1、EASE Focus 声学仿真实现中小型室内厅堂线阵列音箱的设置摘要：以青岛国际学校多功能厅为研究背景，利用 EASE Focus声学设计软件对国际学校的多功能厅进行线阵列扬声器的配置，找出线长适合中小型室内厅堂演出的线阵列扬声器系统，以得到良好的语言清晰度。关键词：多功能厅；EASE Focus 软件；线阵列扬声器线阵列扬声器系统目前广泛应用于室外扩声、大型室内建筑，如中国海洋大学体育馆成功利用了短线阵列。在普通中小型室内厅堂采用短线阵列、中线阵列也渐渐引起人们的重视。对于线阵列的研究主要运用 EASE及 EASE Focus设计软件，前者是德国 ADA公司出品的一个建筑声学模拟软件，后者则
2、是其姊妹公司 SDA出品的一个关于线性阵列扬声器系统的声场模拟软件，它是一种基于二维空间定位投射的专用线阵列声学仿真软件。青岛国际学校是一所设施一流、教育资源丰富的学校，其中建设的多功能厅已经完成(如图 1所示)，主要满足会议、语言声的需求。在研究过程中，我们首先量取了国际学校多功能厅各个听音面的尺寸，根据测得的数据在专用线阵列声学仿真软件 EASE Focus中建模。以使中场观众区获得最佳的听音效果为评价准则，制定了两种讨论方案：选用了短线、中线两种方案(分别是 4个、8 个音箱单元)进行仿真。最后根据仿真的结果，比较两种方案在各频率段的声压级及频率响应曲线，结合性价比得出讨论的结果，并分析
3、最终选用方案的优劣之处和优化方法。在 EASE Focus的 NEW PROJECT列表中，有 QSC公司的 ILA系列和WIDELINE系列的线阵列扬声器可供选择。对国际学校多功能厅配置了ILA系列的线阵列扬声器(如图 2所示)，其主要指标见表 1。选择此系列扬声器系统是因为它经济实用且易于安装的悬挂系统，还有足够的阵列调整余量，其低频范围也足够满足语音和大部分音乐的使用要求，可以实现多功能厅的多功能性。此多功能厅总长为 30m，高为 7.9m，从舞台口至大厅后墙为观众区，总长为 24m，宽度为 16.6m，大致分为 3个部分：舞台前区、中场观众区、后场观众区。其中，舞台前区长为 3.5m；
4、观众区呈阶梯状，每阶高为0.092m，长 1.3m，共 17排座椅，前 8排位于中场(如图 3所示)。2EASE Focus 声场仿真2.1 统一的参数(1)在统一的外界环境参数下分别进行仿真，如温度、大气压力、湿度等。(2)线阵列扬声器的悬挂高度均为 h=6m(此多功能厅舞台上方梁高即为 6m)；各音响单元增益均调至最大 0dB；Array Presets选项选择 J-Array。(3)软件有事先预制好的几种听音场地模式，由于研究的是室内封闭声场，我们只需在“Venue Presets”选项中选择“Hall” ，即礼堂(大厅)模型，而非软件默认的“open air”选项(户外露天听音场地)。
5、(4)使用 F9键调出软件选项菜单，在 ear hEights(人耳听音平面)设置“听音面”的高度。 “听音面”位于观众座位区上方，是距离地面 1.2m的一个虚拟平面，是计算和显示厅堂声学特性的一个重要指标。结合此多功能厅的面积考虑，把其听音面大致分为两个部分：中场观众区和后场观众区。值得注意的是，由于此多功能厅观众区地面为阶梯分布，所以它的听音面也是由前至后逐渐升高的斜面。2.2 仿真结果对比2.2.1 同一频率段内的组合直达声压电平在这里，我们首先选取 3个典型的频率段，分别为 125Hz to 250Hz，500Hz to 1KHz，2KHz to 4KHz；然后分别在上面 3个频率段内
6、观察、对比短线及中线阵列在每个频率段内的组合直达声压电平。仿真结果如图 4图 5所示。从图 4和图 5可以看出，对于低、中频而言，使用短线阵列和中线阵列后的组合直达声电平曲线均比较平滑，组合直达声电平最高值与最低值差别不大。但是对于高频而言，舞台前区在使用短线阵列情况下的组合直达声压电平波动较大。2.2.2 中、后场观众区在同一频率段内的声压对比考虑中、后场是因为我们一般选取线阵列扬声器的原则是使声音尽量向远的地方传播，即线阵列扬声器的优势是把声音往中后场传送。在这里，我们同样选取上述 3个典型的频率段，分别以中、后场观众区为例，观察对比短线、中线阵列在每个频率段内的声压电平组合。对比图 6和
7、图 7可以看出，使用短线阵列和使用中线阵列对中场观众区处的声压影响没有明显差别。从图 8和图 9可以看出，使用短线阵列的情况下，在中、低频，后场声压不足 96dB，对比短线阵列，中线阵列能较好地满足听音要求。2.2.3 频率响应的对比分析用均衡调节工具条均衡后的频率响应曲线如图 10及图 11所示。其中，以 125Hz为参考点，其频响曲线对应的值由大到小依次表示舞台前区处的频响、中场观众区处的频响及后场观众区的频响。通过对比图 10和图 11可以看出，对于舞台前区及后场观众区，短线阵列在全频下前后声压差约 9dB，中线阵列仅相差约为 3dB；对于中场观众区处，短线阵列在全频下声压差也高达 15
8、dB，中线阵列频响曲线在全频下的声压差约为 8dB。但是总体而言，中线阵列扬声器组合的频率响应曲线较为理想。3 结束语 从 EASE Focus仿真的结果看来,中线阵列比较适合国际学校多功能厅选用。仿真前我们是将每个音箱单元的增益都调至最大 0dB,其可调范围为600dB,因此,在现场操作时只需对声压进行适当调节,便可更加完善地满足听音要求。唯一不足的是，较之 4个音箱单元的短线阵列，其成本相对较高，所以我们在国际学校多功能厅内最终只选用了 2组中线阵列。此外，EASE Focus软件在使用中还有许多细节需要完善，如水平覆盖角度的估算调整等。参考文献 1 王一兵.浅谈室外晚会扩声系统的设计J.现代电视技术，2008，10：1091142 王湖南.浅谈室外扩声系统设计J.戏剧丛刊，2007，5：793 杨华.浅谈线阵列扬声器及其室内应用J.电声技术，2007，31(12)：26294 胡秉奇，曾山，王以真.国家体育场(“鸟巢”)扬声器系统的研究、设计、制造、使用(一)J.电声技术，2009，33(5)：15175 胡秉奇，曾山，王以真.国家体育场(“鸟巢”)扬声器系统的研究、设计、制造、使用(二)J.电声技术，2009，33(6)：18206 汤磊.线性阵列优化软件 EASE Focus及应用J.演艺科技，2010，9：2629
