超大型户外音乐节全景声系统搭建关键技术研究

吴沁
（国家广播电视总局机关服务局，北京 100866）

摘要:随着户外大型音乐节全景声技术的不断发展，对场地的搭建技术需求也愈发复杂。大型户外音乐节的全景声系统搭建技术得到广泛应用，全景声技术通过模拟人耳的听觉特点，于音频中制造出真实的环境感受技术，让听众可以感受到全方位的声音效果，提升现场音乐氛围。本文将深入探索全景系统搭建关键技术的原理、应用场景以及搭建方式，让读者更好地了解与应用全景技术。

关键词：音乐节；全景声系统；关键技术

引言：

超大型的户外音乐节是最受现代年轻人欢迎的音乐盛会，大众对音乐节沉浸式听觉感受的高质量需求也越来越高，全景声技术所具备的声场营造能力，是提升音乐节听觉品质的关键，但是，由于超大型户外场地较为开阔、声学环境混杂、信号传输距离较长等众多干扰因素，使传统的音频系统无法满足全景技术的搭建要求。所以，需进一步研究超大型户外音乐节全景声系统搭建的关键技术应用，分析户外声场优化、长距离低延迟信号传输、系统架构设计等重要困扰，给予超大型户外音乐节全景声系统搭建理论性支撑和实践建议，促进户外音乐节向高品质提升。

一、超大型户外音乐节全景声系统特点

1.大覆盖范围需求

超大型户外音乐节一般可容纳数万观众甚至数十万观众，其场地规模较大。例如，科切拉音乐节举办占地面积十分宽阔，观众区分为多个不同区域，这样大规模的音乐场地，需要音响系统具备极强的覆盖能力。若音响设备较小，声音无法在这样大的场地中，被均匀的传播到每一个地方，致使有些观众不能清晰的听到音乐。为满足超大型户外音乐节的大覆盖范围，音乐节的音响设备需使用如线阵列音箱的大规模扬声器布置。线阵列音箱可以将声音聚焦成束状进行传播，能够有效降低声音在传播过程中的衰减，可以完成较远距离的声音覆盖。并且，还需在音乐场科学合理的规划扬声器的角度与位置，依据音乐场地地形与观众分布情况，进行精确设计与计算，以保障音乐场地每个区域都能被音乐声音所覆盖。

2.复杂环境适应性

户外音乐场地也面临着复杂多变的自然环境因素，也影响着音频设备的稳定性。例如，下雨天时音响设备会因受大量雨水侵蚀，出现设备短路、损坏等问题，使音响设备无法正常运。所以，开展超大型户外音乐节时，需要选择防水性能强的音频设备，需使用具备防水材质的设备外壳，将接口处进行严格密封处理，使其不受潮湿环境影响。若在高温天气下，就需为音频设备安置散热设备，例如，散热片、散热风扇等，防止音响因设备过热而降低使用性能。

音乐场地的地形位置也会对音频系统产生影响，如若将音乐节场地远在山地以及有起伏的地形上，声音的传播会因此受到反射与阻碍，从而引发声影、回声等问题，造成声音清晰度不够与音质不好等现象。为防止这种情况，需使用先进的音频处理技术，例如，动态均衡、回声消除等，音频动态均衡技术是可以依据声音的传播情况，自动调整不同频率的音量，降低因地形原因造成的音效问题；音频回声消除技术是通过分析处理音频信号，来消除反射声对原声造成的干扰。

二、超大型户外音乐节全景声系统关键技术

1.音频传输与信号处理技术

（1）高效无线传输技术

超大型户外音乐场地的占地面积较大，便会出现因环境干扰、距离较长而引发的信号传输问题。所以，在大型户外场地需使用，基于数字调制的高带宽无线传输设备，先进的无线音频传输技术可以保障音频信号稳定、强化延迟速度，使音频可以稳定的从舞台设备传输到每个音频处理节点与扬声器上。例如，问哦有效避免常见的信号干扰频段，部分高端无线音频设备使用了 2.4GHz 与 5.8GHz 双频段传输功能，可以提升信号传输的稳定性。并且，可以经过自适应编码调制技术，依据信号传输的实时状况及时调整编码方式与传输效率，保持音频品质。

（2）信号的数字化处理与优化

音频信号在开始传输过程中会受衰减、噪声等不良干扰，而数字化信号处理技术可以将采集到的音频信号进行增益、均衡以及降噪等处理，可以使用高性能的模数转换器，把模拟音频信号转换成数字信号，降低信号缺失。运用数字滤波器对音频信号进行精细的频率响应调整，填补因环境因素、扬声器特性、传输线缆等因素引发的频率失真现象。对不同人声、乐器的音频信号实行独立的动态范围控制，不仅能让场地各种声音保持平衡效果，又能让声音清晰可辩。

2.多声道布局与扬声器系统技术

（1）环绕声布局设计

全景声系统中的多声道布局是系统的关键技术，其通过安置合理的扬声器位置，可制造出环形立体声效。超大型的户外音乐节现场，一般会使用以舞台为中心的环形布置，除了两侧与中间的扬声器外，还会在后面、侧面安置扬声器，甚至有高空悬挂式的扬声器，形成 360 度全包式布局。在布置中需依据声学环境、观众布局以及场地形状，计算每个声道扬声器的角度与位置，保障每一位观众的听觉感受。

（2）高性能扬声器选型与阵列技术

超大型户外音乐节红需要配置覆盖力较广的扬声设备，需使用灵敏度高、功率大的专业扬声器，并在场地使用阵列技术。使用较为广泛的是线阵列扬声器，能够在远距离保持声音的清晰程度与一致性。在安置过程中，需将扬声器按照计算规则排成线性阵列，能够有效限制声音的走向，让声音可以准确的覆盖到观众区，减少声音的反射干扰与扩散。音乐低频部分，可使用大型超低音扬声器阵列，可加强音乐的震撼力与节奏感。

3.声音处理与增强技术

（1）空间音效模拟技术

全景声系统可采用空间音效模拟技术，在户外空旷环境中，制造出与室内音乐厅相似的混响效果与空间感。其运用数字信号处理算法，将音频信号中加入人工混响与延迟效果，模拟声音在不同空间环境中的传播特性与反射效果。可依据音乐节县长的升学特点与实际大小，对延迟时间、反射声前度、混响时间等参数进行调整，让观众可以感受到更加立体、丰富的音乐效果，使其仿佛处在一个封闭的声学空间内欣赏音乐。

（2）实时音频分析与反馈抑制技术

户外音乐节因其环境复杂，容易出现声音反馈问题干扰音频质量。实时音频分析技术可以对现场音频信号展开实时监测与分析，运用相位监测与频谱分析等技术，快速发现隐性反馈频率点。检测到反馈频率点后，自动启动反馈抑制器，利用陷波滤波器等方式衰减反馈频率，可有效消除啸叫等反馈情况。也能够运用实时音频分析结果，对整体音频系统的增益、均衡等参数进行动态调整，以符合不断变化的音乐节目内容与环境声学条件，保障高品质的音频效果。

三、全景声系统搭建流程与实施要点

1.全景声系统的科学设计

超大型户外音乐节全景声系统在设计搭建时，需运用声学理论结合场地特性进行详细规划。搭建前需对场地进行测量，明确场地的地形特征、反射面材质、空间大小等数据信息，使用 ODEON、EASE 等声学模拟软件建立三维声学模型，预测混响时间、声场分布、声压级等数据信息，修补潜在的声聚焦、回声等问题。

全景声系统可根据音乐节的演出风格、类型修改架构，面对交响音乐类型，需注意声音的自然度以及平衡度；面对电子音乐类型，需注意声音的精准定位和低频的节奏效果。然后，合理搭配环绕声系统、补声系统、主扩声系统以及延时系统，明确扬声器的布局方式、数量以及类型，保证音乐场地声压级的均匀度误差不超过±3dB ，满足观众沉浸式全景声音乐感受。

2.全景声设备的合理部署

（1）扬声器部署

全景声设备的部署依靠工程规范和声学原理，可以发挥出设备的最优性能。对于扬声器的部署，主扩声系统大多使用线列扬声器，将其吊挂与舞台上方及左右两侧，运用线阵列的垂直指向性控制特性，使声音向指定区域传播，可有效强化音效及清晰度。现场的补声扬声器需根据场地形状、大小，均匀分布在观众区，填补主扩声系统未能覆盖区域，确保整场声压级保持一致。

（2）功放与音频处理设备部署

全景声系统的功放设备，是根据扬声器的阻抗匹配原则与功率需求配置，使用并联、桥接等合适的连接方式，保障设备功率传输能高效、稳定的运行。音频处理器的选择需拥有强大信号处理能力，可以在场地高效处理压限、均衡、延时等问题，提升现场音乐信号质量。并且，安装设备时需使用防水防尘以及饱和电源设计，为设备做好防护及供电保护，使设备可以稳定运行。

3.全景声系统的精细调试与优化

（1）系统调试前的准备与基础参数调整

全景声系统的调试是提升音质效果的关键，在调试前，要检查、校准所有配置设备状态，保证现场设备的稳定性。进行调试时，先调整基础的增益结构，设置合理的输入输出电平，保障不会出现信号过盛或大幅度衰减现象。同时，利用专业的频谱分析仪与声级计等测量仪器，进行频率响应与声压级监测，经过调整均衡器参数数据，填补场地声学缺陷，消除频率相应曲线。

（2）全景声定位与包围感调试及综合优化

全景声系统的定位与包围感功能，需调整好设备的延时系统。根据现场扬声器和观众的距离，合理计算并设置声音延时时间，使观众在听到不同方向声音时的效果符合听觉正常规律与感知，制造出完美的声音空间感和方位感。同时，在调试过程中，还要结合实际演出内容实行试听优化，邀请专业音乐家、音响工程师等，试听音乐场地效果，并对调整与优化系统，使设备达到最好状态。

结束语：

超大型户外音乐节的全景声系统搭建技术十分关键，通过对系统架构、传输技术、空间学处理等多个环节的深入分析，完善其因户外环境复杂、信号传输不足、声道布局繁琐等实际困扰。通过对设备的测试与应用，科学合理的搭建全景声系统，可以带给观众沉浸式的音乐感受。

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作者简介：吴沁（1971 年 10 月-）男，江苏南京人，本科，职称：工程专业工程师工程师，研究方向：舞台灯光音响、会议室扩声。