1 威尼斯人劇場及聲學(xué)環(huán)境

威尼斯人劇場隸屬澳門威尼斯人酒店，是澳門首個主題演出場館，也是太陽馬戲團(tuán)美洲以外的首個駐場演出場館。如同美國拉斯維加斯威尼斯人酒店Ka Show劇院一樣，該劇場最初是為太陽馬戲團(tuán)Cirque du Soleil駐場劇目《ZAiA》定制而建的。

威尼斯人劇場是秀場，也可作為多功能劇場使用，并不是傳統(tǒng)意義上的音樂廳，共設(shè)有1 852個座位，舞臺、機(jī)械、燈光和音頻系統(tǒng)都相當(dāng)復(fù)雜，是亞洲設(shè)施最完善的演出場館之一，圖1為劇場內(nèi)部情況。

圖1 威尼斯人劇場內(nèi)前視和后視圖

上演《ZAiA》時，以電聲擴(kuò)聲為主，內(nèi)部聲學(xué)環(huán)境為特殊處理的墻壁及軟包座椅，都具有吸聲的特性，有良好的聲學(xué)環(huán)境基礎(chǔ)。2012年2月19日，《ZAiA》結(jié)束駐場演出后，被改造成可以進(jìn)行商業(yè)演出、電影放映等娛樂活動的多功能劇場。

多功能劇場需要適應(yīng)不同的演出類型以及電影放映的需要，其建筑聲學(xué)和電聲系統(tǒng)設(shè)計非常重要。首先要確保足夠大的聲壓級和足夠高的清晰度，使觀眾可以清楚地聽到舞臺上各種聲音的細(xì)節(jié)，這通常需要良好的建筑聲學(xué)設(shè)計或傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲來滿足要求。另外，因音樂風(fēng)格的不同而對劇場混響時間的要求也是不同的，如表1所示，例如對于電聲樂隊來說，需要高語言清晰度和干凈的聲音，這需要混響時間盡量短。為適應(yīng)不同演出需要，大多數(shù)劇場一般用可移動的面板、反聲罩或是可調(diào)整高低的簾幕等物理方法來改變聲場的聲學(xué)特性，以獲得所需要的聲學(xué)環(huán)境。

為了兼顧古典音樂和流行音樂的演出，威尼斯人劇場在2013年安裝了一套“電子聲罩”Constellation系統(tǒng)，采用電聲的方式改變房間聲學(xué)特性，改變劇場內(nèi)的早期反射聲和晚期反射聲，并控制頻響、延時和平衡，從而使近次反射聲增強(qiáng)、延長混響時間，同時混響時間在更大范圍內(nèi)可調(diào)，實現(xiàn)舞臺聲罩的效果。此系統(tǒng)極具創(chuàng)新意義，目前在全球安裝有70多套。

2 Constellation 系統(tǒng)

簡單來說，Active Acoustic（主動聲學(xué)控制）處理聲音的方式分為兩種。

用布置在劇場內(nèi)的傳聲器拾取各點位置的聲音，包括傳聲器拾取揚聲器聲音產(chǎn)生的“固有回授”，經(jīng)處理生成所需要的聲學(xué)環(huán)境，從而改變（延長）混響時間，稱為非并行（non-in-line)或稱再生聲場(regenerative)系統(tǒng)。Constellation使用矩陣式單一特性的混響器，并保持功率隨頻率變化恒定，以保持系統(tǒng)穩(wěn)定。對于每一個頻點混響器是一個酉矩陣。 利用離舞臺最近的傳聲器拾取樂器的原始聲能轉(zhuǎn)化為早期反射聲，稱為并行(in-line)或非再生(non-regenerative)系統(tǒng)。Constellation用非再生系統(tǒng)產(chǎn)生的早期反射聲，來保證由直達(dá)聲到早期反射聲再到晚期混響聲的連續(xù)性。

Constellation系統(tǒng)是非再生和再生（并行或非并行）兩種系統(tǒng)的混合應(yīng)用，其可變混響頻率特性見圖2。核心硬件為D-Mitri數(shù)字音頻控制平臺，Active Acoustic的核心處理器為該系統(tǒng)中的DVRAS模組。

圖2 Constellation系統(tǒng)可變混響頻率特性

3 威尼斯人劇場Constellation系統(tǒng)的構(gòu)成

威尼斯人劇場的傳聲器和揚聲器的布置分為兩部分調(diào)控，分別簡稱為舞臺“聲罩”系統(tǒng)和觀眾席“擴(kuò)聲”系統(tǒng)。

舞臺“聲罩”聲場系統(tǒng)可為音樂家提供所需的聲場環(huán)境，可以調(diào)整早期和晚期反射聲的強(qiáng)度、混響時間、早期反射聲密度和頻響。舞臺上的拾音傳聲器用了12只，采用DPA Model MICCARD緊湊型心形指向電容傳聲器吊裝。拾取的樂器聲音經(jīng)過VRAS處理后，聲音通過32只吊裝的Meyer Sound UPJ揚聲器近距離送給舞臺上的音樂家。同時舞臺上被拾取的這些原始聲能通過VRAS非再生系統(tǒng)處理后生成近次反射聲送到觀眾席“擴(kuò)聲”系統(tǒng)，以建立觀眾與演員的親密感和現(xiàn)場感。這些設(shè)備組成了一個虛擬音樂廳聲罩效果。系統(tǒng)提供了多種可供切換的預(yù)設(shè)值，通過調(diào)整可讓演員和指揮聽起來就像在常規(guī)的音樂廳里演奏一樣，從而保證了聲音的包圍感和演員與指揮之間演奏的默契。 觀眾席“擴(kuò)聲”系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生像音樂廳反射面一樣除直達(dá)聲外的反射聲效果，讓聲音從四面八方傳遞到觀眾席，補(bǔ)充實際被墻面和座椅吸收掉的聲音。其中，頂?shù)鯎P聲器和觀眾席墻壁兩側(cè)的揚聲器各24只，共48只，揚聲器的特性和安裝位置確保了全頻段的聲能還原。觀眾席區(qū)域的拾音傳聲器由16支吊裝在觀眾席上空的DPA Model MIC-CARD傳聲器和32支側(cè)向鵝頸傳聲器組成。這些傳聲器的位置和指向性最大限度地遠(yuǎn)離揚聲器，以獲得足夠的再生聲場的傳聲增益。拾取的聲音經(jīng)VRAS處理形成混響聲一起送到觀眾席揚聲器放出，使舞臺上樂器的直達(dá)聲、近次反射和混響聲在劇場中均勻擴(kuò)散，從而模擬出音樂廳的效果。系統(tǒng)同樣提供了多種參數(shù)及預(yù)設(shè)值可供調(diào)整。

兩部分可各自切換預(yù)設(shè)參數(shù)而互不干涉。

4 Constellation系統(tǒng)在交響音樂會中的使用及調(diào)試

4.1 進(jìn)場前期試聽

進(jìn)場前需要了解劇場聲學(xué)環(huán)境及效果的基本情況。首先，從之前合作過的費城交響樂團(tuán)專業(yè)樂手得到反饋，對威尼斯人劇場的聲場并不滿意。然后，進(jìn)行主觀試聽。

（1）對比Constellation開、關(guān)狀態(tài)下的效果

在Constellation系統(tǒng)處于打開狀態(tài)時，用傳統(tǒng)的清唱和拍手的方式測試場館的聲場，并沒有聽出與一般的音樂廳有所不同。當(dāng)關(guān)掉Constellation系統(tǒng)時，感覺聲音比開啟Constellation系統(tǒng)的狀態(tài)更干。

（2）聽樂團(tuán)現(xiàn)場演奏（看演出）

在樂團(tuán)進(jìn)場排練前，筆者特意要求主辦安排聽一場現(xiàn)場音樂會，以了解劇場內(nèi)聲場均勻度、劇場內(nèi)不同位置的音色差別，并分析成因。

音樂會是由美國The Count Basie Orchestra(貝西伯爵大樂團(tuán))演出的爵士樂。在演出過程中，筆者在劇場的前排、中排、后排等不同區(qū)域進(jìn)行了試聽，Constellation系統(tǒng)帶來的差別很明顯。在前排的VIP區(qū)域，聽到的是以舞臺上迎面而來的直達(dá)聲為主，聲音感覺很真實，聽起來比較自然（就像在音樂廳里聽到的一樣），基本聽不出電聲處理過的痕跡，感覺這里Constellation系統(tǒng)并沒有介入太多，以樂團(tuán)直達(dá)聲為主。在中排走道的位置，能夠感覺到聲音在2 kHz～4 kHz的區(qū)域提升很多，小號和長號的音色比較硬，明顯不如前排溫暖；同時，可以感覺到混響出來了，而且還是比較合適的，大概在1.8 s～2 s。在后排的位置，小號和長號的聲音很尖銳，架子鼓左右吊镲的聲音非常刺耳，整體的音量大了很多，而且聲音刺耳，使人感覺很不舒服；還有平衡問題，自始至終電吉他的聲音基本聽不到，鋼琴的聲音也很弱，但聽得出貝司是經(jīng)過擴(kuò)聲的。

就整體的聽音效果而言，前排VIP區(qū)域的效果相當(dāng)好，中后排的效果不是很理想。其原因是，觀眾席后部離舞臺距離最遠(yuǎn)，直達(dá)聲的衰減比較嚴(yán)重，聲音感覺比較悶，Constellation系統(tǒng)需要介入的增益更高，接近整個系統(tǒng)傳聲增益的極限，工作在回授的邊緣，帶來類似鑲邊效果的金屬音色，失真增大使聲音變得刺耳不自然。

4.2 樂團(tuán)編制配器及演出形式的分析

澳門交響樂團(tuán)的編制如圖3所示，為弦樂、木管、銅管、打擊樂、三管編制。

圖3 澳門交響樂團(tuán)的編制

我方音樂會共有四首曲目，分別是與樂團(tuán)配合的小提琴、大提琴和鋼琴的獨奏及三重奏。

4.3 結(jié)合Constellation系統(tǒng)的擴(kuò)聲設(shè)計方案

根據(jù)觀摩試聽總結(jié)分析原因，結(jié)合樂團(tuán)在舞臺上的擺位， 以及Constellation系統(tǒng)傳聲器吊掛位置，設(shè)計擴(kuò)聲系統(tǒng)。

揚聲器系統(tǒng)在舞臺兩側(cè)每邊各明裝吊掛Meyer Sound的9只Mica下接2只Melodie線陣列揚聲器，Melodie在Mica下面作為近場補(bǔ)聲；超低揚聲器選用700HP，布置在Mica正下方舞臺兩側(cè)，每邊各6只。

揚聲器系統(tǒng)通過MAPP軟件模擬聲場進(jìn)行調(diào)整，為了保證觀眾席再生聲場的聲音自然，不會因過度激勵而形成染色，線陣列揚聲器所覆蓋的區(qū)域避開了Constellation系統(tǒng)在觀眾席布置的傳聲器拾取范圍。由于臺唇內(nèi)部已經(jīng)內(nèi)置了8只UPM揚聲器，經(jīng)整體調(diào)試，擴(kuò)聲系統(tǒng)對觀眾席有了均勻的覆蓋。調(diào)音臺使用Midas XL8，主持人傳聲器采用sennheiser9000系列，結(jié)合Constellation系統(tǒng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)方案如圖4所示。

圖4 結(jié)合Constellation系統(tǒng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)方案

4.4 擴(kuò)聲的拾音方案

根據(jù)試聽的效果，對交響樂團(tuán)的部分樂器進(jìn)行擴(kuò)聲拾音，樂團(tuán)的擺位、Constellation傳聲器吊裝位置和擴(kuò)聲傳聲器的位置見圖5，以保證樂隊整體音響的平衡。

圖5 樂團(tuán)擺位、Constellation傳聲器吊裝位置和增加擴(kuò)聲傳聲器的位置

由于演出的曲目中有獨奏（小提琴、大提琴、鋼琴）、三重奏，所以針對這些獨奏樂器增加了擴(kuò)聲拾音傳聲器。在樂團(tuán)排練過程中，發(fā)現(xiàn)低音提琴（Double Bass）的低音聲部比例太小，聲音不夠飽滿。這是由于舞臺上所有傳聲器都是吊裝，拾音距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致拾取低音聲部的靈敏度很差，所以用AKG C414電容傳聲器對Double Bass聲部進(jìn)行拾音，低音聲部馬上出來了。另外還發(fā)現(xiàn)，豎琴基本聽不到，因為它的發(fā)音孔在琴的后方，位置在靠近舞臺上場口一側(cè)，這樣吊裝的傳聲器很難拾取到，所以對豎琴也增加了拾音傳聲器。

4.5 樂團(tuán)返送與平衡

在排練過程中，舞臺上指揮、獨奏都聽清楚各點的聲音，但樂團(tuán)后部打擊樂手、管樂手提出聽不清舞臺前方獨奏的小提琴、大提琴、鋼琴的聲音。所以，在舞臺側(cè)臺放置了返送揚聲器，放置位置如圖6所示，選用Meyersound CQ-2窄角度揚聲器，覆蓋角度為水平50°、40°，這樣在管樂和打擊樂聲部聽清楚的情況下，防止返送揚聲器的聲音被舞臺上方Constellation吊裝傳聲器拾取到，避免聲場紊亂。

圖6 舞臺兩側(cè)各放置了2只CQ－2作為獨奏送到樂隊中的返送

4.6 被擴(kuò)聲的樂器與Constellation系統(tǒng)的耦合

為了使劇場中后部能夠聽起來清晰自然，并讓被擴(kuò)聲的樂器能自然地融入Constellation的聲場，對被擴(kuò)聲拾音的獨奏樂器的效果進(jìn)行單獨處理，因Midas XL8內(nèi)置混響效果器達(dá)不到所需效果，所以效果器選擇了TC6000，并設(shè)置為大廳混響模式。所有擴(kuò)聲的傳聲器信號進(jìn)入Midas XL8的Dl431分配器進(jìn)行輸入分配，經(jīng)調(diào)音臺處理后輸出到伽利略616處理器，經(jīng)處理后送至揚聲器Mica、Melode、UPM，即通過處理器將調(diào)音臺輸出的信號與Constellation系統(tǒng)中近次反射聲輸出的部分分配信號進(jìn)行混合（見圖4）。

4.7 電聲擴(kuò)聲與Constellation系統(tǒng)的平衡調(diào)整

經(jīng)過Constellation系統(tǒng)的控制軟件CueStation（見圖7）和遙控預(yù)設(shè)（見圖8），以及調(diào)音臺的三重調(diào)整，使演出在一個相對自然的聲場中進(jìn)行。在排練期間，為了對比Constellation系統(tǒng)形成的聲場效果，把整個系統(tǒng)調(diào)整到一個合適的比例時，立即把調(diào)音臺所有的輸出靜音，只聽Constellation系統(tǒng)自己的聲音，感覺樂團(tuán)最前面的獨奏樂器突然不知道哪里去了，而且失去加持的Double Bass低音聲部，使整個樂團(tuán)的聲音變薄了許多，豎琴的細(xì)節(jié)也聽不見了。

圖7 Constellation D-Mitri數(shù)字音頻平臺的遙控界面 可提供多方面的預(yù)設(shè)

圖8 Constellation的遙控控制界面（最終調(diào)試參數(shù)）

CueStation可以完成擴(kuò)聲系統(tǒng)從傳聲器輸入到揚聲器輸出、從設(shè)計到播放所有設(shè)置的調(diào)整，相當(dāng)于數(shù)字調(diào)音臺加媒體矩陣。

5 電子可變混響系統(tǒng)應(yīng)用的探討

Constellation系統(tǒng)是一個主動式聲學(xué)系統(tǒng)，是改變房間聲學(xué)特性的一種輔助方式，并不是傳統(tǒng)的電聲擴(kuò)聲，不會明顯感覺到聲音被過度放大。它的作用是讓音樂家在演出中輕松自如地演奏，讓觀眾在多功能廳也能得到猶如音樂廳般的享受。對于在多功能廳的演出，如果是一般小型的室內(nèi)樂團(tuán)和重奏，通過調(diào)整Constellation系統(tǒng)是可以滿足演出需求的；但如果樂團(tuán)的編制是交響樂團(tuán)，樂器種類比較多，發(fā)聲的物理特性又不相同，就需要采用其他手段加以配合，畢竟與真正的音樂廳的聲場是不一樣的。

5.1 Constellation系統(tǒng)與音樂廳建聲的聲場環(huán)境對比

（1）在良好建聲環(huán)境的音樂廳中，除良好的聲擴(kuò)散和直達(dá)聲外，由舞臺側(cè)面和頂?shù)醯姆绰曮w和擴(kuò)散板形成的近次反射聲和中晚期反射聲起著很大作用，它增強(qiáng)了直達(dá)聲強(qiáng)度、親密感和空間感。Constellation系統(tǒng)是用傳聲器拾取聲音送入D-Mitri，模擬早期和晚期反射聲使它們在場館中耦合，而且還可對舞臺上任何位置和指向的發(fā)聲聲源進(jìn)行自然的聲擴(kuò)散和聲反射。由于Constellation系統(tǒng)依靠吊裝的傳聲器對聲音進(jìn)行“吸收”，用揚聲器進(jìn)行“擴(kuò)散”, 因此，傳聲器本身的指向性，以及對聲源指向、輻射角度、遠(yuǎn)近的不同會產(chǎn)生不同的效果。

假設(shè)所有的揚聲器與傳聲器的頻響平直，且不考慮失真因素，傳聲器拾音的第一步就有些問題，12支心形電容傳聲器分為3列4排均勻吊掛在舞臺上高2.5 m的地方，如圖6所示，這樣遠(yuǎn)距離的拾音對于演奏音量比較大且發(fā)聲指向性向舞臺正上方的樂器來說，拾取靈敏度是比較高的，比如打擊樂的定音鼓、馬林巴等及管樂中的短笛、巴松、大號；但對于音量較小且發(fā)聲指向性向下或側(cè)向的樂器就要差一些，比如黑管、雙簧管、圓號和所有的弦樂。另外，交響樂從弦樂到木管、銅管再到打擊樂是分布在不同高度的平臺上，一般是20 cm、40 cm、60 cm、80 cm。這類原因引起的音量差異可以用Cuestation調(diào)整平衡。

但對于Double Bass（頻率較低）和豎琴（聲音較弱）、發(fā)聲指向性與傳聲器拾音指向性垂直、拾音距離太遠(yuǎn)等樂器聲音很難被舞臺上空的傳聲器良好地拾取 ，導(dǎo)致送到觀眾席固有的近次反射聲能不足；樂器到達(dá)觀眾席的直達(dá)聲太小，導(dǎo)致Constellation系統(tǒng)在觀眾席中生成的混響聲能量也不足。所以，最后采取近距離拾音的方法來解決，通過調(diào)音臺和效果器處理后的聲音和Constellation的近次反射聲利用線陣列揚聲器精準(zhǔn)的投射角度直接送達(dá)觀眾，有效地避開了再生聲場中觀眾席上空的傳聲器，保證觀眾廳的聲場不被過度激勵，達(dá)到了獨奏與交響樂團(tuán)各聲部應(yīng)有的平衡。

（2）音色上，Constellation系統(tǒng)的舞臺傳聲器和觀眾席傳聲器的增益盡量避免調(diào)得過高，以防止因增大聲音引起發(fā)尖等失真現(xiàn)象。由于專業(yè)擴(kuò)聲功率放大電路往往使用比較深度的閉環(huán)負(fù)反饋，瞬態(tài)失真會很明顯，而晶體管過載后產(chǎn)生的是奇次諧波失真，不能與原音色融合，聽起來讓人不愉快[3]。所以，要防止系統(tǒng)工作在回授的邊緣，使系統(tǒng)工作在穩(wěn)定的傳聲增益之內(nèi)；并防止聲染色使聲音保持自然。

（3）視覺上，Constellation系統(tǒng)的揚聲器大部分由體積較大的黑色點聲源揚聲器組成，尤其是舞臺上方以及側(cè)面用鋼絲吊裝多只8英寸UPJ揚聲器在舞臺燈光下感覺不協(xié)調(diào)（見圖9），并擋住了原計劃放在舞臺后方中央的LED高清巨幕，嚴(yán)重影響視覺感觀。最后，只能換成兩塊標(biāo)清小屏幕放在兩側(cè)臺口，舞臺效果呈現(xiàn)大打折扣。

圖9 Constellation系統(tǒng)在舞臺上方吊掛的揚聲器

5.2 Constellation系統(tǒng)與傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲方式對比

在與場館方音響師交流過程中得知，因為剛剛安裝了最新版本的D-Mitri系統(tǒng)，他們也非常希望利用該系統(tǒng)。如果交響樂團(tuán)在沒有采用Constellation系統(tǒng)的情況下，傳統(tǒng)的電聲擴(kuò)聲系統(tǒng)至少需要40多個通道的傳聲器才可滿足整個樂隊的擴(kuò)聲，則傳聲器桿的擺放、線路的安裝及調(diào)試等工作都是讓場館方音響師頭疼的工作。而采用Constellation系統(tǒng)的情況下，會大大降低音響師的工作強(qiáng)度及工作量。

另外，電子可變混響系統(tǒng)與傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲相比，優(yōu)勢在于聲音相對比較自然，可以形成演出需要的聲場環(huán)境，如為這場交響音樂會的演出，為多功能廳營造了音樂廳的聲場環(huán)境；而傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲，在同樣的場館，聲音從前方懸掛在舞臺兩側(cè)的線陣列或矩陣揚聲器放出，給人的感覺是聲音只從前面過來，而不是像音樂廳中除了迎面而來的直達(dá)聲外，還有四面八方的反射聲形成的包圍感。除此之外，傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲所加入的混響是由調(diào)音臺輔助輸出送到處理器后又返回到調(diào)音臺，和樂器聲音一起通過前方舞臺兩側(cè)的同一組揚聲器放出，顯然與音樂廳的近次反射聲和晚期混響聲形成過程完全不同。而Constellation系統(tǒng)充分利用舞臺的直達(dá)聲，經(jīng)過拾取和處理，在合適的位置、合適的時間依次跟隨直達(dá)聲放出早期反射聲和晚期混響聲，調(diào)試得當(dāng)?shù)那闆r下，聽感較傳統(tǒng)電聲擴(kuò)聲更自然。

6 結(jié)語

Constellation系統(tǒng)使多功能劇場的聲場適應(yīng)各類不同演出所需要的聲場，同時可以簡化音響師的工作。如果想達(dá)到比較好的效果，需要因地制宜、演出類型制定適宜的解決方案。