微博

QQ

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进

2009-09-04 靳聪 依马狮视听网


    本文通过在EASE4.1仿真软件中对剧场进行模拟之后对各声学参数进行测算,依此提出理论性改进方案,改进后各声学指标均达到《扩声系统评价标准》,为以后北舞剧场作为音乐剧的主要演出场所提供理论参考依据,并将通过具体实施使方案得到进一步完善。

一、建声设计
    要想得到良好的听音环境,首先要从建声方面进行设计及评价。北京舞蹈学院的小型剧场主要用于对音乐剧的表演进行扩声,其主体结构是规整的长方体,总面积255.75平方米,南北16.5米,东西15.5米,地面至葡萄架高度5.4米,葡萄架至结构顶层(天花板)高度约2米。剧场中后方有可伸缩的活动看台座椅,共5排,每排20座。总宽约12.5米,高约2.6米,深约4.6米。以下是用EASE4.1仿真软件模拟剧场3D图(图1)

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进


表一为北舞剧场所有参加声学运算表面所用建筑材料吸声系数表:
音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进

    有了建筑材料挤房间尺寸等数据,我们可对该剧场的混响时间进行计算。混响 是指声源停止发声后,在声场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声形成的声音“残留”现象。这种残留现象的长短以混响时间来表示。混响时间就是当声源停止发声后,声压级衰减60dB所需的时间,以秒为单位。
    通过EASE软件建模并进行计算,将Desired RT设为1.5s,得出剧场混响时间如图2所示:

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进


    经分析可知,150Hz以下的低频成分混响时间在2s-2.5s之间,超过容差范围,表明房间对于低频段吸声不足。500Hz-1000Hz的中高频成分混响时间低于1.2s,在容差范围之下,说明中高频吸声过量。因此将造成场馆低频较重,声音浑浊。但由于剧场主要以音乐扩音为主,不是以语言扩音为主,所以对语言清晰度的要求不如语言扩声那么严格。一般情况下,以音乐为主的剧场的混响时间应控制在1.5s-2s内,该剧场低频范围混响过大,可能使音色浑浊。
    因此,可以通过更换吸音材料进行改进。经查阅《常用材料吸声系数表》后,采用对低频吸声系数较大、高频吸声系数较小的材料,于是将地板换成5/8″石膏板,观众席地板换成3/16″石棉板后,其改进后的混响时间如图3:   

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进

二、电声设计
    此剧场总容积较小,选用扬声器时数目不是很多,而且扬声器的最大声压级也不大。中置两只扬声器型号MEYERSOUND UPM-1P×2,间距2米,辐射角度是90o×-40o;左右前方两只型号JBL4892-90×2,间距11米,辐射角度是120o×-30.。对于声压级要求不是很高的音乐剧演出,左右两只扬声器可以不开,只需中置两只完全可以覆盖整个观众席。
    我们主要从以下几个方面对剧场的电声设计进行分析
    (1) 总声压级:单个扬声器或集中安装的扬声器阵在距离 处所产生的直达声与混响声之和为总声压级。
    根据EASE4.1仿真软件模拟剧场最大声压级分布得到如图4:
    经计算可知,该剧场平均声压级为107dB,符合我国广播电影电视部颁布的《扩声系统评价标准》(GYJ25-86)中一级音乐扩声系统对最大声压级的要求。如表2:
音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
    虽然满足以上标准,但对于这么小的剧场无需达到如此大的声压级。因此我根据房间尺寸进行了如下改进,扬声器摆放位置及水平、竖直夹角都做了相应调整,如图5:
    改进后的总声压级分布如图6:

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进


    可知其平均声压级为104dB≥103dB,符合《扩声系统评价标准》,亦满足房间尺寸的最适范围。     
    (2) 声场不均匀度:厅堂内(有扩声时)各测量点的稳态声压级的差值。
    剧场听音区最大声压级为114.55dB,最小为100.40dB,差值为14.15dB,远大于上述标准中所给的范围。经改进后,声场不均匀度有所改善,图7-图9分别为改进后的频率依次是100Hz、1000Hz、6300Hz的总声压级分布直方图。[Page]
音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
图7 频率11Hz的总声压级分布直方图

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
图8 频率为1000Hz的总声压级分布直方图

音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
图9 频率为6300Hz的总声压级分布直方图
    由图可知,频率为100Hz时的声压级差值为0.46dB≤10dB,频率为1000Hz时的声压级差值为1.85dB≤8dB,频率为6300Hz的声压级差值为3.37dB≤8dB,符合《厅堂扩音系统声学特性指标》中对音乐扩声系统的一级标准。
    (3) 快速语言传递指数 :测量语言清晰度的一种方法。
    RASTI - 0.9482 - 0.1845ln(Alcons% )
    用EASE4.1仿真软件模拟该剧场的RASTI(快速语言传递指数),其结果如图10:
音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
图10 EASE4.1软件快速语言传递指数频率柱状图
    由图经测算分析可得,该剧场听音区快速语言传递指数最大为0.63,最小为0.502,达到良好标准,但分布不是很均匀。
经改进后,该剧场听音区的快速语言传递指数变为如图11:
音乐剧剧场的音质评价及声扬环境的改进
图11 改进后的EASE4.1软件快速语言传递指数频率柱状图
由图经计算可得,该剧场听音区快速语言传递指数最大为0.595, 最小为0.514,达到良好标准,分布已经比较均匀。

三、总结
    本文通过在建声和电声两个方面分别对北舞音乐剧场进行了理论性改造,使得剧场内混响时间(满场)、总声压级以及辅音清晰度损失率均达到《扩声系统评价标准》,达到一般用来作为音乐扩音系统剧场的标准,而且为音乐剧的现场扩声提供了良好的声学环境。对于之后改进方案的实施还应从可操作性、投入成本、美观程度等方面具体考虑。在今后的实践中,将继续探寻更好的改造方案,深化理论,不断创新。

视听科技视频号 广告
发表评论