多功能报告厅声光电系统数字化建设

马宁 仝培周 王克明

摘要：多功能报告厅的功能应用趋势更加多元化，企业的多媒体会议厅、大学院校的多功能报告厅、企事业单位的多功能会议厅等。本文以以东北大学浑南校区图书馆多功能报告厅为例，从灯光照明系统、扩声系统、音频系统等方面介绍了现代化综合性多功能报告厅的数字化建设理念。

关键词：多功能报告厅;舞台灯光系统;舞台扩声系统;舞台视频系统

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）11-0206-03

1 项目概况及功能定位

东北大学图书馆多功能报告厅是展现学校师生风采的窗口，是东北大学浑南校区的标志性建筑之一。报告厅是一个以大型会议为主要形式的室内活动场所。可满足中小型音乐演唱会、综艺歌舞晚会和大型会议、学术报告、颁奖典礼等的多功能需求。其中整个音响系统的主要是保证观众席内的声压级、语言清晰度、声场均匀度满足指标要求，同时适应更多样化的使用功能。

本工程主要针对会议和文艺演出等多功能的定位，舞台灯光和舞台音响系统是突出侧重的部分，寻求最佳扩声形式和系统配置，同时兼顾系统对多种使用功能模式的适应能力和管理使用的简便。作为高标准高起点的文化设施，其建筑、舞台设备和音响系统达到国内厅堂指标一流标准，同时满足文艺演出类声学一级指标，充分体现先进性、科学性，其高品味的艺术表现使观众能享受到高标准的艺术氛围。

2 舞台灯光系统

本项目多功能报告厅，灯光系统自身使用的舞台专业灯光系统，满足专业会议照明，设计回路达到了承接国际级专业演出团队使用的扩展需求。整体调光回路、直通回路均由一定数量预留，并平均分散在舞台上空，舞台地面，侧天桥等位置。信号回路采用数字RJ45与传统DMX512相结合的连接方式，满足将来系统扩展升级的需求;灯光系统，包括：舞台专业灯光系统满足独立控制和集成控制的需求。灯光平面分布见图1所示。

2.1 灯光系统设计

（1）照度值：舞台平均白光照度大于1400Lux;观众厅平均白光照度大于300Lux;（2）色温：常规灯具3200K，特效灯具4700K-6000K;（3）显色指数：Ra>92。

2.2 灯光系统设计概述

（1）总配电系统。调光柜室配电开关柜用电量：Pe=96*2* 3kw=576kw（实际允许最大输出功率系数为0.4）、Kx=0.4、Pjs=230KW。（2）调光柜室。供电均为单回路～380VAC/220VAC（50Hz，L1、L2、L3、N、PE）电源和1欧姆的接地线，硅室独立接地。低压配电系统采用TN-S系统。舞台灯光系统的外线引入动力电源和开关柜由动力配电室引入到调光硅柜室，相对独立，避免干扰。96路3KW调光立柜散热、通风：控硅工作时会散发出大量的热量，为了保证硅的正常工作，硅室装有空调系统和通风设备。由于喀纳斯气候特点，重点保证冬季温度偏低的因素。硅柜室设备工作温度为：15°～28°，湿度为：25%～85%，散热量=92KW。（3）舞台灯光控制系统。控制系统具有可靠、安全及可扩展的特性;系统的设备、设计、施工、选材等符国家标准及行业规范;系统控制实时冗余追踪备份，接线方式采用TN-S。

3 扩声系统

3.1 验收指标主观评价目标

根据功能使用不同，扩声系统的作用不同，本项目语言清晰度、音乐饱满度、明晰度达到一级要求;同时使舞台和观众席的音质质量得到提高;有需要修饰的人声和乐器声用电声的方法作适当处理，简化了技术繁杂的操控步骤。

3.2 扩声系统声学特性及指标标准

依据报告厅使用功能要求，音响扩声系统声学特性指标按照国家标准GB 50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》[1]，采用文艺演出类扩声系统声学特性一级指标来设计报告厅音响扩声系统。如图2所示。

3.3 计算机声学模型辅助设计

（1）计算机辅助设计分析。该项目在方案设计初期，选用计算机辅助软件模拟设计，采用CAD建模，了解模型精确度对运算结果的影响，从而提高模型的近似度，以此来提高运算结果的精确参考性。东北大学图书馆报告厅Soundvision建模图3所示。

（2）设置模型参数。参考《环境声学基础》等相关声学参考资料中的吸声系数表，以及报告厅的相关图纸，按常规设置舞台开口材料，最终模型的混响时间的频率特性应符合预先设定的值。混响时间频率特性及混响比满足JGJ57-2000《大剧院建筑设计规范》[2]，JGJ67-2016《办公建筑设计规范》[3]中的要求，确保了利用该计算机模型进行辅助设计的最终结果的可参考价值。

（3）全场声压级分布。前排中轴直达声声压级：不记权113.52，A记权107.33dB;后排中轴直达声声压级：不记权107.86，A记权103.92dB（见图4所示）;左右（含声像）主扩扬声器声压级分布（见图5所示）[4]。

3.4 扩声系统组成说明

扩声系统主要由数字调音台、数字功放、扬声器、话筒、音源、音频处理等设备构成。系统的数字组成：系统主要设备数字音频处理系统采用数字一体化设备，具有数字网络接口，可在控制机房进行远程监控。音频处理系统采用数字调音台。信号传输提供了专用的舞台接口箱，通过光纤、MADI传输至控制室及功放机房;功率放大器采用了数字网络型功率放大器，满足远程监控功率放大器工作状态，通过采用数字功率放大器内部集成的DSP音频处理功能实现对扩声扬声器组点对点的音频信号控制处理，及监控。在多功能报告厅相应位置内分别设置各类信号接口，以便必要时接入相关设备。音源、话筒设备选用一线品牌，满足报告厅各类活动的需要[5]。

4 视频系统

视频系统主要用于现场演出同步舞台全景录像拍摄、资料保存、切换大屏幕或投影机视频信号源等功能;配置了3台高清拍摄摄像机，安装于控制室观众区中心位置和观众区上下场门上方，并配置专用的云台及控制設备，对摄像机焦距、拍摄位置控制的需求;配置了1套多格式视频矩阵切换器，以满足将不同视频源信号汇总、舞台接口箱预留信号汇总、高清摄像头信号矩阵切换的功能[6];多格式矩阵切换器，由1台不少于24路输入16路输出的矩阵机箱和专用的具备DVI＼HD-SDI＼VGA＼YPBPR等不同格式输入输出的板卡组成;本系统输入段配置4路模拟板卡、HD-SDI板卡、DVI板卡;输出端配置DVI输出;配置5套HD-SDI光传输用于连接高清摄像机至矩阵切换、另外2台用于将观众区前排侧墙综合接线箱预留的HD信号传输至矩阵使用;另外2台用于将视频信号传输至投影机和LED显示系统使用;配置4套DVI光传输器（自动读取EDID），其中2套用于将预留在后舞台侧墙的DVI信号传输至矩阵，另外2套用于将视频信号传输至投影机及LED显示系统;（投影机位置可做预留插口）配置1台视频导播台，用于视频信号源信号在现场演出中无缝切换使用;同时视频导播台也可以将多路视频源信号送至非线编辑系统进行资料留存;配置1套apple个人版非线编辑系统，系统由1套Final Cut Pro 6视频编辑软件、2块视频编辑卡和1台apple工作站电脑组成;高清投影机，配置3台不低于27，000ANSI流明（29，000中央）机器采用4.5kW灯泡，对比度不少于2000：1（全开/关），显示技术类型为3片式1.38" DMDTM，默认分辨率不低于4K（4096x2160），投影机配置疝气灯泡;输入标准信号不少于2x3G HD-SDI板载、2x3G HD-SDI输入卡、2xHDMI 1.3板载（物理DVI-I连接器）[7]。

5 结语

综上所述，该报告厅的声光电设计、设备配置、数字化建设方面，不仅保证了较高的语言清晰度，也为听众营造了舒适轻松的氛围。但随着科技发展的步伐，将来人们会对综合性多功能厅提出更高更多的要求，望本领域的工作人员精益求精，为多功能厅的建设提出更好的方案。

参考文献

[1] GB50371-2006，厅堂扩声系统设计规范[S].

[2] JGJ57-2000，大剧院建筑设计规范[S].

[3] JGJ67-2016，办公建筑设计规范[S].

[4] WH/T 18-2003，演出场所扩声系统的声学特性指标[S].

[5] WH01-93，扩声系统的声学特性指标与测量方法[S].

[6] GB/T 50356-2005，礼堂、电影院和多用途大剧院声学设计规范[S].

[7] GB/T14476-93，客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法[S].