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時(shí)尚、先鋒|長江劇場“黑匣子”劇場聲學(xué)設(shè)計(jì)
時(shí)間：
2022-08-27
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企業(yè)新聞
1 長江項(xiàng)目概況
長江劇場位于上海市黃浦區(qū)黃河路35號(hào)鴻祥大廈輔樓內(nèi)，前身為卡爾登（CARLTON）大戲院，1957年和1976年進(jìn)行過兩次大修。2017年再次進(jìn)行修繕，新的長江劇場在原有的建筑布局基礎(chǔ)上，將大劇場的舞臺(tái)和觀眾廳“一分為二”（圖1），化身為一個(gè)可容納230人的“紅匣子”劇場（原觀眾廳部分，圖2）和一個(gè)可容納100人的“黑匣子”劇場（原舞臺(tái)部分，圖3）。長江劇場裝修工程榮獲2019年上海市優(yōu)秀工程勘查設(shè)計(jì)項(xiàng)目三等獎(jiǎng)。
圖1 長江劇場平面圖
圖2 “紅匣子”劇場
圖3 “黑匣子”劇場
具有先鋒色彩的“黑匣子”劇場打破舞臺(tái)觀眾席分隔的傳統(tǒng)劇場概念，12塊升降臺(tái)既能做舞臺(tái)也能做觀眾席，輔以可全方位轉(zhuǎn)動(dòng)升降的燈景吊桿系統(tǒng)，可根據(jù)不同藝術(shù)表演要求做自由組合，觀眾席位和表演區(qū)幾乎零距離。“黑匣子”劇場建筑平面呈近似矩形，最大長度約16.5 m，寬約11.5 m，水平投影面積約173 ㎡，平均高度為11.5 m，主演廳容積約1 990 m³。廳內(nèi)采取合理的建聲設(shè)計(jì)，配備“四維全息聲”音頻系統(tǒng)，為觀眾提供極致的視聽體驗(yàn)，也為戲曲內(nèi)容的創(chuàng)新演繹提供展示空間。
2 劇場建筑隔聲設(shè)計(jì)與噪聲控制
將原長江劇院的觀眾廳和舞臺(tái)分隔成兩個(gè)獨(dú)立的演出空間，首先要解決的便是兩廳的隔聲問題。為保證兩廳同時(shí)使用的情況下，不受彼此噪聲干擾，在結(jié)構(gòu)荷載非?？量痰臈l件下，本工程采用中間400 mm厚加氣混凝土砌塊、兩側(cè)具有隔振和阻尼構(gòu)造的輕質(zhì)隔聲層的復(fù)合隔聲構(gòu)造，在全頻帶取得良好的隔聲效果。施工中期對其進(jìn)行現(xiàn)場聲學(xué)檢測，復(fù)合墻體的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化聲壓級差DnT,w達(dá)到63 dB，可基本滿足兩廳同時(shí)使用的隔聲要求。墻體各頻帶的標(biāo)準(zhǔn)化聲壓級差DnT檢測結(jié)果見表1。
表1 隔墻標(biāo)準(zhǔn)化聲壓級差檢測結(jié)果
此外，長江劇場屋頂有大量機(jī)組設(shè)備，為避免機(jī)組設(shè)備振動(dòng)和噪聲對劇場內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲干擾，分別在“紅匣子”和“黑匣子”劇場上空做輕質(zhì)隔聲吊頂，并對新增機(jī)組采取有效隔振措施，有效解決屋頂機(jī)組設(shè)備對劇場的振動(dòng)噪聲干擾。
新的長江劇場功能定位為先鋒性、實(shí)驗(yàn)性、創(chuàng)新性小劇場，以戲曲為主，兼顧戲劇類演出和教育展示活動(dòng)。“黑匣子”劇場需兼顧自然聲演出與全息聲擴(kuò)聲演出需求，而兩者對聲學(xué)設(shè)計(jì)[1-2]指標(biāo)與建聲環(huán)境需求有較大差別：自然聲演出時(shí)，為避免聲音過于干澀，提高聲音的豐滿感與空間感，一般要求適當(dāng)?shù)脑缙诜瓷渎暸c稍長混響時(shí)間（本項(xiàng)目規(guī)模理想中頻滿場混響時(shí)間約1.2 s），而全息聲演出是通過擴(kuò)聲系統(tǒng)來構(gòu)建三維聲場環(huán)境，所有音效在演出前已制作完成，并要求廳內(nèi)建聲環(huán)境以直達(dá)聲為主、較短混響時(shí)間（本項(xiàng)目規(guī)模理想中頻滿場混響時(shí)間約0.7 s）。
為平衡兩功能要求的沖突，在具體設(shè)計(jì)及聲學(xué)指標(biāo)上進(jìn)行兼顧、折中設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)指標(biāo)如下:
- 中頻滿場混響時(shí)間設(shè)計(jì)值：RTmid=0.90±0.10 s。
- 混響時(shí)間頻率特性要求盡量平直，允許低頻段適當(dāng)提升。
- 廳內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)可識(shí)別的音質(zhì)缺陷，如聲聚焦、回聲、顫動(dòng)回聲、共振等。
長江劇場具體聲學(xué)設(shè)計(jì)如下：
3.1 劇場頂面聲學(xué)設(shè)計(jì)
由于劇場建筑高度較高，高11.5 m，為避免出現(xiàn)回聲，也為在自然聲演出模式下給地面觀眾提供來自頂部的早期反射聲，在距地面8.5 m高度設(shè)置折線形反聲板，其材質(zhì)為雙層12 mm厚石膏板。
3.2劇場墻面聲學(xué)設(shè)計(jì)
劇場墻面采用阻燃裝飾吸聲板與QRD擴(kuò)散體間隔布置，二者面積比例為1:1，既實(shí)現(xiàn)廳內(nèi)在使用全息聲系統(tǒng)時(shí)觀眾區(qū)以直達(dá)聲為主，又保證自然聲演出所需要的合適混響時(shí)間。此外，為均衡低頻吸聲，同時(shí)考慮建筑空間限制，阻燃裝飾吸聲板采用100 mm空腔和200 mm空腔兩種構(gòu)造（圖4）。
圖4 “黑匣子”墻面布置圖
3.3劇場音質(zhì)檢測
長江劇場竣工后， 按照國家測量規(guī)范[3]對其進(jìn)行聲學(xué)檢測（空場狀態(tài)）。廳內(nèi)主要音質(zhì)指標(biāo)測量結(jié)果見表2。
表2 音質(zhì)參量檢測結(jié)果
長江劇場“黑匣子”劇場空場中頻混響時(shí)間為1.0 s左右，達(dá)到滿場混響時(shí)間設(shè)計(jì)預(yù)期。廳內(nèi)聲場分布均勻，音質(zhì)明晰，可較好地滿足戲曲自然聲和全景聲系統(tǒng)演出模式對建聲環(huán)境的需求。
4 全息聲系統(tǒng)擴(kuò)聲方案在“黑匣子”劇場中的運(yùn)用
長江劇場“黑匣子”劇場靈活的演出方式對電聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出新的挑戰(zhàn)。由于演出和觀演的位置不固定，傳統(tǒng)的立體聲擴(kuò)聲系統(tǒng)無法滿足聲像一致的要求，導(dǎo)致定位感知的失真。因此，采用一套基于波場合成理論（WFS）而開發(fā)的“四維全息聲”系統(tǒng)擴(kuò)聲方案。整個(gè)系統(tǒng)由多層揚(yáng)聲器陣列擴(kuò)聲與全息電子聲罩兩部分組成。該系統(tǒng)能夠不受物理空間限制，全息重構(gòu)聲場，準(zhǔn)確還原聲像；能夠根據(jù)不同場景的演出需求，匹配不同的混響時(shí)間，具有高度的靈活性。
全息擴(kuò)聲系統(tǒng)由4只超重低音揚(yáng)聲器、“0層”37只墻面環(huán)繞揚(yáng)聲器、“+1層”13只墻面環(huán)繞揚(yáng)聲器、“+2層”10只頂面揚(yáng)聲器共計(jì)64只揚(yáng)聲器組成的聲陣列組成，合成三維聲場。揚(yáng)聲器布置示意如圖5所示。“0層”位于人的耳朵高度，在水平面內(nèi)對不同方向的聲音進(jìn)行定位，與上面兩層及吊頂下的揚(yáng)聲器相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)三維聲像定位，在垂直方向上較為豐滿地延伸了聽音效果。全息電子聲罩由16支分布于劇場天花以及四周墻面的定制傳聲器組成。
圖5 揚(yáng)聲器布置方案示意圖
全息聲擴(kuò)聲系統(tǒng)模擬的聲源分兩類，場外聲源和場內(nèi)聲源。場外聲源主要是風(fēng)聲、雨聲、雷電、市井喧鬧聲等環(huán)境聲。這部分聲效預(yù)先制作完畢，通過激發(fā)不同方向的揚(yáng)聲器，進(jìn)行延遲和預(yù)濾波后合成聲場，再現(xiàn)場外聲的方位、距離和時(shí)頻特性。場內(nèi)聲源主要是演員和樂器，電子聲罩系統(tǒng)獲得信號(hào)后，對強(qiáng)度和方位等信息進(jìn)行分析，驅(qū)動(dòng)不同的揚(yáng)聲器單元，再現(xiàn)場內(nèi)聲源的空間位置和時(shí)頻特性。由于WFS技術(shù)是基于聲場合成的原理，因此相比于傳統(tǒng)的立體聲技術(shù)，它對聲音空間感的再現(xiàn)更強(qiáng)。在整個(gè)觀演空間中，每個(gè)位置都能獲得比較真實(shí)的方位感，不存在“皇帝位”。
2019年5月，長江劇場沉浸式全息聲版越劇《再生緣》以戲曲藝術(shù)為載體，結(jié)合費(fèi)迪曼遜四維全息聲技術(shù)，為觀眾呈現(xiàn)全新的觀演體驗(yàn)，現(xiàn)場反響熱烈、好評如潮（圖6）。
圖6 “黑匣子”現(xiàn)場演出圖-沉浸式越劇《再生緣》
5 結(jié)論
作為時(shí)尚、先鋒的戲曲專屬實(shí)驗(yàn)劇場，長江劇場“黑匣子”通過合理的聲學(xué)設(shè)計(jì)，兼顧自然聲演出和全景聲擴(kuò)聲系統(tǒng)，在音效再現(xiàn)上獲得良好的空間感。“黑匣子”劇場打破演員和觀眾的界限，使觀眾置身于戲曲中，成為戲曲演出的一部分，實(shí)現(xiàn)聲學(xué)技術(shù)和戲曲演出藝術(shù)的同步創(chuàng)新，為觀眾帶來沉浸式戲曲觀演的美妙體驗(yàn)。
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