20191214_為何要預調整系統_大型擴聲系統設計應用篇

前敘...
同好來信詢問 FaceBook裡所張貼的演出影片裡在音箱工程部份是如何設計與落實的,空餘時間補寫這篇不難理解的設計過程
跟大家分享在大型空間裡面聲音系統要怎麼整理出條序來。
在每一場節目演出之前,聲音系統的預調整是眾人工作中最心懸著的事,這個工事總是存在著中間模糊面,今天系統組裝與
搭建完成之後你不去調整不去理會照樣可以揚放出聲音演出完全沒問題的!
而循規一步步調整的雖說看起來科學與專業,但是與前者的結果都一樣能出聲音工作,乍看之下好似進行調整的步驟僅是商業
行為的一個過程!讓主觀感情面強烈的音響人士不時的調侃言用,真的是這樣嗎?
大約一個世紀的聲音技術演化,我們也僅應用到近 20年來的音頻技術,也因此遵循著物理聲學的人士們總是跟這些依賴電子
控制的工程師意見相左,至今仍是如此(舉個例,返送音箱的 EQ你是拿來調整音場還消弭迴授嘯叫呢)。
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為何要預調整系統...
現在舞台演出的內容已經不可同日可語了,複雜的層度非局外者所能理解,早期只須帶個幾只物理音箱堆埵起來就能夠演出,
不必調整什麼(根本也沒甚麼裝備可供調整),後級連接音箱通電(喂喂、1.2.3.4 )有聲音了就可使用,而現在拼裝緊密式的
箱子多點放送聲音,光這個設計就充滿物理問題,在使用之前你能不先整理一下嗎,仍然靠耳朵就搞定嗎?
放眼看過去當下各家線陣音箱把它們透過電子設備預調整好的環節拿掉之後,幾乎沒有一家的音箱是遵循物理容積的規則!
那麼這個電子控制元件(處理器)就是各家自己音箱系統的預調整,廠家把產品賣給我們用戶端了,運到了現場跟任何一個
當音箱跟 空間組合在一起就會與預期的聽判有所出入,因此在現場就需要優化這些方枘圓鑿的環節。
科學文明進步了,我們也必須跟進吸收新的技術演變,也因此預調整這一工事就成為聲音系統建立過程必須的作業,而人們
總是忽略掉它總希望按一個開關之後全部到位,而商家也正努力朝這個方向落實...
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一,音箱覆蓋安排
從俯視圖資觀察矩形的舞台佈置,音箱吊點若配合舞台長度進行吊掛,那將會是個擴聲問題最長的面相達 40米之寬!除非有
多條數目可觀的線線陣音箱可供使用,若依現下的資源那麼這中間位置將得到一個大範圍的燈下黑現象,而且所形成的時間
干涉問題將會更複雜難以收拾,因此在不計舞台的寬度面,將這個四面的吊掛位置落實正常化( 對於舞台上演出的人在聆聽
反射時間上能夠儘量整齊 ),如圖面所示。
結果得到了左右兩面向的吊掛,尚有 10餘米的舞台是在音箱的覆蓋反圍內,我們就把它當作延伸舞台的觀念就是了,而難的
是這個演出內容並非個唱,這是隨時就有 10多只的耳掛麥克風數目開放在音箱前面!所以現場擴聲過程必須規劃在容許刻度
內,這是必須很清楚遵循的項目之一。
接著是對角補償,在這裡必須要瞭解的是對於清晰條件的提升不是大聲,對角補聲音箱能使用同一系列是最理想的設計。
原因無它就是時間疊加過程裡的相位角特性能夠相近,因為這關係到語音傳遞清晰與否,現在 FIR技術成熟了,就算對角的
音箱使用不同分頻,或是不一樣的音箱吊掛都能透過 FIR翻轉之後得到有效的清晰條件改善。
而此次現場所使用的音箱全系列 JBL系統,
寬面向(四串)每一串是 A-12x18只,A12=72只
左右兩面向(四串)每一串是 V25x12+V20x3只,VT25=48只,V20=12只
對角補聲(四串)每一串 V25x8+V20x3只,VT25=32只,V20=12只
超低音 S-28x40只。
四個面向下方台口前裙補聲 V20x24
總計在 重慶華熙 LIVE這個一萬六千人的場館使用音箱的數量=240只,這還不包括舞台上的監聽音箱(超過 40只)!
兩百多只音箱若都讓其到達峰切位置,那肯定是會有問題的,因此就必須預調整這些音箱的組合,更要理解的是這龐大的
吊掛目的就是聲場均勻的覆蓋設計,有了這些箱子對一個大型場館(華熙LIVE的空間呈方矩向上延伸),進行擴聲覆蓋才得以
對抗近一萬六千名觀眾的噪動,在這裡要謝謝聲音設備硬體 興明亞洲公司全力支持到位,感恩。
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每個對角的低音排列以 10只為一個編組。
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三,時間調整
對於低音箱子相應在任兩面向的主喇叭再加上對角補聲串的時間對齊,你清楚圓了一邊的整齊就對不準另一邊的時間,因此
在共同均差之下可以採用這樣一個方法,首先量取一邊低音與主喇叭的時間差,再取得另一邊主喇叭的時間結果,兩者相減
再取其 1/2介入然後加回最短時間值就是其底下的低音箱子應該介入的時間了。
以這個面向為例在 VT25面向測得到 8.5ms,在毗鄰 V12面向測得到 6.3ms,即 :(2÷(8.5ms-6.3ms))+6.3ms=7ms
這個時間結果雖說精度不高,但是對於 12串音箱與四個角落在低音喇叭的整齊優化調整已經是一個有效的折衷(另外以最低
的時間達到均差的目地是能夠讓舞台上演出人員耳朵?面的反射時間短近以減少節奏的遲滯)

這是對於四個角落低頻的均差調整,確立了個音箱輸出端口時間之後,再來就是近面補聲的安置,近面補聲位置廣州場館僅
針對兩個寬面向採用,而華熙場館四個面向全補上了,這是因為左右兩面向的底層若開放觀眾座席就補上音箱,每一面向
使用合計 24只 V-20。
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尾聲
這篇多面向喇叭吊掛設計的心得就寫到此告一段落,近代的電聲系統搭建完成之後進行預調整一個有效益的可供參考的擴聲
刻度是必須的,在你介入感情之前。
想像一下超過 100dBSPL@A計權的環境噪聲是甚麼概念,再深入進去就是不一樣的場地結構在同樣噪聲級條件之下卻有著不
一樣的混音困擾,那麼你就會理解這個高聳的重慶場館觀眾聲浪從上而下有如灌頂之弘的可惱了!
影響會有多大,舉凡藝人的耳機內容,現場擴聲混音感情難表達等都是環噪的因素,這就是為何要預調聲壓級與降噪設計。

我們都期望揚聲系統的建立在未來是智慧的沒有作業負擔的,但在那個時代來臨之前你還是必須面對這些繁瑣調整,角度差
的干涉、時間補償的取捨等物理觀念,叮嚀這些生冷不受聽的話不外乎是要諸位音響人在職場裡加入感情過程,在論述電聲
方面的事別總以玄學做開端,例如這機器有多好多讚!這個品牌有多行的完全沒刻度根據說,尤其是現場技排或混音開端就
愛調動 EQ.壞習慣的朋友,這在現今聲音圈子裡科學資訊充滿,你若使用機器所沒有的第三維度高談擴論就會走樣的!
不懂就別裝內行(因為聲音是有刻度的),乖乖的砍掉重練學習正規的現場擴聲技術會務實些。

在這裡跟大家分享 謝謝
20191214_重慶 華熙LIVE。
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這是廣州場地,喇叭吊掛在舞台後方了(控制潛在嘯叫)。
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重慶場地則是高聳(要關心覆蓋面)。
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二,低頻響度設計
順著音箱吊掛位置將置於底部的超低音 S-28在四個角落以 10只編組成一個時間調整,因此並非每個面向獨立時間安排,
(因為這樣會受限在 8串主喇叭吊掛點的整齊而形成過多的時間位置不一樣的問題)
使用每個角落一個編組雖然在單一面向時間精度不足但是並非離譜不準,任一兩面向與對角的組合都能有 10只低頻響度補償
與合理的貧軍時間誤差勝過雜亂的每一個面向時間不同。
另外在這四個角落的低音設計針對返送監聽位置這一面向稍有些不一樣,如圖所示由於返送控台位置距離低音箱子過近,
演出過程會受到高峰值大響度包覆的影響,因此在返送控台這一個角落對低音箱子設計一個邊角心型低音陣列安排,如此在
返送控台處的混音作業才不至受低頻做功過程影響太大,那麼對於這個角落面向觀眾勿需擔心響度補償不足,以每 10只低音
箱子覆蓋一個對角面的輻射密度在這個現場已經足矣。




四,控台上的設計
當多只耳掛與手持麥克風在舞台上的開放數目,擴聲增益背後的噪音底層處裡,在前幾篇的文章都詳細提及過:
http://www.sounderpro.com.tw/Service/Recent/2019_RocketGirls/2019_RocketGirl.html
而這次降噪的插件 WAVES-PSE則是透過 LP2(Live Processor2)多元插件機櫃與 Dante網路建立在 SoundCraft-Vi7000控台上,
在演出過程會有表演曲目需要再優化插件調整,而過多的通道排列會讓這個從電腦畫面找尋時間拿捏不到位,因此利用 MIDI
傳輸在插件的調整上使用物理旋扭轉子幫助快速完成調整。
另一張控台除了演出通道內容相同外(備份與樂隊混音),雖然沒有 PSE降噪插件,不過使用 AVID-S6L其內部噪聲門所提供的
微擴展器預調整,介入在每一個麥克風通道上,其降噪能力得到很有效的結果甚至不亞於 PSE的表現(只是設定過程要找到一
個適切的降噪電平臨界點要有耐心)。
還有就是極多人的手指頭了,試想舞台上這麼多的耳掛開放著,單靠一人的雙手頂多實質掌握 6~7根推子,再訪談的橋段時間
是最須要第三隻第四隻手伸出支援的,而且每個人分勞幾個通道記住人名,在沒有開口時候控制推子是在-3、-6位置,一開口
就推回到 0dB位置,光這個反應行為都能夠讓現場擴聲增益提升 6dB以上。
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多面向音箱吊掛演出設計
四面台演出的聲音系統在以前的巡迴裡都留下不少的心得記錄,最新的就是在年末這兩場大型舞台的音箱吊掛設計,它比較
特殊的焦點是對稱的擴聲問題(如圖所示),這個任務最早先在規劃音箱位置確立之後,礙於舞台美術與實際面難以成行,
一番會議折騰最後的拍板定案就變成圖面上的矩形設計,看似單純但是卻充滿對於擴聲增益的潛在挑戰!
因此當你接手任務之時就要解析後續會面臨的擴聲物理問題。
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六,延伸表演區潛在迴授(嘯叫)電平的掌握
回上一個論述,關於這個耳掛擴聲增益有沒有簡易的計算方式來瞭解帶到現場的擴聲系統建立完成之後能夠有多少的擴聲
增益可共使用(在產生回授之前),這是可以計算的。
最簡單的作法是如果帶著一只耳掛走到舞台延伸區能得到 90dB的擴聲增益(通道推子在 0參考位置,那麼每再開放耳掛就會
成數列的遞減 3dB,四只 6dB…結果 11只麥克風開放只剩下 90dB-10log(11只耳掛)=79dB!這還沒完,你須再扣掉音樂的
律動 6分貝就只剩下 73dB的擴聲增益這是不能成立的!要如何應退這個潛在迴授增益問題就需要透過前面所提的第三方支援,
有噪聲門、微擴展器、自動混音機制以及多人分工等步驟。
6分貝音律動太少人可以精闢清楚的,這是一個使用電學的刻度來承接線性類比的振幅變化,光以人聲語音在講話時後
就會有抑揚頓挫變化(感情),將這個過程變化大小振幅概括於 6分貝範圍裡這是什麼概念,假設 90dB是 1000W量級,
那 6dB則會是 4000W的量級變化,因為音樂是富含感情因素在內很抽象的,它的張力以四倍功率來儘可能的表達過程的
變化,若聲音系統是優沃的可以再提增這個動態範圍的尤其是交響樂、古樂的搭建。
10log(1000W)=30dBW@90dBSPL
10log(4000W)=36dBW@96dBSPL
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大量音箱組合都需要一個整合的 UI介面進行預系統調整。
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控台內部也必須在刻度範圍裡進行預調整。
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最早的舞台設計語音箱吊掛藍圖。
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最終版本舞台呈矩形狀,兩邊區仍在音箱覆蓋範圍。
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使用第三維度觀察音箱與舞台的視覺壓力。
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這是最終版第三維度觀察音箱與舞台的視覺壓力。
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音箱多了固然好,但是覆蓋勻稱與否是預調整首重之事。
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對角音箱時間與兩毗鄰的主喇叭在調整上是後縮的設定。
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這是 JBL各款的音箱曲線使用一個音程低解析觀察。
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而使用 1/12音程高解析仍然穩定維持,讓人放心。
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近看 JBL-S28重量級的超低音。
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在舞台監聽控台邊角使用心型設計降低氛圍影響。
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在對角補聲下緣也提供近面唇齒補聲,降低燈下黑現象。
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透過 Dante網線格式把降噪插件介入所有的通道上。
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為求快捷,使用第三方支持遙控插件的物理轉子。
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SoundCraft-Vi6負責所有的耳掛與手持以及降噪。
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請焦點在光譜,那一片中高頻是觀眾的叫聲 100dBSPL@A。
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