禮堂擴聲系統揚聲器的擺放

　　禮堂是"用于聆聽(tīng)的地方"。這個(gè)定義暗示著(zhù)，空間的各個(gè)方面只要和溝通交流有關(guān)系，就應該優(yōu)先考慮。

　　在擴聲系統 發(fā)明之前，數量眾多的人群聚集在禮堂里，聆聽(tīng)發(fā)言者未經(jīng)擴聲的講話(huà)。禮堂利用房間的幾何結構和建聲處理，為聲源提供自然的聲音增強。

　　古希臘人甚至在演員佩戴的面具上加上擴聲筒，以覆蓋更多的觀(guān)眾。但即便利用了這些手段，還是未能真正有效地解決面對大量人群講話(huà)的問(wèn)題——直到人們發(fā)明了擴聲系統。

　　擴聲系統是必要的，原因至少有四個(gè)：

　　1.房間尺寸——房間太大，較遠座位的聽(tīng)眾很難聽(tīng)到音源的自然聲。

　　2. 房間幾何結構——現代禮堂的幾何結構已經(jīng)無(wú)法勝任自然擴聲的重任了。流行的180度扇形房間，比未經(jīng)處理的人聲的覆蓋范圍，至少寬了60度。只要講者轉一下頭，有些觀(guān)眾就無(wú)法聽(tīng)清講話(huà)的內容。

　　3.環(huán)境噪聲——人、交通、暖氣和空調系統所產(chǎn)生的背景噪聲遮掩了聲源，讓部分或所有聽(tīng)眾無(wú)法清晰聆聽(tīng)。

　　4.建聲處理——自然擴聲所需的建聲處理可能非常昂貴，而且并不適用于所有音樂(lè )風(fēng)格。

　　當社會(huì )活動(dòng)需要讓大量人呆在大型空間時(shí)，擴聲就是必要的。

　　▼ 一個(gè)類(lèi)比

　　在用燈光照亮一個(gè)房間時(shí)，人們會(huì )采用合適的燈具來(lái)將燈光照射到需要的地方。這每個(gè)人都能理解。而音響系統設計師在選擇和放置揚聲器 時(shí)也是如此。

　　如果有著(zhù)不錯的房間聲學(xué)條件，一些主要的聲音問(wèn)題，如糟糕的有效增益以及糟糕的語(yǔ)音清晰度，都可以直接歸咎于不恰當的揚聲器選擇和位置擺放。最常見(jiàn)的原因是音響設計師出于美觀(guān)上的考慮，不得不放棄首選的揚聲器類(lèi)型和擺放位置。

　　▼ 建筑與擴聲

　　建筑師常常將揚聲器視為建筑以外的物體，是并不真正屬于整體的"附屬物"。建筑學(xué)院不教授音響系統設計，本身也沒(méi)必要教授。他們強調的是場(chǎng)地的視覺(jué)效果，將大量注意力放在空間的幾何結構和視覺(jué)流上面。

　　這是他們的思維模式，也是他們工作的職責所在。體積大又顯眼的揚聲器，擾亂了他們對空間的整體概念。

　　設計房間的時(shí)候，建筑師并不知道所需揚聲器的種類(lèi)和數量，因此不可能把揚聲器整合到設計之中。即便他們可以做到，我們接下來(lái)就會(huì )看到，他們?yōu)閭窝b和隱藏揚聲器所做的努力，很可能會(huì )損害揚聲器的性能表現。

　　對于揚聲器來(lái)說(shuō)，要完成使命，必須得占據房間中視覺(jué)上最為重要的一些地方。這也難怪建筑師和音響系統設計師常會(huì )發(fā)生沖突。

　　▼ 三大變量

　　音響系統設計師的工作是確保每個(gè)人都能聽(tīng)見(jiàn)經(jīng)過(guò)擴聲的聲音。要在觀(guān)眾區實(shí)現均勻覆蓋，他們要處理三大變量。

　　包括：——揚聲器類(lèi)型——揚聲器位置——揚聲器數量

　　如果系統設計師獲得控制這三大變量的權力，出來(lái)的工作效果將是最好的。如果客戶(hù)或建筑師定下了其中的一個(gè)或幾個(gè)，系統設計師的工作量減少了，但是聲音重現效果將會(huì )大打折扣。

　　▼ 揚聲器位置

　　揚聲器的理想位置是無(wú)法實(shí)現的。理想位置就是需要擴聲的音源所在的地方。

　　想象一個(gè)小型劇團或古典樂(lè )團在一個(gè)小型場(chǎng)地表演。無(wú)需任何擴聲，來(lái)自每個(gè)源的聲音都能聽(tīng)見(jiàn)，與其他源的空間位置關(guān)系準確無(wú)誤。

　　隨著(zhù)房間尺寸增加，樂(lè )器可能需要聲音放大。樂(lè )團使用本地放大(localized amplification)已經(jīng)多年，如今"個(gè)人"音響系統仍在小型場(chǎng)地應用上大有市場(chǎng)——這正是幾十年前感恩而死(Grateful Dead)樂(lè )隊所采用的"音墻"技術(shù)在當代的再現。

　　(音墻 Wall of Sound是一個(gè)巨大的擴聲系統，在1970年代由音頻設計師Owsley Stanley為感恩而死樂(lè )隊的現場(chǎng)表演專(zhuān)門(mén)設計。)

　　聲源所在地是聲音發(fā)出的自然位置。這種方式在許多應用中都是不現實(shí)的，而且并不靈活，因此我們需要一個(gè)折衷的辦法。首選是將揚聲器直接放在需擴聲的聲源上方，這利用了人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)無(wú)法很好地在垂直平面上定位聲音的特點(diǎn)。

　　如果揚聲器放在說(shuō)話(huà)者的左側或右側，聽(tīng)者將顯然感覺(jué)聲音并不是從說(shuō)話(huà)者而來(lái)的。如果揚聲器被放在說(shuō)話(huà)者上方，聽(tīng)者的聽(tīng)覺(jué)系統受到蒙蔽，將認為聲音是從說(shuō)話(huà)者發(fā)出的。眼睛有效地將聲像拉低從而與視覺(jué)對應。揚聲器放在上方還可以讓聲音投射到房間后部，同時(shí)又不會(huì )讓前排觀(guān)眾聽(tīng)到過(guò)大的聲音。

　　考慮到這幾個(gè)方面，將揚聲器直接放在舞臺上方是非常合理的。

　　▼ 尺寸 vs 效率

　　揚聲器必須足夠大，以控制聲音的去向。小型揚聲器向所有方向輻射聲音。

　　隨著(zhù)揚聲器的尺寸增加，其指向性也隨之提高。指向性控制在所有的音頻系統中都是絕對必要的，而且需要的控制越多，揚聲器也應當更大。這就是其原理。

　　選擇大型揚聲器的另一個(gè)原因是考慮到低頻效率。在許多宗教場(chǎng)所，人們希望系統能在極低頻產(chǎn)生極高的聲壓級。

　　這意味著(zhù)必須讓大量空氣運動(dòng)，這反過(guò)來(lái)需要較大的活塞表面積。如果沒(méi)有大型揚聲器，在大空間中想在低頻獲得高聲壓級是不可能的，人們常常使用多只揚聲器來(lái)實(shí)現。

　　越低的倍頻程需要越多的輻射表面積。如果你想要重放復活節音樂(lè )劇表演時(shí)的雷鳴聲，或者電子風(fēng)琴的低音踏板，最好是準備一個(gè)非常強勁的低頻揚聲器系統。這必須是個(gè)龐大的系統，而且應當置于房間內。

　　▼ 聲音問(wèn)題

　　音響系統許多典型的毛病，如清晰度低、渾濁不清以及糟糕的聲音定位，都可能要歸咎于反射聲。這類(lèi)有害反射聲，大部分是因為要隱藏和掩飾揚聲器而造成的。

　　反射聲是客觀(guān)存在的。我們期望反射聲，利用反射聲，并且需要反射聲。但并不是所有反射都是有益的。音響設計師努力避免兩種反射，一種是來(lái)自離揚聲器很近的物體的反射，另一種是來(lái)自離揚聲器很遠的物體的反射。

　　第一種反射造成聲染色，第二種則造成回聲，從而降低音樂(lè )和語(yǔ)音的清晰度。嘗試掩飾揚聲器總是會(huì )產(chǎn)生早期反射，進(jìn)而改變揚聲器的頻率響應。這包括網(wǎng)罩、布罩以及孔洞，它們都經(jīng)過(guò)精心設計，以在視覺(jué)上顯得更加美觀(guān)。簡(jiǎn)而言之，讓揚聲器更美觀(guān)的措施往往可能讓聲音變得更糟糕。

　　要經(jīng)過(guò)深思熟慮的設計才能讓揚聲器在被掩蓋的同時(shí)仍然有著(zhù)可以接受的表現。與光波不同，如果時(shí)間沒(méi)有對齊，聲波可能會(huì )彼此抵消。但這并不全然是壞事。

　　音響系統設計師利用相長(cháng)和相消干涉來(lái)讓揚聲器陣列實(shí)現所需的覆蓋范圍。好的音響設計師能理解干涉的作用，并且知道如何利用其來(lái)提升系統的性能。

　　讓我們來(lái)看一些從視覺(jué)上降低揚聲器存在感的方法。

　　掩蓋 ——網(wǎng)罩總是會(huì )妨礙聲音。唯一的問(wèn)題是"妨礙的程度"和"是否聽(tīng)得出來(lái)"。

　　我見(jiàn)過(guò)系統設計師花費巨大的代價(jià)，將音響系統的頻響范圍擴展到20 kHz以上，卻將所有東西隱藏在一個(gè)無(wú)法通過(guò)20 kHz以上波段的網(wǎng)罩后面。

　　但即便沒(méi)有網(wǎng)罩，由于空氣吸收的緣故，16 kHz以上的聲音能量也很少有可能傳達到每一位觀(guān)眾，所以在揚聲器前方采用一些織物遮蓋還是可以接受的。

　　織物當然是需要一個(gè)框架的?？蚣鼙绕鹌渲蔚目椢飦?lái)說(shuō)，妨礙作用更大?？蚣軜嫾斨圃斓帽M可能小，最好不要放在系統高頻驅動(dòng)的主要通路上。

　　空腔放置——放置揚聲器的最糟糕位置是在空腔中。揚聲器本身是一個(gè)經(jīng)過(guò)仔細調音的諧振系統。其尺寸、體積以及開(kāi)口都經(jīng)過(guò)認真選擇以產(chǎn)生需要的響應。

　　空腔的本質(zhì)是"箱中之箱"，將給揚聲器的響應帶來(lái)明顯的改變?？紤]到設計揚聲器時(shí)花費的精力，放在隨意大小的空腔中總是會(huì )破壞設計師理想中的響應。

　　網(wǎng)罩布——請勿給網(wǎng)罩布涂色，即使是很薄的一層。涂料會(huì )堵塞聲波通過(guò)的孔洞。如果網(wǎng)罩顏色不對，換掉它。

　　選購合意的網(wǎng)罩布之前，請牢記兩點(diǎn)。網(wǎng)罩布應該是具有聲學(xué)穿透力的，并且應該符合防火安全規定。不幸的是，這些準則將排除你大部分第一選擇。要測試網(wǎng)罩布的可聽(tīng)效果是很簡(jiǎn)單的。

　　只需通過(guò)一臺質(zhì)量可靠的揚聲器聆聽(tīng)一些音樂(lè )和人聲，然后用網(wǎng)罩布樣本將揚聲器覆蓋。你聽(tīng)到的就是測試結果。如果網(wǎng)罩布改變了聲音，不要選用。你會(huì )發(fā)現空氣容易通過(guò)的網(wǎng)罩布產(chǎn)生極低的聲音衰減，是用于掩蓋揚聲器的好選擇。

　　方便維護——遲早會(huì )有修理?yè)P聲器的必要。請在組裝網(wǎng)罩時(shí)記住這一點(diǎn)，它應當可作為單元或模塊面板移除。

　　▼ 回到位置上來(lái)

　　將揚聲器擺在自由空間，旁邊不放置任何物體，可以避免這些聲學(xué)陷阱。有一個(gè)值得注意的例外是超低頻揚聲器，由于其波長(cháng)較長(cháng)，放在房間邊界可以被自然放大。

　　這種擺放方式可以增強超低頻揚聲器的聲音，但若是應用到中高頻揚聲器，會(huì )造成非常糟糕的效果，因為中高頻揚聲器波長(cháng)較短，不能與墻壁、屋頂和其他鄰近表面很好地耦合。一個(gè)折衷的方法是讓工程商給揚聲器和安裝硬件涂色，金屬網(wǎng)罩也涂上薄薄的一層。

　　大多數揚聲器制造廠(chǎng)商可以提供其產(chǎn)品的無(wú)表層版本?？梢栽谙潴w表面上利用貼面板，但請注意隨著(zhù)時(shí)間推移粘合劑會(huì )干掉，使得貼面從天花板上掉落，帶來(lái)危險。

　　功能齊全的房間里，揚聲器并非唯一的添加裝置。其他還包括吊扇、暖通空調通風(fēng)口、燈具、結構梁和支撐柱。沒(méi)有人對它們的存在有疑問(wèn)，也沒(méi)有人真的在意它們是否可見(jiàn)。

　　我們不會(huì )要求建筑師完全隱藏吊扇，或者更甚，要求他們減小吊扇尺寸。對于揚聲器也是同樣的道理。

　　▼ 發(fā)現一個(gè)規律

　　我在音響行業(yè)工作了相當長(cháng)的時(shí)間，發(fā)現在公共空間安裝擴聲系統時(shí)有個(gè)規律。

　　初次設計總是視覺(jué)上可接受但在聲音上不夠好。隨著(zhù)時(shí)間推移系統進(jìn)行升級翻新，最終的系統聲音很棒但揚聲器在視覺(jué)上比較醒目。

　　在一座禮堂中，對聲音的考慮應該最終凌駕于視覺(jué)考慮之上。如同頭戴式話(huà)筒由于其聲音優(yōu)勢而被接受一樣，可見(jiàn)的大型揚聲器也應當如此。

　　擴聲系統的主要組成部分是揚聲器。正如導游為了與一群人溝通會(huì )站在平坦開(kāi)闊的地方一樣，聲音增強系統中的揚聲器如果能夠被看見(jiàn)，則會(huì )發(fā)揮最佳效果。

　　這個(gè)觀(guān)點(diǎn)有助于塑造建筑師和終端用戶(hù)的審美觀(guān)點(diǎn)。"形式服從功能"在這里適用。在一個(gè)場(chǎng)地中，決定音響系統的類(lèi)型和擺放位置時(shí)，應該充分考慮聲音再現時(shí)的音質(zhì)。

　　能夠看見(jiàn)我們聽(tīng)到的聲音是從哪兒發(fā)出來(lái)，是再自然不過(guò)的事。我們之所以有著(zhù)兩只耳朵就是因為能夠在空間中定位聲音。

　　如果揚聲器的選擇與擺放位置僅憑美學(xué)考慮決定，那么要實(shí)現最佳音質(zhì)就幾乎是不可能的。實(shí)際上，如果以"用于聆聽(tīng)之地"這一最主要的功能作為衡量標準，很多房間根本就沒(méi)有達標，只能歸為無(wú)用之地。