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有哪些典型电声可变混响系统都

日期:2016/1/25 来源:中国演艺科技网

1认知不同形式的电声可变混响系统

利用电声的方法实现室内声学可变的实用系统源于20世纪50年代。电声可变混响系统自问世以来,伴随科学技术的发展与进步(特别是电子技术的迅猛发展),从开始的实验装置发展到完善的系统设备,已在国际上许多发达国家的剧院尤其是多功能剧场中得到了较广泛的应用。认知不同形式的电声可变混响系统表1中列举了国际上不同时期出现的十几种具有代表性的电声可变混响系统,它们的“机理”(含专利算法)以及系统的构成各不相同,所有这些系统都可以用归一化系统框图来表示。

有哪些典型电声可变混响系统都效果图

有哪些典型电声可变混响系统都效果图

归一化系统框图

2 典型电声可变混响系统简介

2.1 受援共振(AR)系统

受援共振(Assisted Resonance)系统是由Parkin和Morgan于1964年为改进伦敦英国皇家节日音乐厅的音质(主要是增加厅内低频的混响时间)而研发的多通道混响系统。AR系统基本上是一个“窄带”系统,每个声道包括一个用声共振器( 亥姆霍茨共振器) 调谐于某个窄频带的电容传声器、移频器、20 W功率放大器和扬声器;在58 Hz~700 Hz的频率范围内共使用了172个声道。

AR系统由开始的一种实验装置经过随后几年的不断改进与完善,最终成了永久性的系统设备,它成为多声道电声系统使用时间最长的一个成功案例。后来在美国一些新建的音乐厅(如York,Concord和Scottsdale等)也采用了AR系统,只是在通道数上有所减少。

2.2 多通道混响( MCR )系统

荷兰飞利浦公司的Franssen于20世纪60年代提出了通过一系列“传声器-扬声器独立宽带声道”,可以显著增加室内混响时间。多通道混响 ( Multiple-Channel Reverberation)系统就是Franssen理论的商业化实现。MCR系统实际应用有二十余年的历史,当时在欧洲许多国家新建或改造的多功能会议大厅、多功能剧场和音乐厅等场所得到了较广泛的使用。

MCR系统是以扩散场为对象,因而传声器布置在观众厅内不直接拾取舞台上的信号。每个扬声器和每个传声器之间的距离均处于厅堂混响半径之外(特别是同声道的传声器),这样可以使各声道间的相关性最小,总放大量就是各声道放大量之和(能量之和)。系统中要严格控制每个声道的回路增益,以确保系统的稳定性和声音的自然感。

有哪些典型电声可变混响系统都效果图

应用MCR系统的里昂音乐厅演奏台

2.3 声控制系统(ACS)

声控制系统(AcousticControl System)是20世纪80年代由荷兰ACS公司与荷兰Delft大学共同合作开发的电声声场控制系统。据不完全统计,截止到2005年,ACS已在世界各地的50余处剧院、多功能剧场、大学礼堂、议会大厅和教堂等场所应用。

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应用ACS系统的美国加州大峡谷学院剧场

ACS是以直达声场为对象,因而传声器布置在舞台口上方直接拾取舞台上的信号,利用原信号与系统脉冲响应的卷积来附加混响。每支指向性传声器“负责”拾取舞台上或乐池的一部分信号,通常1支传声器覆盖5 ㎡~10 ㎡的舞台面积。每支传声器拾取的信号经处理后由矩阵器分配给各通道。

2.4 可变室内声学系统(VRAS)

可变室内声学系统(Variable RoomAcoustics Systems)是1993年由新西兰M.A.Pol e t t i提出的,后经美国LCS(LEVEL CONTROL SYSTEMS)公司研发生产的。2005年被美国 Meyer 公司收购,VRAS 改名为“Constellation”。

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应用VRAS捷克布拉格议会中心观众厅

VRAS最基本的是“耦合房间”─ 电声耦合的理念,其核心是以一个专门设计制作具有单一性质的“数字式电子混响器”代替“真实的耦合空间”。数字声频信号处理器主要包括有:输入交叉耦合矩阵,多通道混响器,反馈交叉耦合矩阵,输出交叉耦合矩阵。这种新型的非直连式系统与以前的系统相比,可自然地控制局部和整体室内声学特征,系统的混响增益与响度增益无关,能更好地抑制可能出现的声染色以获得高质量的声音重放。

2.5 电子声学优化(E-coustic )系统

1988年,David Griesinger和Steve Barbar提出了“通过时变人工混响改进室内声学”,电子声学优化系统就是以此理论为基础的,当时已成功设计和集成了用于声学优化的组件和系统。1995年LARES公司成立,对此系统在软、硬件方面不断的改进和完善,形成了今天全新的第三代声学处理技术。

E-coustic 系统采用了全新的数字处理平台即“独立时变混响器”),并结合神经科学和声学领域的研究成果(声音品质与人类感知的相互关系)推导出新的声学算法,可以精确模拟出“房间”所有的关键声学参数。时变混响器能够在房间传递函数中拓宽谐振峰,从而直接为系统额外增加至少6 dB的稳定性。

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独立时变通道示意图

E-coustic 系统中最主要的硬件部分是全新的 MainframeIII (声学处理器)和 Matrix (矩阵)处理器,它们提供了具有极其灵活性的声学处理能力的系统。Mainframe III有4个独立的声学处理引擎,运行全新的声频算法(源于对物理声学和人类神经学的最新研究)。每个声学处理器对直达声、反射声及混响的声音能量进行独立控制,同时能够调整所有的关键声频参数(如平均自由程、早期衰变时间等)。

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应用E-coustic系统的多伦多埃尔金剧院

2.6 VIVACE系统

VIVACE取自意大利语,意思为“活泼的”。VIVACE系统于2008年是由两家德国公司共同研发并在不断改进中,软件是由Muller BBM声学公司研发;硬件是由Stagetec公司制造,并最终整合成完整的VIVACE系统。

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应用VIVACE系统的莫扎特岩石剧场舞台

VIVACE系统采用卷积算法,系统软件中还包含了世界上许多著名厅堂所采集的室内声学特性参数,借助专利技术“声学指纹”将项目厅堂卷积为目标厅堂的声学特性参数,设计的算法对舞台信号与之前所采集的脉冲响应进行“折叠”。系统有4个独立处理引擎可以对大厅4个不同的声学“区域”分别进行声学优化与控制。包括对混响时间、混响电平、频率特性、反射密度、瞬态响应的调整;以及对早期反射声、混响声进行独立控制等。系统中的路由矩阵每个交叉点可独立设置电平和时间延时,最大支持192×192输入/输出。相对传统系统,VIVACE系统使用传声器数量少,通常情况下仅需要4支~12 支。此外,VIVACE系统可选配三维声音效果软件,支持现场实时多声道声音效果。

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