解析北京冬奧會(huì)開閉幕式音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、揚(yáng)聲器分布、現(xiàn)場(chǎng)拾音、音樂(lè)同步播放的設(shè)計(jì)思路，闡述設(shè)計(jì)方案實(shí)施中對(duì)聲場(chǎng)、無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的調(diào)整，以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。

　　國(guó)家體育場(chǎng)(鳥巢)因舉辦2008年北京奧運(yùn)會(huì)為人們所深刻記憶，2022年在這里迎來(lái)了第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱：北京冬奧會(huì))及第13屆冬季殘疾人奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱：北京冬殘奧會(huì))開閉幕式，北京成為有史以來(lái)座“雙奧”之城，在綠色、共享、開放、廉潔辦奧理念下，再一次向全世界的人們展現(xiàn)現(xiàn)階段中國(guó)的精神、文明與科技。“雙奧”開閉幕式總導(dǎo)演張藝謀以“一朵雪花的故事”向世界展示了一場(chǎng)空靈、浪漫、現(xiàn)代、科技的開幕式，表達(dá)了“世界大同，天下一家”的主題?？紤]到節(jié)儉辦賽、天氣寒冷、疫情防控等因素，時(shí)長(zhǎng)約100分鐘的冬奧會(huì)開幕式的參演人數(shù)約3000人，比起2008年北京奧運(yùn)會(huì)的15000人大幅縮減，聲光電等技術(shù)的運(yùn)用成為開幕式成功的關(guān)鍵之一。筆者就北京冬奧會(huì)開閉幕式音響系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)及實(shí)施進(jìn)行解析。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的要素

　　北京冬奧會(huì)開閉幕式音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比于其他演出來(lái)說(shuō)，周期更長(zhǎng)，需要考慮的因素和狀況更多。其中，重點(diǎn)因素之一是系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問(wèn)題;還有就是與2008年北京奧運(yùn)會(huì)開閉幕式相比，此次顯著的不同就是在多風(fēng)多雪的冬季舉行儀式，因此另一個(gè)重點(diǎn)因素就是風(fēng)雪低溫的室外環(huán)境對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

　　針對(duì)安全問(wèn)題，音響設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)協(xié)同硬件保障團(tuán)隊(duì)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及設(shè)備選型、安裝兩方面入手。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，主要從系統(tǒng)擴(kuò)聲能量?jī)?chǔ)備、系統(tǒng)傳輸鏈路、前拾音的多重備份、播放系統(tǒng)的冗余、天線的覆蓋布局及集連、與OBS(奧林匹克廣播服務(wù)公司)等機(jī)構(gòu)的合作等多個(gè)方面入手。在設(shè)備選型、安裝方面，安全主要考慮的問(wèn)題有：抗風(fēng)、抗雨雪和抗低溫，設(shè)備安裝涉及到的揚(yáng)聲器重量、吊掛位置的選擇，拾音設(shè)備的選型等。

　　1.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　音響系統(tǒng)以擴(kuò)聲調(diào)音臺(tái)及接口箱所組成的獨(dú)立環(huán)形鏈路為基礎(chǔ)，輸出信號(hào)路由采用光纖傳輸至功率放大器 的星形鏈路，組成環(huán)形加星形的整體系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　現(xiàn)場(chǎng)音源主要是通過(guò)接口箱進(jìn)入調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)的環(huán)形結(jié)構(gòu)中，環(huán)形鏈接內(nèi)的所有調(diào)音臺(tái)能夠共享任一接口箱的輸入音源信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后的音頻信號(hào)，由調(diào)音臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)MADI協(xié)議輸出至光纖矩陣(見圖1)，再由光纖矩陣將輸出信號(hào)傳輸?shù)礁鼽c(diǎn)位接口箱，接口箱轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)分配到全場(chǎng)各個(gè)區(qū)域的功放，如圖2所示。采用光纖傳輸既滿足了調(diào)音臺(tái) 至揚(yáng)聲器系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離傳輸需求，有效防止模擬信號(hào)因長(zhǎng)距離傳輸所造成的信號(hào)衰減。

圖1 MADI光纖矩陣

　　基于系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)了充足的備份鏈路，在環(huán)路中設(shè)立同樣配置的備用調(diào)音臺(tái)，主備調(diào)音臺(tái)并行形成同步操控，環(huán)路中所有的主備音源設(shè)備各自信號(hào)進(jìn)入環(huán)路中不同地址的兩個(gè)接口箱，調(diào)音臺(tái)輸出信號(hào)進(jìn)入主備光纖矩陣，光纖矩陣分別鏈接至16臺(tái)終端接口箱，將光纖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，每個(gè)功放點(diǎn)位放設(shè)兩臺(tái)互為備份的兩臺(tái)終端接口箱，各輸出一路模擬信號(hào)，形成主備2路模擬信號(hào)分別進(jìn)入功放的主備輸入口，這樣組成了完整的輸入部分環(huán)形手拉手系統(tǒng)，輸出部分到各個(gè)功放點(diǎn)位采用雙星形的主備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖2、圖3所示。同時(shí)，就調(diào)音臺(tái)本身而言，其結(jié)構(gòu)為雙引擎網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即每張調(diào)音臺(tái)具備獨(dú)立運(yùn)算能力且實(shí)時(shí)同步的兩個(gè)處理服務(wù)器(兩個(gè)處理引擎)，可實(shí)現(xiàn)處理器之間的無(wú)縫切換。

圖2 系統(tǒng)輸出的主備架構(gòu)

圖3 系統(tǒng)輸入的主備架構(gòu)

　　1.3 揚(yáng)聲器系統(tǒng)

　　觀眾人數(shù)大約為30 000人，少于體育場(chǎng)總座位數(shù)的一半，采取間隔入座方式，分布在四面看臺(tái)六層的大部分區(qū)域，形成密度不高、分布范圍廣的特點(diǎn)。這次揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一特點(diǎn)，開閉幕式流動(dòng)架設(shè)的揚(yáng)聲器近一半選用了國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，頂棚吊掛的揚(yáng)聲器有近一半選用了國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，并終保證了節(jié)目效果的良好呈現(xiàn)。

　　開閉幕式揚(yáng)聲器系統(tǒng)總計(jì)使用近500只揚(yáng)聲器、200臺(tái)功放。在鳥巢頂棚內(nèi)側(cè)沿邊處共計(jì)吊掛了276只揚(yáng)聲器，分為24組，兩組用于舞臺(tái)區(qū)域返送，其余22組均用于覆蓋高層觀眾席。西側(cè)主席臺(tái)和東側(cè)的主要區(qū)域的覆蓋，各由8組12英寸線陣列揚(yáng)聲器，每組數(shù)量為12～16只;南北區(qū)域的覆蓋，各采用3組12英寸線陣列揚(yáng)聲器 ，每組數(shù)量為9只。頂棚揚(yáng)聲器的吊掛見圖4、圖5。

　　為配合節(jié)目設(shè)計(jì)及演出的需要，場(chǎng)內(nèi)的地面返送由24組雙10英寸三分頻線陣列揚(yáng)聲器組成，每組2～3只，其下配置1只雙18英寸超低音揚(yáng)聲器，如圖6所示。為配合在西側(cè)頂棚吊掛的2組對(duì)表演區(qū)域覆蓋的線陣列揚(yáng)聲器，在地面設(shè)置4組雙10英寸三分頻線陣列揚(yáng)聲器，每組2～3只，作為覆蓋場(chǎng)地內(nèi)的返送，但為保持整個(gè)地面設(shè)計(jì)的完整性，整個(gè)場(chǎng)地的演出部位并沒(méi)有可以遮掩放置返送的位置，因此放置于西側(cè)的跑道。主席臺(tái)前沿采用小體積的雙8英寸揚(yáng)聲器，但功率足夠覆蓋到指定范圍，并且便于隱藏。宣誓臺(tái)采用雙6英寸的定制揚(yáng)聲器，如圖7所示，以配合舞美和特殊投射角度的要求。在后舞臺(tái)、表演區(qū)邊緣、出入口以及后臺(tái)區(qū)域，大量使用了單15英寸揚(yáng)聲器進(jìn)行覆蓋。

圖6 場(chǎng)地內(nèi)的返送揚(yáng)聲器

　　值得一提的是，該項(xiàng)目選用的國(guó)產(chǎn)揚(yáng)聲器，均滿足IP55的防塵、防水等要求，且安裝前均放在零下20℃的冷庫(kù)里進(jìn)行了測(cè)試，以適應(yīng)風(fēng)雪、低溫等室外環(huán)境。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格甄選、測(cè)試后的揚(yáng)聲器才安裝到鳥巢，保證了每一只揚(yáng)聲器的使用萬(wàn)無(wú)一失。

　　功率放大器采用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化管理，可以實(shí)時(shí)控制、監(jiān)看所有的揚(yáng)聲器、功率放大器的參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)通過(guò)聲場(chǎng)軟件設(shè)計(jì)好參數(shù)及吊掛角度，確保在覆蓋范圍內(nèi)響度及音色的一致性，在終的設(shè)計(jì)中同一陣列的覆蓋下，聲壓差控制在6 dB(仿真軟件的聲壓差在4 dB內(nèi))之內(nèi)。

　　1.4 現(xiàn)場(chǎng)拾音

　　為保證安全、精準(zhǔn)地拾取各個(gè)環(huán)節(jié)重要講話與滿足文藝演出對(duì)高質(zhì)量聲音與藝術(shù)審美之間平衡的要求，保證傳聲設(shè)備在各種室外環(huán)境下具有出色的頻率響應(yīng)及動(dòng)態(tài)范圍，保證萬(wàn)無(wú)一失，提前半年對(duì)各種傳聲器進(jìn)行了紛繁復(fù)雜的測(cè)試。對(duì)于拾音方案的設(shè)計(jì)，在每個(gè)環(huán)節(jié)都采用無(wú)線與有線傳聲器相互備份的拾音方式，傳輸方式使用了模擬、光纖和多路無(wú)線并行的傳輸方式，充分保障了各個(gè)環(huán)節(jié)的聲音質(zhì)量和安全性。

　　開幕式有三個(gè)重要的語(yǔ)言拾音環(huán)節(jié)，分別是中華人民共和國(guó)主席宣布開幕，北京冬奧組委主席和奧委會(huì)主席致辭，運(yùn)動(dòng)員、裁判員、教練員宣誓。

　　在國(guó)家主席宣布開幕的環(huán)節(jié)中，共有4支有線傳聲器進(jìn)行拾音，如圖8所示。其中，2路傳聲器信號(hào)采用互為備份的有線方式傳輸，另外2路傳聲器信號(hào)至數(shù)字無(wú)線發(fā)射機(jī)以頻率分集接收進(jìn)行無(wú)線傳輸，2路無(wú)線傳輸之間同樣互為備份，實(shí)現(xiàn)了四備份，確保安全。之所以選擇這個(gè)傳聲器，多重測(cè)試證明其在低溫環(huán)境下能保證高靈敏度、高動(dòng)態(tài)范圍及超心形指向的特性，其在低零下10℃時(shí)仍然保持傳聲器的可靠性。

　　北京冬奧組委主席和奧委會(huì)主席致辭使用2支雙拾音頭鵝頸電容傳聲器，并帶可自由調(diào)節(jié)高度的傳聲器桿，每支含有2個(gè)拾音頭，如圖9所示。2支雙路鵝頸傳聲器各自進(jìn)入無(wú)源音分，以4路音頻信號(hào)進(jìn)行傳輸，同樣采用上述2路有線、2路無(wú)線的四備份方式傳輸至系統(tǒng)接口箱。

圖9 北京冬奧組委主席和奧委會(huì)主席致辭使用的雙拾音頭鵝頸電容傳聲器

　　運(yùn)動(dòng)員、裁判員、教練員宣誓環(huán)節(jié)共有4位宣誓代表，現(xiàn)場(chǎng)使用了8支MK41有線電容傳聲器，如圖10所示，分為4組進(jìn)行拾音，每組2支互為主備，另有1支無(wú)線傳聲器領(lǐng)夾無(wú)線傳聲器綁在電容傳聲器桿進(jìn)行隱藏安裝，并使用Y型線進(jìn)入2個(gè)ADX1腰包發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號(hào)回傳，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳聲器雙備份。出于防疫要求，現(xiàn)場(chǎng)音響人員不能近距離給4位宣誓佩戴無(wú)線傳聲器，選擇使用定做的可控升降傳聲器桿，可遠(yuǎn)距離控制傳聲器升降，傳聲器桿帶有高度記憶功能，可實(shí)現(xiàn)傳聲器高度精準(zhǔn)定位。這4組傳聲器的使用位置位于體育場(chǎng)南側(cè)國(guó)旗桿附近，距離控制臺(tái)有將近300 m的距離，使用模擬線路傳輸會(huì)有很大的衰減，另外還有來(lái)自大屏幕的干擾，因此此處信號(hào)回傳至調(diào)音臺(tái)接口箱采用了一條專門定制的模擬線纜，增加屏蔽層，以保證安全；另外一種信號(hào)回傳方式，采用一臺(tái)帶話放功能的數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備，除提供近距離對(duì)傳聲器供電外，將光纖信號(hào)并入光纖網(wǎng)絡(luò)中，再經(jīng)矩陣傳回至調(diào)音臺(tái)。

圖10 宣誓環(huán)境使用的MK41有線電容傳聲器

　　對(duì)于無(wú)線傳輸路由的設(shè)計(jì)，天線接收方案設(shè)計(jì)了4組指向性天線進(jìn)行信號(hào)接收，分別架設(shè)在國(guó)家體育場(chǎng)四層及一層看臺(tái)，四層看臺(tái)放置的螺旋天線用于主舞臺(tái)無(wú)線信號(hào)覆蓋，一層看臺(tái)架設(shè)的天線用于接收國(guó)旗桿附近使用的無(wú)線設(shè)備，包括運(yùn)動(dòng)員宣誓環(huán)節(jié)、合唱隊(duì)等使用的無(wú)線傳聲器，如圖11所示。射頻傳輸鏈路采用了A+B路進(jìn)行獨(dú)立信號(hào)合并與分配，現(xiàn)場(chǎng)使用了4臺(tái)射頻矩陣合并器和2臺(tái)天線分配器。其中，2臺(tái)射頻矩陣合并器放置于一層，用于接收合并來(lái)自國(guó)旗桿附近無(wú)線設(shè)備的天線信號(hào)，再傳輸至四層設(shè)備機(jī)房;來(lái)自四層的天線信號(hào)則直接進(jìn)入位于設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)的2臺(tái)射頻合并器進(jìn)行信號(hào)合并，射頻合并器根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，選擇開關(guān)不同區(qū)域的接收天線，來(lái)檢測(cè)各個(gè)區(qū)域的射頻信號(hào)覆蓋情況和掃描單個(gè)區(qū)域干擾信號(hào)與接收信號(hào)強(qiáng)度。由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線傳聲器、IEM耳返信號(hào)覆蓋范圍大，系統(tǒng)搭建時(shí)使用的天線饋線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在前期施工時(shí)，對(duì)所需鋪設(shè)的每一條射頻饋線的信號(hào)衰減值進(jìn)行了測(cè)試，據(jù)此在系統(tǒng)設(shè)置中進(jìn)行相應(yīng)的增益補(bǔ)償。

圖11 無(wú)線傳輸路由

　　1.5 現(xiàn)場(chǎng)音頻同步播放系統(tǒng)

　　音樂(lè)播放貫穿整個(gè)開閉幕式所有環(huán)節(jié)，開幕式從開場(chǎng)到結(jié)束共計(jì)18個(gè)音樂(lè)場(chǎng)景，閉幕式共計(jì)30個(gè)音樂(lè)場(chǎng)景。同時(shí)，音樂(lè)播放是整個(gè)開閉幕式的重要環(huán)節(jié)，在音樂(lè)播放的同時(shí)，還需要給燈光、舞臺(tái)機(jī)械、大屏等其他系統(tǒng)發(fā)送對(duì)應(yīng)的時(shí)間碼，從而使音樂(lè)、燈光、舞美達(dá)到完美的聯(lián)動(dòng)效果，因此，音樂(lè)播放系統(tǒng)的安全性會(huì)關(guān)乎整個(gè)開閉幕式的成敗，由此對(duì)音樂(lè)播放系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。而OBS對(duì)音頻制作有固定格式要求，音頻制作格式采用2.0立體聲+5.1.4三維聲。

　　為實(shí)現(xiàn)多通道播放、主備系統(tǒng)冗余、同步時(shí)碼的需求，音樂(lè)播放系統(tǒng)選擇使用控制主機(jī)、播放器及QLAB播放軟件、Dante制式的虛擬聲卡，如圖12所示，可實(shí)現(xiàn)多種格式的傳輸轉(zhuǎn)換，滿足上述需求。

圖12 音樂(lè)播放系統(tǒng)架構(gòu)

　　為了保證音樂(lè)播放系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)中使用了4臺(tái)搭載播放軟件的音頻工作站作為播放器，分2組聯(lián)動(dòng)，通過(guò)虛擬聲卡輸出音頻信號(hào)。其中，每2臺(tái)為一組進(jìn)入到同一臺(tái)具有IP轉(zhuǎn)基帶功能以及自動(dòng)冗余切換路由功能的EXBOX.MD接口轉(zhuǎn)換器中，信號(hào)由電腦虛擬聲卡經(jīng)Dante到EXBOX.MD轉(zhuǎn)成MADI信號(hào)，通過(guò)AD 2.XT轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后進(jìn)入接口箱;同時(shí)，另一組2臺(tái)播放器通過(guò)相同的方式進(jìn)入一臺(tái)不同地址的備份接口箱中，實(shí)現(xiàn)音頻播放的四重切換。值得稱道的是，EXBOX.MD所采用的增強(qiáng)型自動(dòng)冗余切換(EARS)技術(shù)，可將導(dǎo)頻信號(hào)添加到播放器的Dante通道上，EXBOX.MD自動(dòng)監(jiān)測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到播放器導(dǎo)頻信號(hào)丟失后，系統(tǒng)可以在1/48 ms內(nèi)基本無(wú)縫切換至另一臺(tái)播放器，從而大限度保障音頻播放系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　二、方案實(shí)施的難點(diǎn)及解決方案

　　2.1 聲場(chǎng)的設(shè)計(jì)

　　鳥巢的混響時(shí)間以及本次開幕式所要求的全場(chǎng)覆蓋給音響設(shè)計(jì)帶來(lái)了不少挑戰(zhàn)。鳥巢是全世界少數(shù)考慮到吸聲的露天體育場(chǎng)，它有兩層帶孔的膜結(jié)構(gòu)，分別是固定于鋼結(jié)構(gòu)上弦的透明ETFE膜和固定于下弦的PTFE膜，下層的膜具有一定的吸聲作用，場(chǎng)館混響時(shí)間的設(shè)計(jì)值在5 s左右。但從2008年投入使用至今，由于吸聲孔被灰塵堵塞得越來(lái)越嚴(yán)重，鳥巢的混響時(shí)間變得更長(zhǎng)了。在這一條件下如何保持語(yǔ)言的清晰度是音響設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。

　　針對(duì)這一問(wèn)題，利用仿真軟件構(gòu)建國(guó)家體育場(chǎng)的細(xì)節(jié)模型，結(jié)合揚(yáng)聲器官方數(shù)據(jù)建立揚(yáng)聲器分布安裝方案模型，模擬出聲場(chǎng)覆蓋、聲壓等信息，如圖13所示，確保聲場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)均勻覆蓋。在終的實(shí)施過(guò)程中，在模擬設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上又增加了揚(yáng)聲器及配套功率放大器 ，主要原因在于：是經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，國(guó)家體育場(chǎng)的反射聲能量過(guò)大;第二是希望盡可能讓所有觀眾聽到直達(dá)聲，擁有更佳的動(dòng)態(tài)范圍。因此，增加線陣列組讓系統(tǒng)有更多的聲能裕量，保障整體聲壓的同時(shí)，有更多的直達(dá)聲，聲音更加清晰。

圖13 聲場(chǎng)覆蓋仿真

　　2.2 揚(yáng)聲器系統(tǒng)的選用和安裝

　　北京冬奧會(huì)舉辦期間，北京低溫可接近-20℃，還伴隨有大風(fēng)以及雨雪天氣，而國(guó)家體育場(chǎng)是露天場(chǎng)館，惡劣的天氣和環(huán)境對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和施工帶來(lái)了諸多限制因素。所以對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的選用，一方面嚴(yán)格篩選技術(shù)參數(shù)與性能符合要求的產(chǎn)品，另一方面合理設(shè)計(jì)規(guī)劃揚(yáng)聲器的安裝。

　　為了適應(yīng)室外環(huán)境，揚(yáng)聲器系統(tǒng)均滿足防水防塵等IP55。為應(yīng)對(duì)大風(fēng)天氣，對(duì)每組揚(yáng)聲器的吊掛通過(guò)軟件進(jìn)行受力計(jì)算，計(jì)算出每一只揚(yáng)聲器的每一個(gè)插銷的受力和拉伸力重量，據(jù)此設(shè)計(jì)出充足的揚(yáng)聲器系統(tǒng)吊掛安全系數(shù)，并定制專門的吊掛件，在每一個(gè)吊架、電動(dòng)葫蘆及單個(gè)揚(yáng)聲器上都做了獨(dú)立的安全措施，從物理層面上確保揚(yáng)聲器的吊掛安全性，如圖14所示，并防止揚(yáng)聲器組因大風(fēng)出現(xiàn)隨風(fēng)擺動(dòng)的情況。安裝完成后對(duì)每個(gè)吊掛部件均進(jìn)行了受力測(cè)試，限受力超過(guò)需受力承重的兩倍以上，吊掛的揚(yáng)聲器系統(tǒng)在七疾風(fēng)的作用下也僅有小幅度擺動(dòng)。

圖14 揚(yáng)聲器的吊掛

　　低溫天氣對(duì)于系統(tǒng)性能有大的負(fù)面影響，為了保證功率放大器在低溫天氣下仍能良好運(yùn)行，為各處的功率放大器點(diǎn)位設(shè)計(jì)了保溫棚，并采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)棚內(nèi)溫度和濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)功放管理軟件對(duì)功率放大器的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保障整套揚(yáng)聲器系統(tǒng)的正常工作。

　　2.3 系統(tǒng)調(diào)試

　　低溫多變的天氣讓系統(tǒng)調(diào)試變得非常困難，現(xiàn)場(chǎng)選用了P1測(cè)量平臺(tái)和Smaart軟件雙重監(jiān)控，如圖15所示，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行頻響曲線和延時(shí)相位的調(diào)整。

圖15 P1測(cè)量平臺(tái)和Smaart軟件

　　在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)觀眾席劃分為三個(gè)區(qū)域，分別是一層觀眾區(qū)、主席臺(tái)區(qū)域與高層觀眾區(qū)。一層觀眾區(qū)域是由地面揚(yáng)聲器與吊掛揚(yáng)聲器共同覆蓋，需要處理二者之間的延時(shí)差。高層觀眾區(qū)域主要調(diào)整揚(yáng)聲器的整體均勻度與揚(yáng)聲器之間的銜接的延時(shí)。主席臺(tái)區(qū)域則相對(duì)復(fù)雜，該區(qū)域由地面揚(yáng)聲器、吊掛揚(yáng)聲器與主席臺(tái)補(bǔ)聲揚(yáng)聲器共同覆蓋，需要處理好這三部分之間的比例與延遲關(guān)系，否則將會(huì)出現(xiàn)嘯叫等嚴(yán)重問(wèn)題，通過(guò)測(cè)量結(jié)合距離計(jì)算，得出延時(shí)值，輸入到系統(tǒng)中。

　　國(guó)家體育場(chǎng)的聲學(xué)環(huán)境較為復(fù)雜，由于它的頂部設(shè)計(jì)采用了橢圓形半閉合型結(jié)構(gòu)，造成定向反射聲較大，特別是低頻聲。同時(shí)，由于室外環(huán)境的多變，有諸多的不確定因素如空氣濕度的變化、晝夜較大的溫差等，這些均會(huì)對(duì)聲音的頻響產(chǎn)生影響，導(dǎo)致聽音效果的不確定性。在排演過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，溫濕度變化導(dǎo)致高頻吸收變化引起場(chǎng)內(nèi)擴(kuò)聲頻率響應(yīng)發(fā)生變化，因此，對(duì)整體揚(yáng)聲器的頻響曲線使用FIR調(diào)整，配合調(diào)音臺(tái)上用EQ以及多段壓縮的修正，以解決由于溫度變化所帶來(lái)的系統(tǒng)聲音變化。

　　2.4 頻率規(guī)劃和無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的應(yīng)用

　　北京冬奧會(huì)開閉幕式現(xiàn)場(chǎng)頻率規(guī)劃方案與以往的演出類節(jié)目不同之處在于，需要經(jīng)過(guò)工信部、奧組委、無(wú)線管理委員會(huì)審批，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)不僅有開幕式音響團(tuán)隊(duì)的無(wú)線設(shè)備，還有多個(gè)國(guó)家電視臺(tái)、OBS團(tuán)隊(duì)的轉(zhuǎn)播無(wú)線設(shè)備、ENG(電子新聞采編)設(shè)備，以及國(guó)家體育場(chǎng)周邊的無(wú)線設(shè)備等在同時(shí)使用。這就需要對(duì)場(chǎng)內(nèi)所用無(wú)線設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的頻率規(guī)劃與管理，更有效地利用無(wú)線頻譜資源。

　　在無(wú)線管理委員會(huì)的協(xié)助下，現(xiàn)場(chǎng)音響團(tuán)隊(duì)全力支持開幕式無(wú)線頻率規(guī)劃的整體方案，對(duì)審批的無(wú)線頻點(diǎn)進(jìn)行全天候監(jiān)控與優(yōu)化，避讓開700 MHz以上用于5G傳輸?shù)臒o(wú)線頻率段，以及奧運(yùn)會(huì)各國(guó)家轉(zhuǎn)播團(tuán)隊(duì)使用的無(wú)線頻點(diǎn)，為現(xiàn)場(chǎng)的多通道無(wú)線傳聲器系統(tǒng)設(shè)置部署了安全的頻點(diǎn)。

　　對(duì)于無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)使用了多通道數(shù)字調(diào)制技術(shù)，可有效節(jié)約頻譜資源，做到等間距布置頻點(diǎn)，在有限的頻譜資源空間內(nèi)，避讓開特定外部頻率干擾，并結(jié)合遠(yuǎn)程控制、干擾檢測(cè)與規(guī)避功能，做到當(dāng)頻率干擾發(fā)生時(shí)，自動(dòng)切換至備用頻率使用，聲音無(wú)任何中斷。同時(shí)，數(shù)字無(wú)線傳聲器系統(tǒng)在音質(zhì)方面較模擬無(wú)線系統(tǒng)更清晰，獲得較好的音頻動(dòng)態(tài)范圍、頻率響應(yīng)，音頻信號(hào)無(wú)壓縮。

　　對(duì)于無(wú)線頻譜的監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)了2臺(tái)頻譜管理器，一臺(tái)用于備份頻率的儲(chǔ)備，便于發(fā)生頻率干擾時(shí)及時(shí)調(diào)用備份頻率，另一臺(tái)用于在鳥巢進(jìn)行24小時(shí)全天候頻譜掃描工作。在無(wú)線信號(hào)監(jiān)聽方面，為滿足監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)射頻環(huán)境，以及監(jiān)聽每一個(gè)無(wú)線傳聲器通道音頻狀態(tài)的需求，演出現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)了Wireless Workbench頻譜管理基站及Wavetool無(wú)線監(jiān)聽基站，這一組合既可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品牌無(wú)線傳聲器進(jìn)行射頻信號(hào)強(qiáng)度、電池電量信息等關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線音頻信號(hào)監(jiān)聽的功能，Wavetool監(jiān)聽工作站采用Dante網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸方式，可以做到簡(jiǎn)約、高效地監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的所有信號(hào)。

圖16 無(wú)線頻譜、無(wú)線信號(hào)的監(jiān)測(cè)

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　張藝謀導(dǎo)演說(shuō)“浪漫、唯美、現(xiàn)代”是整場(chǎng)演出的美學(xué)立腳點(diǎn)，而有了可靠的技術(shù)支撐以及所有演職人員的全力付出，所有的“美”得以完整、有效的呈現(xiàn)，整個(gè)音響團(tuán)隊(duì)正是其中不可或缺的一環(huán)。

　　音響團(tuán)隊(duì)能夠安全、順利地保障北京冬奧會(huì)開閉幕式的圓滿成功，源于音響團(tuán)隊(duì)成員的辛勤努力，由專家顧問(wèn)成員、設(shè)備提供商技術(shù)總監(jiān)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)執(zhí)行組成的百余人隊(duì)伍圓滿的完成了開閉幕式音響設(shè)計(jì)與實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)強(qiáng)大的集成控制功能，分區(qū)靈活的適用性，以及穩(wěn)定、冗余的安全性。

　　選自 2022年《演藝科技 冬奧特刊》 鐘繼華《北京冬奧會(huì)開閉幕式音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施》。轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注：演藝科技傳媒。更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱《演藝科技 冬奧特刊》。

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