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2022年冬奧會背後的故事:“冰絲帶”采用顛覆性技術設計的音響


引言

  長期以來,如果建聲不好,體育擴聲就會受回音的幹擾,讓人聽不清。這是世界難題,一直沒有解決。而冰絲帶音響效果遠超預期。這在惡劣聲環境下還能如此優秀,不可思議。實際這裏采用了一種新技術。

01 新技術被發現

  音響技術已經進入成熟階段,發展和進步越來越難。不過在體育擴聲領域,還存在不少發展空間。在工程建設中經常發現測試混響時間時有測不準現象,人們感覺回音環境中有“黑洞”,稱為“測不準原理”。“測不準原理”是指,如果用固定安裝音響測試混響時間,很可能測不準。經過多次嚐試發現,最主要原因之一是音箱的指向性問題,之二是吊掛位置問題。搞懂原因之後,使得體育音響擴聲技術產生了飛躍,體育擴聲已進入“高清”新時代。以前很多人不理解也沒有機會了解,但最近10年來這種現象被越來越多的人發現。

  “冬奧會冰絲帶”擴聲就是如此。這次冬奧會國家速滑館“冰絲帶”擴聲驗收時,也遇到測不準現象。建聲空場預測混響時間為4.5秒,可用固定安裝的音響係統測試混響時間為1.8秒。現場檢測人員檢測時認為,激發不出混響聲,即混響聲太短,不符合現場情況。測試結果與預測嚴重不符,這就是典型的一次測不準現象。

  自從人們關注混響時間測不準現象後,情況慢慢發生改變。在電子部三所陳建立老師的指導下,我們逐步發現了克服回音的規律,新的體育擴聲技術被研究出來。在2008年北京奧運會英東遊泳館音響擴聲工程中,現場聲環境惡劣,軟件預測結果也很不理想。但由於成功運用了新技術進行擴聲設計,使音響效果達到檢測單位從來沒測出過的極好程度。奧運擴聲清晰度標準是0.5,而英東遊泳館音響效果達到0.69,超過曆屆奧運會音響效果。

英東遊泳館音響效果


  國際上一直認為,電聲與建聲有一一對應關係,而這次檢測證明電聲與建聲的對應關係可以存在顛覆性改變的可能性。從結果上看,該體育擴聲新技術的發現,具有顛覆性意義。在國內,顛覆性技術不會馬上引同行關注,人們的注意力還都放在國際娛樂音箱大品牌的身上。可是有見識的中央電視台記者,極具洞察力,在現場眼前一亮。

英東遊泳館音響效果

02 創新技術

  對於內行來說,受傳統觀念的堅定影響,容易忽略事物特征的變化。對於外行關注者來說,反而容易發現並感知這種變化。顛覆性技術在發展初期,外行可能先有感覺,而在業內大市場層麵卻不會被看好。

  當前,一些體育場館投資建設方不是內行,苦於沒有見識,又不重視建聲,場館擴聲不清晰的情況還會長期存在。偶然的機緣下能用到新技術的投資建設方,就能感受到新技術帶來的超強震撼,有一種上帝賜予物美價廉好物的珍貴之感。

  通過“測不準原理”我們可以得出結論,用固定安裝的音響設備測量混響時間越準,說明該音響工程設計對建聲環境依賴性越強,就越體現出建聲與擴聲清晰度一一對應守恒定律。此時也更需要對這種依賴性提高警惕,越要特別小心遇到惡劣環境的時候,如何解決擴聲清晰度的難題。隻有提前做好對應方案,特別關注擴聲方案的風格是否對應了現場預測的混響時間,才能防患於未然。也就是說,如果改變音箱的指向性,盡量選用集中吊掛為主的方式,建聲與擴聲清晰度一一對應守恒定律(下麵簡稱:對應守恒定律)就會被推翻。也就標誌著對應不守恒定律的發現。

宇稱不守恒定律

  回顧李政道和楊振寧發現了宇稱不守恒定律後,算是推翻了宇稱守恒定律,因而榮獲諾貝爾獎。我們雖然學科小,但也性質相同。

03 值得推廣應用

  上述體育擴聲新技術應用效果極為顯著。不僅在冬奧會國家速滑館“冰絲帶”擴聲中發揮巨大的作用,在冬奧會殘疾人比賽館也同樣發揮了巨大作用。在此之前,該項技術經過了上百個體育場館擴聲工程案例的驗證,目前已發展到非常成熟的階段。從目前擴聲設計與聲環境之間關係的觀念上看,現實情況已經並將長期持續被改變,這預示著擴聲新技術已經確立,聲音能夠逃脫惡劣聲環境束縛,在惡劣環境下也能保證擴聲清晰度。

冰絲帶采用PROSO音響


  在效果與對應聲環境上看,國家速滑館(冰絲帶)的音響是技術上的顛覆,值得重視和推廣應用。

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