建成于2010年的广州大剧院，已成为广州新中轴线上的标志性建筑之一，是目前华南地区最先进、最完善和最大的综合性表演艺术中心，也是中国文化体制改革的前沿阵地。2010年，英国《卫报》撰文称赞广州大剧院是“继悉尼歌剧院后的又一个奇迹”；2014年，分别被《今日美国》和英国《每日电讯报》评为“世界十大歌剧院”、“世界最壮观剧院”；2016年10月，被美国有线电视新闻网（CNN）评为“全球最美音乐厅”，被意大利晚邮报列为改变中国的25个重大工程。坐拥如此多殊荣，必然其核心的声学设计一点都不马虎，今天小灵和大家探索一下广州大剧院的声学设计有哪些过人之处吧。
广州大剧院是广州市“十一五”期间新建的七大标志性建筑之一，也是第九届中国艺术节的主会场，建筑设计由著名建筑大师扎哈·哈迪德女士主持，建筑声学设计由迄今仍活跃在声学界的声学大师——声学界最高奖“塞宾奖”得主马歇尔先生主持，总建筑面积约70000㎡, 其核心设计理念称为“圆润双砾”：“大砾石”包括1800座的大剧场和录音棚、艺术展览厅；“小砾石”则是400座的多功能剧场。大剧场观众厅采用独特“双手环抱”设计，观众席看台两侧的延伸部分和楼座挑台交错重叠，从舞台角度看来，犹如迎面伸来的两只手臂。大剧院除了提供极佳的声学环境满足自然声演出的要求，实际运营的大部分演出都需要电声的支持。
图1 大剧场观众厅效果图
在声场设计方面，广州大剧院具有两个鲜明的特点：可变声场设计和超低频指向性设计。
1 可变声场
广州大剧院大剧场引入可变声场的设计，以可变的声场满足不同的艺术表演形式，以达到更高品质的扩声需求。
1.1设计理念
在对国际和国内重要表演剧场声场设计和使用需求进行充分调研后发现：剧场的节目形式多种多样，单一扩声模式很难同时满足各种表演形式的使用需求。归纳出以下主要的表演形式对扩声系统的需求，如表1所示。由表1可见，不同的节目表演形式，对听觉审美、最大声压级、扩声形式和声学覆盖的要求是不一样的。近年来，通过可变声场的设计，力求满足各种表演的专业需求正逐步成为国际上高端剧场未来发展的趋势。广州大剧院就经典艺术和商业流行两个使用模式分别设计了两套扬声器系统。以最小化干涉原则设计一套点声源阵列，满足经典艺术类的自然、保真扩声需求，满足以自然声为主、电声为辅的扩声形式；为满足大动态扩声的需求，设计一套线声源扩声阵列，满足商业流行演出的气氛和力度需求。两套系统可以快速切换，实际使用效果得到听众和调音师的赞许。
表1 不同类别表演对扩声系统的需求
1.2高保真模式
服务于经典艺术类的高保真扩声模式采用两层固定安装的扬声器系统和一组超低频扬声器系统，以最消化干涉的原则覆盖全场观众区，实现高品质的扩声。高保真扩声模式声场设计：大剧场共设左右两通道扬声器组，左通道扬声器组由上下2层组成，上层由2只高Q值的水平线声源扬声器系统组成，以最小化交叠的原则布置，主要覆盖楼座观众；下层由3只高Q值的水平线声源扬声器系统组成，同样以最小化交叠的原则布置，主要覆盖池座观众；右通道与左通道相同。从图中的声线覆盖可以看出，为有效地避免侧墙和顶棚的反射对观众听感造成的影响，巧妙地利用了水平线声源扬声器的拼接技术，精确地设定覆盖角度，达到真正的最小化干涉。另外，每声道配置3只双18英寸的超低频扬声器系统，置于上层全频扬声器系统与下层全频扬声器系统中间。左右通道共同均匀覆盖全场观众。
图2 高保真模式下层平面覆盖
图3 高保真模式上层平面覆盖
图4 高保真模式剖面覆盖
1.3大动态模式
服务于商业流行类的大动态电动吊挂扩声模式，设左、中、右声道扬声器系统组和左、右声道扬声器系统组，分别由9只垂直线声源扬声器系统和3只双18英寸超低频扬声器系统组成（与高保真扩声模式超低频共用）；中央声道扬声器系统组由10只垂直线声源扬声器系统和2只低频扬声器系统组成。
根据厅堂的特性，大动态扩声扬声器系统均为线阵列扬声器系统，指向性控制能力强，在长混响时间的厅堂优势非常明显。左右声道的扬声器系统采用非对称覆盖。线阵列在正常吊挂的状态下，可以通过改变覆盖角的方向，使声线尽量避免侧墙的直接反射，使得即使在大动态扩声模式下，声音依然非常干净、有力。中央声道采用宽角度的紧凑型线阵列扬声器系统，搭配推荐的高功率低频扬声器，突显人声的细腻。
图5 大动态模式左右平面覆盖
图6 大动态模式左右剖面覆盖
2 超低频系统设计
广州大剧院大剧场引入超低频指向性设计，以满足长混响状态下的低频覆盖要求。在长混响厅堂扩声应用中，如何进行真实的低频还原，是近年同行业扩声应用技术的重点，也是声场设计的难点。本方案左右声道各配置3只双18英寸超低频扬声器系统，可以组成心型指向超低频扩声阵列（将中间的超低频扬声器系统与两侧的超低频扬声器系统反向安装），经过严格的声场调试后，将明显改善低频段的指向性，有效提高系统的传声增益。
采用超低频扩声阵列后，50Hz-100Hz的超低频段具有非常强的心型指向特性，更加有效地将声能投射到观众区，提高观众的听感“力度”，同时，极大减少对舞台区的辐射，提高系统传声增益，降低传声器啸叫的可能。
图7 传统低频阵列覆盖模拟图
图8 心型指向低频阵列覆盖模拟图
自鲁班年代以来，中国国内就不乏震惊世界鬼斧建筑，广州大剧院更是结合优秀声学和顶尖建筑设计于一身，它不仅为普及人们精神生活而服务，更是国家科研进步的强大实力象征。尽管是个宏大的工程，不过其中很多细节很值得音响工程师去学习和借鉴，大家不妨有空去参观和偷师一下，这样对音响工程组建和安装都有莫大启发，如果再结合灵特优秀专业音频功率放大器组建工程现场，也许会获得更优秀的声效结果哦~~
