20170408_北京首體-再談超低音應用設計。
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低音箱子的應用能否再多說一些這方面的想法，我們的場面雖然沒有那麼大型，但是都希望能夠把低音搞好！
首先你我都不是大數學家大工程師，所以落實本身是位消費者的心態去看待自己的設備這個立場要清楚，做為一位末端使用
者的身分，基本上就是了解設備使用的要領，熟悉裝備組合與效能的發揮進而分享這個應用過程，很欣慰每一次的旅行筆記
都有得到同好們的回響，超低音使用藉由基本的物理變化能夠創造一些在不同場景環境下的需求，這次我們再來聊聊。
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矩形的空間是首體館的特色。
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最終，北京場的演出，超低音的排列如圖所示。
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系統調整
北京這一次系統調整是由 黃永老師一手負責，矩形的結構是這個場地的特色，四串音箱掛起來對於正面這兩串感覺就低了些，
丈量離地高度就比一版的吊掛少了兩米多，原來這個場館的高度臨限以及鷹架的數目讓主喇叭吊掛在這個位置了。
喇叭串離地約莫 8 米，所以不難預測低頻累加的現象會自然的產生，待一通了電開了機果不其然主喇叭量測曲線一展示出來
就得到了優沃，不，應該說是過多才對的，低頻響度直接揚升疊加的，針對我們的演出內容，曲線需要適切衰降低頻這部份。
說到喇叭的調整曲線，眼尖的同好也提問過的 15 to 16 這兩年的曲線在調整上都是呈現平坦的，為何 17 年的喇叭曲線在
低頻部份都是增加的？
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圖左:綠色是元尚未均衡的量測曲線，洋紅色就是收斂低頻的均衡調整，
圖右:是修整好的主喇叭再與超低音整齊調整，介入了 6ms 的延時疊加在兩者之間形成提增的曲線( 白色 )。
接上文..
是的，阿茹的演唱會在前兩年四面台的架構裡每個面向距離不遠，嚴格說在室內場館的演出每一個面向都不需用大的聲壓涵蓋，
又由於四個面在反打回舞台的干涉上真的是很複雜的一件事，能夠收斂與優化聲音的行為就是盡量不要有過多不同時間反打回
到舞台上，這些物理現象最後的影響就是讓返送監聽與外場擴聲的作業，形成耗費過的主觀行為在調音台上面。
單純的三面台若是現場空間友達到一個聽的程度標準，那麼在反打的干涉上都會比較好處理，清晰結果表現都會優於四面台，
加上正面涵蓋距離遠，我們自然需要滿足因為距離所形的耗損，適切提增低頻響度是今年回場演出的曲線。
( 活用系統調整的三大曲線模式 )。
的駐波處，所以在低頻響度上的收斂是必須的，橙色的曲線是透過均衡修飾完成之後的側補曲線。
圖右是打開主喇叭與當下測補的時間，兩者進行一線化的對齊，在側區觀眾位置量取清晰數據，紫色的 0.7 結果是兩串音箱打
開之後，側補的延遲時間沒有介入的聽品，黃色數據則是將側補對齊的延遲時間屆如之後得到 0.82 清晰條件，這個時間上的
修整是有效與信任的。
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接著是低頻音箱與主喇叭的疊加觀察，這次北京場原先低音箱子的設計並不是如此的擺設(後面會提及)，如附圖所示在低頻上
的疊加主喇叭與超低音的時間差是 6ms 介入，而在舞台中間兩側朝舞台的這六只音箱本身在 Sound Vision 累加的時間已經是
8ms 延遲來達到心型指向的設計，所以必須再加入這 6ms 達到 14ms，為了證實這個設定是否有效最快的方法就是在超低音的
前後方等距的位置各擺上一只量測麥克風同時間進行前後振幅的觀察，這是最直接與信任的證據。
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灰色是正面的曲線，藍色是背後舞台位置的曲線。
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將物理反置、電子反相、14ms 的延時加入進行衰減。
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上圖的兩張低音量測曲線，圖左是在音箱群的前後各擺上一只量測麥克風，將它們的前後距離與拾取能量電平值大小平衡適當，
接著就是將面相舞台的箱子進行電子反相、介入擬算之後的 14ms 延時加入所得到的結果( 反置的音箱有收斂功率 )。
從 Smaart-Lve 上面可以觀察出舞台上的能量與正面的低頻能量相差大約有 9 分貝以上，有達到收斂目的。
談超低音現場應用設計
原先 阿茹的回場演出北京場次在聲音系統方面，跟一般的節目架構需求並沒有什麼不同，有趣是在這個場館裡因為消防法規
的原因而讓舞台正面的護城河不能延伸搭設導至少掉了舞台前緣一層燈槽、字幕、音箱擺放的空間，也連帶的相關設備都在為
舞台空間的位置煩惱著，其他單位不說，光聲音這部份大家集思廣義想出對策最後把主意落在這 18 只的 SB-28 低音箱子上，
要能夠提供現場低頻響度的補償以外，也要能夠充當延伸舞台滿足上層面空間讓返送音箱得以擺放與定位。
因此得到一個低頻設計任務 :
1-首先舞台中位置要讓出兩米，2-舞台中間演唱的位置低頻能量要降低，3-低頻音箱佇立擺放同時上方要提供架設返送音箱。
4-一字排開的低音箱子必須適當的曲率延遲以達有效佈滿現場觀眾區。5-音箱排列盡量與舞台邊緣齊平盡量美觀。
有了上述這些說明之後，我們就可以紙上擬算排列，進而再導入現場實際應用。
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擬算超低音 SB-28 間距 1.1 公尺。
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近觀可以瞭解舞台中間位置的四只音箱是反置的。
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範圍，於是有了一長排的尺寸間隔，最後落在每只低音箱子彼此間隔 1.1 米。
這等於是在首體這個室內場館設計一個弧形的低頻陣列組合，雖然沒有實際派上用場但是卻能夠讓我們藉由擬算過程增加
未來實戰經驗，利用 Sound Vision 把這些箱子排列提供是後參考也能夠存檔下來，所以在這段模擬規劃心得會有很多的擬
算圖資上傳，下圖的初步建立結果是整個低頻能量在現場的光譜展示...
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˙18 只音箱在沒有時間介入之下所形成的光譜。
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˙18 只音箱中間四只反置與介入時間延遲之下所形成的光譜。
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上面兩張 Sound Vision 的首體館擬算結果，左邊圖利是沒有間隔時間介入所形成的光譜，這也是一般常態不計時間使用，
右邊的圖例是反置 + 延遲 + 電子反相的涵蓋光譜明顯的眼效用多了。
在 Sound Vision 擬算裡面依 SB28 的箱體得到了 5.8ms 的延遲介入時間，再加上電子反相擬算之後，並沒有如預期可以
將舞台中間位置有效的大面積消弭調低頻能量，這主要是因為這四只箱子同一時間設定，要去折損其他 14 只的累積能量是
有限度的，說是簡單其實並不簡單，所以在低頻音箱的設計就需要改變一下方式。
基本物理複習
我們回到最單純開頭的組合，首先要清楚的是當兩只同方向的低頻箱子，我們將其中一只箱子的時間慢 1ms 就會產生能量
干涉的現象，不過依頻率的不同產生的角度位置就不相同，從 EaseFocus 擬算可以清楚看到這樣的變化，所以要讓整體 18
只低音箱子在舞台中間處有一個大凹陷抵消就需要將這四只面向舞台的箱子再拆開分成兩個接口來調整，每兩只一個接口
獨立調整時間，最內側兩只給予箱體尺寸的 5.8ms，EaseFocus 圖資就是說明驗證平行兩兩體的干涉方法...
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圖一:兩只音箱間距 2 米，時間相差 1ms@63Hz。
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圖二:兩只音箱間距 2 米，時間相差 5ms@63Hz。
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圖三:兩只音箱間距 2 米，時間相差 8ms@63Hz。
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圖四:兩只音箱間距 2 米，沒有時間差 0ms@63Hz。
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圖五:兩只音箱間距 2 米，時間相差 5ms@50Hz。
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圖六:兩只音箱間距 2 米，時間相差 5ms@40Hz。
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的干涉從 90 度位置開始產生凹陷抵消，圖二是 5ms 的時間差所形成的凹陷抵消約在 45 度位置，而 90 度位置開始生成新
的波瓣。所以連貫起來就能夠理解凹陷處隨時間從 1ms to 5ms 逐漸的由 90 度移動到約 40 度，因此合理的增加時間就能夠
讓凹陷產生在 0 度正前方的位置，圖三就是驗證這個結果，時間增加到 8ms@63Hz 這個凹陷干涉驗證的產生在音箱的正前方
0 度的方向。
圖四則是音箱間距兩米，但是彼此沒有介入時間的光譜呈橢圓形花生，凹陷已經開始生成，這超過 120 度了。
圖五是以同樣的間距條件加上 5ms 的時間在 50Hz 的頻點，他們的凹陷角度都還未到 45 度位置，我們將頻率再往下移動，
圖六是 40Hz 在同樣的條件之下，5ms 才剛開始要形成凹陷而已，這六張擬算驗證因為波長特性，愈低的頻率在耦合上仍能
保有大面積的涵蓋範圍，要讓他們產生抵消凹陷的物理就必須增加延遲時間，現在將這樣的時間差異在拿回來與 60 度的曲率
組合在一起嘗試能否將舞台中間處抵消更明顯些，我們再往下解析。
重新計算+60度曲率的延遲時間
為了能夠讓舞台中間的位置產生更大的低頻凹陷抵消，面向舞台的這四只音箱在內側的位置維持在 5ms to 5.8ms 之間優化，
5.8ms是 SB-28 箱體的面寬與深度尺寸總合 = 2米 = ( 2 / 343 ) x 1000 = 5.8ms基本心型指向的延遲時間
若將時間縮短就很容易生成超指向，所以在各頻率之間尋找恰當的延遲，而外側的這兩只則進行 10 毫秒的差距來形成干涉，
所以延長到 10ms to 13ms 之間優化改變，以下面的四張不同頻點觀察時間改變所形成的凹陷抵消。
站在舞台中間位置觀看吊掛的主喇叭，兩者的距離都超過 13ms 以上，所以莫糾結在這個 13ms 的延遲時間，尤其是在這類
大型結構的設計上，PS: 距離 = (13ms x 343) / 1000 = 4.5米。
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圖一:5ms+10ms_80Hz_60度。
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圖二:5ms+12ms_63Hz_60度
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圖三:4.6ms+13ms_50Hz_60度。
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圖四:5.8ms+13ms_40Hz_60度。
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於設備的使用最快能夠得到了解與驗證做法最有效與信任的一種，這是不應該忽略的前期作業。
現場 SB-28 的分頻點是在 60Hz，所以我們關注在上述 80、63、50、40Hz 的範圍在舞台上能否達到預期的收斂，各別頻點
觀察完成再將其整合起來選擇一個比較恰當容許的時間來進行干涉。
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總合低頻段 20_63_5ms+13ms_後級增益沒變。
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總合低頻段 20_63_5ms+13ms_增益減 3 分貝之後不理想。
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沒有變動到，彼此功放能量放大驅動紙盆形成抵抗干涉。
而圖右這一張是嘗試將降低或提增這四只音箱的電平值，兩個方法都嘗試過，結果並沒有預期產生出更大的光譜收斂，反而
是破壞了凹陷抵消的物理結構，因此現場就不去更動正面與反面音箱功放的電平值以達到有效的抵消干涉。
60度曲率的時間介入
間隔 1 米的箱子彼此是透過複雜的樹席計算的，這也是末端使用者的你我最頭疼的是，好在公式都被模組化了，要瞭解如何
得到曲率計算值可以去 AES 的網站下載資料或是使用 Google 搜尋 AES131_LS7_Subwoofer_Arrays
都能夠得到這份在 2011 年第 131 次的研討會裡所釋放處來的式子，現在各家廠商的 ARC 角度計算也都是遵循這份數學來
優化自己的擬算軟體的。
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矩形的空間是首體館的特色。
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這一次的北京首體館演出雖然沒有採用後段擬算的作業，但是不斷的在音箱組合上學習與求證，改進與優化，時間一久了之後，
大家彼此會進步的，就如開頭所寫的:我們都不是大數學家物理家，僅是一位末端使用者，那就把使用者的所擁有的完全發揮。
例如我們從現場實際量測觀察可知道自己的前置作業是否有誤或是結果更好，前面開頭的擬算圖資雖然有了正面的響度提增，
但是成正比的能量也同樣佈滿整個舞台，這個物理現象是因為大量的低頻音箱成一水平排列，再加上地面鏡射助力所累加的
能量，別急著要衰減它，先清楚自己的節目與環境，試想如果把這個能量組合所形成的低頻應用在戶外大型演出環境，因為場
地大，高度無臨限問題反而是需要低頻能量的充斥與佈滿現場環境。
而在室內場地裡面就要視演出節目的內容了，以現階段的演出條件最需要的是乾淨清晰優沃的電聲設計結果，因此就需要改變
這個擬算的內容，18 只的低頻音箱排成一列的能量想也知道真的不小，所以就要進行優化與控制。
不瞭解節目內容的朋友或會認為在擬算過程只要兩組心型的設計與做法也能夠達到抵消，但是由於箱子佇立起來空間不寬的，
為了可以等齊平舞台面不得以間隔了 1.1 米，這些侷限就會讓這個心型效能不會很理想的，有興趣的同好們可以擬算看看的。
( 其實也可以使用 Gradient 的設計方式，因為它不受 1/4 波長的消弭規則也不會佔據過多的前後位置，只是疊合起來高度
不足也不整齊，不適合返送音箱擺設因此作罷 )。
北京現場演出的聲音我們玩得很愉快，這次的工作裡可以更清楚的對於工作的期前作業不要馬虎，即便紙上作業完成之後沒有
派上用場( 留著紀錄他日皆可用上應急 )，但是花點時間把行前的功課做好，隨時可以因為現場單位配合作業改變，音箱擺設
可以在實際的現場環境裡很快速的執行配合改變，業者看著我們也會增加信任感與親近感，這不就又是好事一樁。
聲音這個圈子優化自身的工作生態是你我必須傳承的責任，大家互勉 ^_^。
20170408-北京把玩 ARC 設計成功