1 威尼斯人劇場及聲學環(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，共設有1 852個座位，舞臺、機械、燈光和音頻系統(tǒng)都相當復雜，是亞洲設施最完善的演出場館之一，圖1為劇場內部情況。

圖1 威尼斯人劇場內前視和后視圖

上演《ZAiA》時，以電聲擴聲為主，內部聲學環(huán)境為特殊處理的墻壁及軟包座椅，都具有吸聲的特性，有良好的聲學環(huán)境基礎。2012年2月19日，《ZAiA》結束駐場演出后，被改造成可以進行商業(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不同的演出類型以及電影放映的需要，其建筑聲學和電聲系統(tǒng)設計非常重要。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節(jié)，這通常需要良好的建筑聲學設計或傳統(tǒng)電聲擴聲來滿足要求。另外，因音樂風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、反聲罩或是可調整高低的簾幕等物理方法來改變聲場的聲學特性，以獲得所需要的聲學環(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特性，改變劇場內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、延長混響時間，同時混響時間在更大范圍內可調，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（主動聲學控制）處理聲音的方式分為兩種。

用布置在劇場內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生的“固有回授”，經處理生成所需要的聲學環(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)產生的早期反射聲，來保證由直達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)的構成

威尼斯人劇場的傳聲器和揚聲器的布置分為兩部分調控，分別簡稱為舞臺“聲罩”系統(tǒng)和觀眾席“擴聲”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，可以調整早期和晚期反射聲的強度、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“擴聲”系統(tǒng)，以建立觀眾與演員的親密感和現(xiàn)場感。這些設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設值，通過調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“擴聲”系統(tǒng)的作用是產生像音樂廳反射面一樣除直達聲外的反射聲效果，讓聲音從四面八方傳遞到觀眾席，補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聲、近次反射和混響聲在劇場中均勻擴散，從而模擬出音樂廳的效果。系統(tǒng)同樣提供了多種參數(shù)及預設值可供調整。

兩部分可各自切換預設參數(shù)而互不干涉。

4 Constellation系統(tǒng)在交響音樂會中的使用及調試

4.1 進場前期試聽

進場前需要了解劇場聲學環(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，進行主觀試聽。

（1）對比Constellation開、關狀態(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。當關掉Constellation系統(tǒng)時，感覺聲音比開啟Constellation系統(tǒng)的狀態(tài)更干。

（2）聽樂團現(xiàn)場演奏（看演出）

在樂團進場排練前，筆者特意要求主辦安排聽一場現(xiàn)場音樂會，以了解劇場內聲場均勻度、劇場內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)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，以樂團直達聲為主。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，但聽得出貝司是經過擴聲的。

就整體的聽音效果而言，前排VIP區(qū)域的效果相當好，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，直達聲的衰減比較嚴重，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 樂團編制配器及演出形式的分析

澳門交響樂團的編制如圖3所示，為弦樂、木管、銅管、打擊樂、三管編制。

圖3 澳門交響樂團的編制

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

4.3 結合Constellation系統(tǒng)的擴聲設計方案

根據(jù)觀摩試聽總結分析原因，結合樂團在舞臺上的擺位， 以及Constellation系統(tǒng)傳聲器吊掛位置，設計擴聲系統(tǒng)。

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

揚聲器系統(tǒng)通過MAPP軟件模擬聲場進行調整，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。由于臺唇內部已經內置了8只UPM揚聲器，經整體調試，擴聲系統(tǒng)對觀眾席有了均勻的覆蓋。調音臺使用Midas XL8，主持人傳聲器采用sennheiser9000系列，結合Constellation系統(tǒng)的擴聲系統(tǒng)方案如圖4所示。

圖4 結合Constellation系統(tǒng)的擴聲系統(tǒng)方案

4.4 擴聲的拾音方案

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

圖5 樂團擺位、Constellation傳聲器吊裝位置和增加擴聲傳聲器的位置

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聲拾音傳聲器。在樂團排練過程中，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，拾音距離過遠導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，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 舞臺兩側各放置了2只CQ－2作為獨奏送到樂隊中的返送

4.6 被擴聲的樂器與Constellation系統(tǒng)的耦合

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

4.7 電聲擴聲與Constellation系統(tǒng)的平衡調整

經過Constellation系統(tǒng)的控制軟件CueStation（見圖7）和遙控預設（見圖8），以及調音臺的三重調整，使演出在一個相對自然的聲場中進行。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)調整到一個合適的比例時，立即把調音臺所有的輸出靜音，只聽Constellation系統(tǒng)自己的聲音，感覺樂團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，使整個樂團的聲音變薄了許多，豎琴的細節(jié)也聽不見了。

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

圖8 Constellation的遙控控制界面（最終調試參數(shù)）

CueStation可以完成擴聲系統(tǒng)從傳聲器輸入到揚聲器輸出、從設計到播放所有設置的調整，相當于數(shù)字調音臺加媒體矩陣。

5 電子可變混響系統(tǒng)應用的探討

Constellation系統(tǒng)是一個主動式聲學系統(tǒng)，是改變房間聲學特性的一種輔助方式，并不是傳統(tǒng)的電聲擴聲，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樂團和重奏，通過調整Constellation系統(tǒng)是可以滿足演出需求的；但如果樂團的編制是交響樂團，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，除良好的聲擴散和直達聲外，由舞臺側面和頂?shù)醯姆绰曮w和擴散板形成的近次反射聲和中晚期反射聲起著很大作用，它增強了直達聲強度、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)聲聲源進行自然的聲擴散和聲反射。由于Constellation系統(tǒng)依靠吊裝的傳聲器對聲音進行“吸收”，用揚聲器進行“擴散”, 因此，傳聲器本身的指向性，以及對聲源指向、輻射角度、遠近的不同會產生不同的效果。

假設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、拾音距離太遠等樂器聲音很難被舞臺上空的傳聲器良好地拾取 ，導致送到觀眾席固有的近次反射聲能不足；樂器到達觀眾席的直達聲太小，導致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的投射角度直接送達觀眾，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，達到了獨奏與交響樂團各聲部應有的平衡。

（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)擴聲功率放大電路往往使用比較深度的閉環(huán)負反饋，瞬態(tài)失真會很明顯，而晶體管過載后產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；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（見圖9），并擋住了原計劃放在舞臺后方中央的LED高清巨幕，嚴重影響視覺感觀。最后，只能換成兩塊標清小屏幕放在兩側臺口，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)。如果交響樂團在沒有采用Constellation系統(tǒng)的情況下，傳統(tǒng)的電聲擴聲系統(tǒng)至少需要40多個通道的傳聲器才可滿足整個樂隊的擴聲，則傳聲器桿的擺放、線路的安裝及調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度及工作量。

另外，電子可變混響系統(tǒng)與傳統(tǒng)電聲擴聲相比，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)電聲擴聲，在同樣的場館，聲音從前方懸掛在舞臺兩側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)電聲擴聲所加入的混響是由調音臺輔助輸出送到處理器后又返回到調音臺，和樂器聲音一起通過前方舞臺兩側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聲，經過拾取和處理，在合適的位置、合適的時間依次跟隨直達聲放出早期反射聲和晚期混響聲，調試得當?shù)那闆r下，聽感較傳統(tǒng)電聲擴聲更自然。

6 結語

Constellation系統(tǒng)使多功能劇場的聲場適應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。