太原智波会展中心多功能厅音视频系统工程解决方案探析

王睿恬，孙东生，魏增来

（北京奥特维科技有限公司 中国电子科技集团公司第三研究所，北京 100015）

引 言

太原智波会展中心多功能厅，面积约1000 m2，可容纳观众700人，其主要职能为举办各类会议、讲座、培训、技术论坛等活动，同时满足公司年会、联欢演出、数字电影放映等娱乐休闲需求，是进行内外交流、建设企业文化的重要场所。因此，其音视频系统工程的设计和建设极为关键，对最终的现场听觉、视觉效果将起到决定性作用。

1 多功能厅音视频系统设计需求和面临问题

1.1 设计需求

（1）该系统工程应包括如下子系统：扩声系统、视频采集及显示系统、电影放映系统、电子会标系统、舞台机械及幕布系统、舞台灯光系统、卡拉OK点播系统、集中控制系统等。

（2）由于该厅是企业自用，其设计还要充分考虑性能价格比以及使用操作的便利性，要符合“少投入、多产出”的企业精神，实现最佳性能价格比；另外要准确定位，最大限度降低使用难度和后期维护投入。

1.2 面临问题

（1）经费投入和功能需求之间的矛盾：本系统需要满足大中型会议、演讲、培训及技术论坛、环绕立体声电影放映、卡拉OK、群众性综合文艺演出、远程视频会议等需求，功能要求非常多。而业主单位的总体要求是：满足功能、技术先进、使用方便、投入适当。

（2）多功能、专业化与企业自用性质之间的矛盾：本厅需求众多，完成上述功能必定需要大量专业设备，对后期使用维护的要求也较高，但本厅毕竟是企业自用场所，无论使用人员还是维护管理的专业性，都无法达到较高水准。因此，本音视频系统设计的架构要尽可能简约、使用操作尽可能方便。

（3）会议多媒体播放与数字高清电影放映系统整合所产生的矛盾：根据以上功能需求，本系统一方面要满足高清数字电影放映功能；另一方面要兼顾大中型会议和培训活动的多媒体播放需求。在有限资金的条件下，如何选择投影显示设备以及确定安装方式和安装位置，需要慎重考虑。

（4）电影银幕的安装位置和建筑结构之间的矛盾：本厅舞台区域的高度不足，台框下沿距舞台台面约为4.8 m，电影银幕的布置安装受到很大影响。如果幕布放在舞台后部，舞台台口上方对投射的图像会造成部分遮挡，除非缩小投影面积，而本厅进深较大，投影面积的缩小又会影响后区观众的观感，尤其是放映电影时，无法体验大画面的视觉震撼效果；而幕布如果固定安装在舞台前部，则会遮挡整个舞台，使本厅基本丧失会议和演出功能；如若采用升降式安装，由于舞台上部空间不足，只能选用电动卷幕，那么，又会出现大幅面积软幕产生的卷边和斜纹等问题。因此，电影银幕的安装位置与方式是本系统设计的另一主要难点。

（5）主扬声器系统声场扩散与整个厅堂高度不足的矛盾：本厅进深较大，从舞台前部至观众席后排约32 m，而由于本厅的高度不足，成扁平状，且吊顶造型对舞台主扬声器系统形成了一定的遮挡，使主扬声器系统的声场扩散产生了一些问题，需要在设计实施中予以解决。

（6）工程进度与系统设计之间的矛盾：工程设计人员接到本设计任务时，本厅的内部装修已展开，整个厅堂布局已确定，吊顶结构件已基本安装完毕，甚至个别侧墙面的内装饰板都已封闭，本系统的设计实施必须在现有条件下展开，这极大地限制了系统的设计和实施。

2 多功能厅系统方案设计难点与解决方案

2.1 系统方案

（1）系统框架及音视频信号控制处理

本系统中，音频部分采用模拟调音台搭配自动增益调音台及数字音频处理器的方式进行音频控制及处理，显示部分采用模拟复合视频矩阵及RGB矩阵的方式进行信号调度，目的是使系统架构更加简洁实用、操作更加简单、且具备更高的性能价格比。

本系统的调音台选用的是ALLEN&HEATH公司32路专业现场演出扩声调音台 GL3800-32，输入输出的接口数量完全满足企业用综合文艺演出的需要。音频处理器则选用两台英国BSS公司生产的BLU100数字音频处理器，可以充分对信号进行调整处理，还可以在处理器中设置不同的使用模式，如会议模式、演出模式、电影模式等，在具体使用时通过集中控制系统直接调用即可，简单、方便、快捷且不容易出现误操作。

视频系统中，用于信号调度的矩阵设备是整个系统的核心，因此，本系统全部采用以色列KRAMER公司的产品，其信号处理颇具高保真度和工作稳定性。在本厅的控制室内，共设置了三套矩阵设备，分别为8×8的复合视频矩阵、16×16的复合视频矩阵以及8×8的RGB矩阵，其中前者作为整个会展中心的信号调度中心，使本中心内各个会议室系统之间的音视频信号互联互通，可以满足多功能厅与各个会议室之间的音视频信号的自由调动；后两套矩阵则作为该厅的信号交换核心，实现本厅内复合视频信号及计算机RGB信号的调度分配。上述所有矩阵通过集中控制系统实现联动，确保使用操作的便利性。

多功能厅音视频系统的信号流程架构图如图2所示。

（2）扬声器系统布局与选型

前置主扬声器系统：为尽量提高系统性价比，设计人员确定了主扬声器系统同时兼顾会议、演出及电影放映等不同场合使用的原则。本设计方案中，在舞台台口上方两侧及中部各配置了两只英国TANNOY公司生产的大功率扬声器系统VQ 60和VQ 85DF，每两只组合在一起，分别作为左、中、右主扬声器系统。其中VQ 60主要用于覆盖观众席中、后排区域；而VQ 85DF则作为中高频单位与VQ 60配合使用。两只扬声器系统组合后可以有效地覆盖整个厅堂，而且其大动态、大声压级的扩声特性可以很好地表现数字影片震撼的音频效果。此外，为了更好地满足文艺演出的需要，并充分展示影片的低音效果，在台口两侧各布置一只同品牌的VS 218DR型双18英寸超低音扬声器系统，其峰值声压级达到了145 dB，完全可与上述全频主扬声器系统匹配，并将整个系统的低频下限延展至38 Hz。

理论上讲，上述每组的VQ 60及 VQ 85DF扬声器系统应该上下垂直布局，以形成最佳的覆盖角度衔接组合，但正如此前所述，相对于进深来讲，本厅堂整体高度不足，舞台台框也较低，如果主扬声器系统组采用垂直布局方式，吊顶对观众席后区的声扩散将形成障碍，严重影响后区的声场覆盖。因此，在现有建筑条件下，经慎重考虑并与扬声器厂商充分沟通后，工程技术人员最终将每组的两只扬声器系统左右水平布局，并将VQ 60倒置，使高频号角尽量避开吊顶的遮挡，从而保证声音更易扩散至后场区域。

拉声像扬声器系统及返送扬声器系统：由于上述主扬声器系统安装于舞台上方，因此，前几排观众会在听觉上感觉声音来自头顶，声像一致感较差。为解决此问题，设计方案在舞台两侧耳房内距地1.5 m处各隐蔽安装了一只 Tannoy V15 全频扬声器系统，通过透声装饰面板进行补声，其峰值声压级为135 dB，与覆盖前区的VQ 85DF完全匹配，用以拉低声像。此外，本设计方案中，在舞台上布置了4只同轴返送扬声器系统 Tannoy V12，由调音台提供4通道馈送，但做多接口预留。所有预留接口均设置在舞台上的多个综合接口盒内，在演出期间可以根据演员、乐手的具体位置灵活使用，为他们提供相应通道的返听扩声；而在举行会议期间也可以布置于主席台前方，为主席台提供返送声音。

环绕声扬声器系统：在会场左右两侧装饰造型内及后墙距地2.2 m高的位置均匀布置了共11只Tannoy双同轴扬声器系统Di8 DC，用作环绕声及补声。其作用是：第一，电影放映时作为环绕立体声使用，可根据影片实际情况，与主扬声器系统配合实现5.1或7.1声道扩声，从而更好地表现影片的环绕声效果；第二，当该厅堂用于会议或演出时，可以作为辅助扬声器系统使用，增大后场区域声能，与主扬声器系统配合可为会场提供更好的声场不均匀度。上述环绕扬声器系统与主扬声器系统选用同一品牌，目的是保证系统音质的一致性。

根据此前所述的各系统共用扬声器系统的原则，在电影放映时，前置主扬声器系统、拉声像扬声器系统以及环绕扬声器系统相互配合，即可形成一套适用于5.1及7.1声道的电影还音系统，这是一个充分实现资源共享、节约成本的设计思路。

（3）视频及多媒体显示系统

视频图像采集：为拍摄到舞台的正面图像，此类厅堂的主摄像机一般安装在厅堂的中轴线位置。但针对本厅堂而言，因其建筑结构的自身特点，如果将主摄像机吊顶安装，则会对主席台就座人员形成俯拍，画面效果不佳；而如果采用流动安装形式，摄像机的信号电缆、电源电缆以及控制电缆等会对摄像机的安装形成较大困扰，同时也会对人员走动造成影响。因此，最好的方式将摄像机安装在厅后墙中部，以摄取主席台就座人员的标准正面半身图像。由于此厅进深较长，为保证能采集到足够的近景特写，主摄像机需要选用长焦距的产品。为此，配置SONY公司 Z700高清摄像机，安装于本厅后墙的中央位置距地1.8 m处，与主席台上正常就座人员形成约6°俯角，从视觉效果上，根本觉察不出俯视问题。

Z700型高清摄像机可以同步输出HD-SDI格式的1080P高清信号和CV格式的标清信号，在视频会议中，高清信号可以直接将采集到的会场高清图像信息通过视频会议系统传送至远端会场，也可以通过本系统矩阵调度系统实现二层多功能厅与其他厅堂之间的信号调用，既兼顾了多种使用功能，又保证了较好的性能价格比。此外，在厅堂前场和后场区域对角位置各配置1套SONY公司的BRC300专业摄像机，吊顶安装，用于对整个厅堂进行扫场拍摄，采集整个会场的图像，丰富图像信息。

高清电影放映系统的设备选型和电影机安装的位置与方式：本系统设计之初，业主单位通过对其他几家AV系统集成商的方案征集，对本厅堂的视频显示部分提出了三个方案，供设计方参考，大致如下：

● 采用3三套投影机，在观众席上方正面吊装，进行拼接融合，投射在舞台内的同一幕布上，共同承担会议多媒体信息与电影画面的显示；

● 采用2套投影机吊装在观众席上方，分别投射在主席台左右两侧的电动卷幕上，或在两侧墙位置安装3×3的LCD拼接屏，承担会议多媒体信息的显示；同时在控制机房设置一套数字电影投影机， 并另行配置电影幕，承担电影播放功能；

● 采用2～3台投影机吊装在舞台后区，采用背投方式，进行拼接融合，兼顾会议多媒体信息显示及电影播放。

上述3种设计思路，均存在各自的问题，如：在观众厅或舞台吊装投影机的方式不但影响多功能厅的整体美观，而且高亮度投影机的运行噪音较大，会对观众或与会人员造成一定影响；在舞台后部进行背投的方式需占用较大的舞台空间，使本来就很局促的舞台空间更不便利用；拼接融合方式的系统调试及使用维护都较为麻烦，而且使用一段时间后容易形成色彩及亮度的差异；LCD拼接屏存在约7 mm的拼接缝隙，影响观看效果等等。因此，设计人员经认真思考后，确定了“以控制室内的高清电影投影机作为主显示设备，兼顾电影放映和讲座、报告时多媒体信息播放；同时在舞台两侧墙设置背投式投影机，用以会议辅助显示”的原则，将电影放映系统与会议显示系统有机地结合起来，一机二用，不但解决了安装空间、运行噪声等问题，还大大节约了系统成本。

方案中，在控制机房内配置了Barco公司的 DP-2000M+数字电影机以及配套的多格式转换器作为主显示终端设备。在完全满足电影播放亮度要求的前提下，也可以使培训内容投射到投影幕，满足会议等要求。

辅助显示系统：当主席台上设置成排的会议桌时，与会人员会对电影投影幕的显示产生遮挡，因此，设计人员在舞台两侧墙的耳光处各设置了一套背投显示系统，用于辅助显示。由于本厅堂进深较大，后排观众距离较远。所以，该背投的尺寸需尽可能地加大，但由于耳光的空间有限，正常的反射结构只能保证约120英寸左右的显示尺寸。因此，工程技术人员专门设计了一套反射结构架，有效地利用了耳光内的空间，将投影尺寸加大到约140英寸。这两套背投系统不但可在主席台布局对主显示画面产生遮挡时辅助显示相关会议内容，也可在举行视频会议时用来显示本端会场和远端会场的图像。此外，为了方便主席台就座人员观看，在台下还布置了2套55英寸流动液晶电视，通过地面接口盒接入信号，为主席台人员提供相关显示内容。

电影银幕的选型及布置：本系统的投影幕设计成可升降的电动卷幕，安装于舞台大幕和二道幕之间的位置，从而兼顾本厅电影放映与会议显示两种功能的需要。在放映电影时，其位置基本接近舞台前沿，可以较少地受到舞台台口上方遮挡的影响，为观众提供相对较大尺寸的画面；而在举办演讲、报告或讲座时，其位置恰好位于报告人或演讲人之后，也可将相关内容投射至此屏幕，为台下观众提供大尺寸画面的信息；而当整个舞台采用成排的会议桌布局时，则可将此幕收起，并在舞台后部天幕上设置相关会议背景，从而不影响整个舞台的使用功能。本设计采用了法国ORAY公司的电动投影幕（参见图4），其下卷轴配重设计和碳纤维卷轴材质，使上述卷边及斜纹问题得到了有效的抑制，确保了屏幕的平整度。此外，通过其与舞台吊杆的结合，实现了电动二次升降，便于今后的检修及维护。

（4）音源及其它周边处理设备

会议拾音方面，系统配置了12套铁三角公司的鹅颈传声器用于对主席台人员的语言拾音。这些鹅颈传声器通过自动增益调音台直接引至模拟调音台进行扩声，既能够灵活地设置各个传声器电平的大小比例，也可以有效地控制整个电平增益，抑制啸叫的发生。

无线传声器采用无线手持传声器4套、无线腰包4套及领夹传声器头、头戴传声器头各4套，可以满足演唱、语言、歌舞等各种形式的需要。会议时，利用头戴式传声器作为演讲人或报告人的主拾音器，手持无线传声器亦可作为观众提问用拾音器。另外，系统还配置了多套多用途动圈传声器，用于合唱、乐器等拾音使用。

系统中，其它节目源设备配备有CD卡座一体机、M P3硬盘录放机、DVD刻录机及卡拉OK点播系统各一套。其中的卡拉OK点播系统包括音视频计算机服务器、固定有线点播触摸屏以及流动无线点播触摸屏等，有线屏安装于控制机房内，无线屏可在整个多功能厅内流动使用，从而方便地实现2万余首国内外知名歌曲的点播。此外，考虑到本厅堂演出功能及电影放映功能的需要，系统中还配置了专业立体声数字混响器以及多通道电影解码器等周边设备。

（5）舞台灯光系统

作为多功能厅堂，系统工程师在设计灯光系统时考虑到了不同使用方式的特点，在满足各自使用要求的情况下，通过设备兼顾，进一步提高了系统的性能价格比。

根据现场建筑结构和实际使用情况，分别布置了一道演出用面光和一道会议用面光；同时在舞台上方设置三道灯杆，分别吊挂了两道演出用顶光、两道会议用顶光、两道演出用逆光以及部分侧光和天排演出灯光。此外，还在一道和二道灯杆上吊装了8台演出用摇头电脑效果灯（参见图5）。

在演出过程中，一道面光用以满足演员正面布光的需要；顶光灯具和逆光灯具在舞台上方电动灯光吊杆上均匀布置，通过不同朝向为舞台区域提供顶光及逆光；在舞台两侧设置的侧光灯，用于刻画演出人员及景物的左右轮廓；天地排灯光投射在天幕上，突出天幕的布景。上述布光灯具均选用三基色LED灯，色彩调整方便快捷，同时功耗更小、寿命更长。同时，位于一道及二道吊杆上的两排电脑摇头灯，通过电脑灯控台，可任意调整变换灯具的投射角度、亮度、图案、光束大小及颜色等，可进一步突出演出效果。此外，在放映室内还布置了两套远程追光灯。

当本厅用作会议时，舞台前方设计有一道三基色会议面光灯，与舞台上方布置的一道及二道三基色会议顶光灯同时使用，为主席台区域提供照明，主要服务于第一、二排就座的人员，以满足召开视频会议时的照度及色温要求。同时，如有必要，演出用三基色LED灯光也可以作为会议时的补光，用于扩大照明区域，并提高照度。

（6）舞台机械及幕布系统

本系统中，舞台设有电子会标一道、大幕一道、二道幕一道、天幕一道、左右侧幕各两道以及相应的顶部横条幕，配置简捷但功能明确、齐备，所有幕布均使用无极调速大幕机进行电动拉幕。电子会标设在台口内侧，采用升降式双基色条屏，用于展示会议标语，突出会议主题，也可起到避免舞台上方的功能区域进入观众视野范围的作用；同时，可根据需要自由升降，并可在演出时进行相关信息提示，如歌词等。

舞台上方配有各种电动吊杆，可对灯光灯具、LED会标和横幅进行电动升降。以上幕布系统、舞台吊杆系统除可通过自身控制设备予以控制外，均可通过集中控制系统进行控制，双控制链路使得系统更加安全、稳定。同时，舞台上无论是电动升降灯杆还是电动升降幕布杆都给将来的维护和检修带来诸多便利。

（7） 集中控制系统

本系统功能多，需要经常调整变换使用模式。为进一步降低操作的复杂性，系统中加入了强大的集中控制系统，通过无线触摸屏、有线触摸屏以及多键控制面板等，可以方便地控制各种使用模式的转换、系统设备的电源开关及各种动作、整体音量的大小、幕布及各道吊杆的开合和升降以及各组音视频信号的路由调用等。

2.2 系统具体问题的解决

（1）本系统通过采用简捷、实用的系统架构，扬声器系统和投影机等设备的兼顾使用及资源共享，合理的投资分配等手段，在总体造价不足500万元的情况下，主要设备均采用了相对高端的著名产品，成功地解决了经费投入和功能需求之间的矛盾。

（2）采用简捷、实用的系统架构和兼顾共享的各种主要设备，使得系统后期维护变得更加简单；同时，模拟调音台搭配自动增益调音台及数字音频处理器的主控方式，易于学习掌握，另外可以预置多种使用模式；系统引入强大的集中控制系统，通过编写相关程序，由工程技术人员将复杂的操作予以解决，具体操作人员只需进行简单的程序调用即可，解决了多功能、专业化与企业自用之间的矛盾。

（3）以高清电影投影机搭配多格式转换器为主、两侧140英寸背投式投影机为辅的显示方案，避免了投影机吊装影响美观及产生噪声问题，解决了会议多媒体播放与数字高清电影放映系统整合所产生的矛盾。

（4）采用安装于大幕和二道幕之间、下卷轴方式的可升降电动卷幕，确保了软幕的平整度，从而解决了电影银幕的安装位置和建筑结构之间的矛盾。

（5）通过TANNOY VQ 60扬声器系统和VQ 85DF扬声器系统的横向配合使用，并将VQ 60扬声器系统倒置安装，组合后可以有效地覆盖整个厅堂，基本解决了主扬声器系统声场扩散与整个厅堂高度不足的矛盾。

（6）本项目中，业主单位的虚心倾听、耐心协调和项目承建团队丰富的经验、认真负责的态度以及高效率的工作，使工程进度与系统设计之间的矛盾得以解决。

3 存在问题

任何工程项目的建设必定存在不足之处，此项目也不例外，尤其是在本项目音视频系统介入较晚的情况下，虽然其中有些不足与本系统的设计无关，但笔者仍希望在此进行简要说明，以期与大家共同探讨，以利于改进。

其一，多功能厅内的共振问题：建筑装饰选材会对最终的扩声效果带来比较大影响，本厅的表面装饰材料大部分为铝板，由于固定牢固度的问题，在扬声器系统大音量工作时，某些部分会产生振动，尤其在低音区域更为明显。

其二，舞台台框上方的声桥本应完全封闭，但由于本厅堂顶部整体结构为球形节点桁架结构，同时音视频系统建设介入时，整个装饰吊顶已基本成形。因此，声桥后部没有完全封闭，声桥内扬声器系统的一部分声能量（尤其是低音部分）会绕射至舞台区域，从而对传声增益以及舞台上的听感产生了一定的负面影响。

其三，由于吊顶遮挡的问题，声桥主扬声器系统的VQ 60和VQ 85DF扬声器被迫从垂直布局调整为水平布局，虽然基本解决了声场覆盖的问题，但两只扬声器系统之间部分区域声波交叠，形成了一定的横向声干涉，对音质略有影响。

4 结束语

本会展中心多功能厅音视频系统工程于2011年6月完成了系统设备的安装和调试，并顺利地进行了竣工验收。经过几个月的实际使用，用户对系统的使用效果、操作便利度以及稳定可靠性都给予了充分肯定。作为具体的设计和实施人员，就本系统而言，笔者认为它一方面有着鲜明的特点，如系统采用模拟与数字相结合的、简捷的控制架构，在满足各项使用功能且运行稳定的前提下，使建设和维护管理成本达到最低，因此，大道至简、较高的性能价格比是本系统的设计亮点。同时，笔者也清楚地看到了其存在的不足之处，在此，非常诚恳地与业内同仁一起分享这些经验和教训，不足之处恳请大家指正。