(diǎn)聲效

在每一智慧點(diǎn)視頻顯示設(shè)備的后部落地安裝1只JBL CONTROL28揚(yáng)聲器系統(tǒng)，共8只。這種布局方式既為參觀者提供了聲像一致的視聽(tīng)效果，又使該系統(tǒng)不需要使用價(jià)格昂貴的特殊揚(yáng)聲器系統(tǒng)，就可有效控制其在觀眾席的覆蓋區(qū)域，完全避免了相鄰智慧點(diǎn)之間的聲音干涉，保證了參觀者能清晰地聽(tīng)到每一智慧點(diǎn)的語(yǔ)音信息。圖5為智慧點(diǎn)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的布位圖。

3.3 人流疏導(dǎo)擴(kuò)聲

充分利用BSS BLU 數(shù)字音頻處理器的先進(jìn)技術(shù)，將背景音樂(lè)的重放和人流疏散指導(dǎo)的擴(kuò)聲集成于一套揚(yáng)聲器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。常規(guī)狀態(tài)下這套揚(yáng)聲器系統(tǒng)重放背景音樂(lè)，一旦疏導(dǎo)人流的講解傳聲器信號(hào)接入時(shí)，BSS系統(tǒng)自動(dòng)壓低背景音樂(lè)音量（調(diào)整范圍為-70 dB ~ 0 dB），將講解內(nèi)容的擴(kuò)聲電平始終控制在高于展區(qū)背景噪聲15 dB以上。最終，利用人耳的掩蔽效應(yīng)，為參觀者提供清晰的疏導(dǎo)講解。

表1 展項(xiàng)音響系統(tǒng)與實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)對(duì)比

4 控制系統(tǒng)

在規(guī)劃和設(shè)計(jì)了合理的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，接下來(lái)就是為展項(xiàng)提供一套符合設(shè)計(jì)創(chuàng)意的控制系統(tǒng)，確保上述揚(yáng)聲器系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)創(chuàng)意的預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行工作。

4.1 與實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)的差異

在介紹之前，先了解展項(xiàng)音響系統(tǒng)與實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)之間的差異，如表1所示。鑒于兩者工作方式的差異，它們的組成結(jié)構(gòu)和控制方式也不相同。

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)由音源、調(diào)音臺(tái)、數(shù)字音頻處理器、功放和揚(yáng)聲器系統(tǒng)5種基本功能設(shè)備組成。系統(tǒng)框圖如圖6所示。

展項(xiàng)擴(kuò)聲系統(tǒng)由音源、數(shù)字音頻處理器、功放和揚(yáng)聲器系統(tǒng)4種功能設(shè)備組成。針對(duì)其重放內(nèi)容固定不變和自動(dòng)操作控制的使用特征，省去了需人為操作和可動(dòng)態(tài)調(diào)整音頻處理參數(shù)的調(diào)音臺(tái)。系統(tǒng)框圖如圖7所示。

圖4 聲像聲效揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖

圖5 智慧點(diǎn)揚(yáng)聲器系統(tǒng)布置圖

圖6 實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)框圖

圖7 展項(xiàng)擴(kuò)聲系統(tǒng)框圖

（2）控制核心

實(shí)況擴(kuò)聲系統(tǒng)的控制由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩部分組成。靜態(tài)控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)字音頻處理器，動(dòng)態(tài)控制是利用調(diào)音臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。展項(xiàng)系統(tǒng)以靜態(tài)控制數(shù)據(jù)為主，存儲(chǔ)于數(shù)字音頻處理器內(nèi)。這些參數(shù)一經(jīng)設(shè)定，在運(yùn)行過(guò)程中幾乎不用再作調(diào)整或修改。

圖8 BSS BLU800系列數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻處理器

圖9 24 × 24音頻矩陣

4.2 音響控制系統(tǒng)核心

從提高系統(tǒng)的安全可靠性的角度出發(fā)，采用分散式結(jié)構(gòu)的音響控制核心，而不是集中式，以分?jǐn)偤徒档拖到y(tǒng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。

以3臺(tái)美國(guó)哈曼集團(tuán)的B S S BLU800系列數(shù)字音頻處理器構(gòu)成“智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)的控制核心。如圖8所示。2臺(tái)為內(nèi)置DSP處理的BSS BLU160；1臺(tái)為沒(méi)有內(nèi)置DSP 處理的BSS BLU120，作為前兩臺(tái)設(shè)備的物理輸入輸出接口的擴(kuò)充，其所需的音頻處理資源共享于2臺(tái)BSS BLU160。3臺(tái)設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)均為8×8，即8個(gè)輸入通道，8個(gè)輸出通道，組合使用后構(gòu)成了1套24 × 24規(guī)模的信號(hào)路由矩陣。如圖9所示。展項(xiàng)使用的是24 × 23的信號(hào)路由矩陣。23路輸入通道接入來(lái)自多軌硬盤機(jī)的音源信號(hào)，經(jīng)BSS控制核心處理后輸出送至23個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)聲道，還有1路輸入通道接入講解傳聲器的信號(hào)，路由至背景音樂(lè)的輸出聲道。如圖10所示。

圖10 控制核心內(nèi)部處理結(jié)構(gòu)

圖11 音量控制面板

存儲(chǔ)于BSS BLU800數(shù)字音頻處理器內(nèi)的靜態(tài)控制數(shù)據(jù)包括常規(guī)的信號(hào)路由設(shè)定、房間均衡調(diào)整、動(dòng)態(tài)調(diào)整以及延時(shí)等參數(shù)的設(shè)置。考慮到該展項(xiàng)是公共活動(dòng)空間，其背景噪聲是隨著人流量和人流源的差異動(dòng)態(tài)變化的，因而將系統(tǒng)音量電平的控制設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)調(diào)整方式。通過(guò)一塊簡(jiǎn)單直觀的控制面板（相連于數(shù)字音頻處理器），使用者可及時(shí)調(diào)整和平衡現(xiàn)場(chǎng)音量。如圖11所示。

5 展項(xiàng)工作方式

“智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)通過(guò)生動(dòng)形象的多媒體（聲音燈光視頻聯(lián)動(dòng)）方式將所要表達(dá)的主題傳遞給每一位參觀者。展項(xiàng)內(nèi)設(shè)有一套總控系統(tǒng)，由其觸發(fā)啟動(dòng)每場(chǎng)多媒體SHOW的支撐系統(tǒng)（燈光、音響和視頻系統(tǒng)）。音響系統(tǒng)FOSTEX D2424LV 24軌硬盤機(jī)的RS232串口受其觸發(fā)后，自動(dòng)重放預(yù)存音源。

6 運(yùn)行的安全可靠性

在世博會(huì)運(yùn)行期間，中國(guó)館是沒(méi)有休息日的，每天系統(tǒng)的正常工作時(shí)段為早上7點(diǎn)到晚上10點(diǎn)；遇到重大活動(dòng)時(shí)更早，6:30分之前設(shè)備必須全部就位。在運(yùn)行過(guò)程中，不允許系統(tǒng)癱瘓這種最為嚴(yán)重的故障現(xiàn)象發(fā)生；出現(xiàn)局部故障時(shí)，當(dāng)場(chǎng)應(yīng)急處理。故障設(shè)備的維修和系統(tǒng)的維護(hù)只能在閉館后開(kāi)館前的這一時(shí)間段進(jìn)行。這種運(yùn)行方式對(duì)展項(xiàng)內(nèi)的任一專業(yè)系統(tǒng)都提出了很高的安全可靠性運(yùn)行需求。音響系統(tǒng)在選用高安全、高可靠設(shè)備的基礎(chǔ)上，著重從三方面來(lái)提高和保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

6.1 應(yīng)用冗余備份

對(duì)關(guān)鍵設(shè)備多軌硬盤機(jī)和BSS BLU數(shù)字控制核心配備冗余和設(shè)置應(yīng)急措施，對(duì)非關(guān)鍵組成設(shè)備功放和揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)有備品、備件。根據(jù)每一組成設(shè)備對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性的影響大小來(lái)定義關(guān)鍵設(shè)備和非關(guān)鍵設(shè)備的概念。若展項(xiàng)中FOSTEX硬盤機(jī)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓；分散式結(jié)構(gòu)的BSS控制核心出現(xiàn)故障，將影響較大區(qū)域的參觀區(qū)域沒(méi)有聲音。因此，提供了充分有效的現(xiàn)場(chǎng)故障應(yīng)急措施。若單臺(tái)功放或揚(yáng)聲器系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對(duì)展項(xiàng)產(chǎn)生的影響非常小，可在閉館后維修維護(hù)。

6.2 冗余的技術(shù)指標(biāo)

前后級(jí)設(shè)備之間接口性能一致，技術(shù)指標(biāo)匹配合理。如功放和揚(yáng)聲器系統(tǒng)之間，每臺(tái)功放均預(yù)留了不少于20%的余量，避免瞬態(tài)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)對(duì)系統(tǒng)安全可靠性指標(biāo)產(chǎn)生影響。

6.3 合理的設(shè)計(jì)

在每一功放通道上，負(fù)載的揚(yáng)聲器系統(tǒng)數(shù)量不超過(guò)2個(gè)，把功放故障對(duì)展項(xiàng)系統(tǒng)的影響降至最小。采用集散式的，而不是集中式的控制結(jié)構(gòu)，由3臺(tái) BSS BLU800設(shè)備構(gòu)成；任意一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障，不影響其他2臺(tái)的工作狀態(tài)。

送入每一功能揚(yáng)聲器系統(tǒng)組的信號(hào)至少由2臺(tái)BSS BLU設(shè)備提供，而不是集中在單臺(tái)設(shè)備上，大大降低各功能揚(yáng)聲器系統(tǒng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。

世博會(huì)期間，“智慧的長(zhǎng)河”展項(xiàng)《清明上河圖》的音響系統(tǒng)運(yùn)行正常，為數(shù)百萬(wàn)名觀眾提供了清晰、動(dòng)聽(tīng)的聲音服務(wù)。通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)施方案的實(shí)踐，使我們?cè)谡褂[展示中音響系統(tǒng)的運(yùn)用能力得到了很大的提高，故撰寫此文，以期與同行之間進(jìn)行交流，并希望今后能開(kāi)展相關(guān)合作，共同致力于提高展覽業(yè)的專業(yè)音響技術(shù)水平。