全自动录播教室音质设计之管见

【摘要】文章通过总结长春理工大学多媒体教室建设经验,围绕全自动录播教室音质设计进行阐述,强调建设中系统设计重要性的同时提出解决办法和参考意见,或对当前教学环境建设有所裨益。

【关键词】录播教室;音质;系统设计

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)10―0064―03

科技的进步,以及优质课程资源建设的需求不断增大,促使全自动录播技术日渐成熟,各学校全自动录播教室的数量亦在逐步增多。但多数学校全自动录播教室是在既有教室环境基础上进行建设,只是设备的罗列组合,而忽视对全自动录播教室声、光、像、电的设计,运行效果欠佳,事倍而功半。

“凡事预则立,不预则废。”因此“所有高品质的厅堂环境设计,必需经过一系列认真的计算机模拟、频谱分析、建筑物理设计和最终的系统集成与测试,保证其性能指标的一致,以期达到:听觉上实现建声效果好、声压级高、恒定指向、音质优美、悦耳动听;视觉上无盲区、色彩还原好、图像清晰、传输质量稳定可靠”。[1]

考虑各学校资源配置、承建部门话语权重以及技术手段参差等因素,结合多年多媒体教室建设经验,以长春理工大学全自动录播教室建设为例,就全自动录播教室音质设计谈谈想法和做法,抛砖引玉,或对诸同仁当前工作有所帮助。

一 使用要求

全自动录播教室是集录制、直播、点播功能为一体的专用多媒体教室。学校主要应用于教师精品课程讲授信息采集,要求现场语言清晰,演播音质悦耳。

二 建筑概况

根据学校指定的范围,我们选用不临街、尽可能远离噪音源、长宽高尺寸适度的教室。

教室为矩形正方体,长12米、宽7.8米、高3.5米,墙体为空心砖砌水泥砂灰硬墙,大白压刮处理,一侧大面积单层双玻中空塑钢窗,相对的一侧前后各有两扇木门,总表面积162.9平方米,总体积327.6立方米。

三 设计依据

依据现有国家标准、规范,结合长春理工大学全自动录播教室的实际情况进行。

《建筑设计防火规范》 GBJ16-37

《厅堂扩声系统声学特性指标》 GYJ25-86

《厅堂扩声特性测量方法》 GB/T4959-1995

《厅堂混响时间测量规范》 GBJ76-84

《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92

《声系统设备互联的优选配接值》 GB14197-93

《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》 GB/T14476-93

四 设计指标

为了保证语言清晰,根据设计规范,结合教室体型,设计指标定为:

1 中频混响时间0.9±0.1s(500Hz),低频允许20%提升;

2 背景噪声≤25dB(A)(不计入外界噪声传入的情况下);

3 声均匀,避免声聚焦、颤动、反馈等声学缺陷。

五 工程内容

建筑声学设计是满足系统功能和音响效果的基础。一个好的设计能够将音响设备的优点充分发挥出来,让人听起来非常舒服。一般而言,建筑声学设计内容主要包括两大部分:噪声控制和音质设计。施工过程中,我们针对全自动录播教室的特殊性,认真把握噪声控制、音质设计两大声学设计内容,尤其注意整个工程中的关键――音质设计[2]。

1 噪声控制

东北地区春秋比较凉爽,八月伏天又是暑假期间,基于此种自然天气和经费预算,全自动录播教室没有设计空调;选定的房间是在用的普通教室,其建筑结构又不能改变。因此,根据拟定的设计指标,慎选照明电器以及投影机等其它设备,采用皮革包门,双层窗帘,并将天花板增加一层防火吸音板吊顶等方式降低现场噪声。

2 音质设计

音质设计是建筑声学设计的一项重要任务,工作内容包括下述几方面。

(1) 确定体型和体量。

教室的长度决定学生能否听得清又看得清,宽度与音质的空间感有重要关联,足够的净高则能保证良好地实现声扩散,而其体积和每座容积直接影响混响时间等音质参数,体型更是关系到是否存在声聚焦、声颤动、声反馈、声阴影等音质缺陷。所以在甄选确定教室位置时,聘请相关专业人员现场勘察并出具专业意见。

(2) 设计足够的响度

全自动录播教室主要用以语言扩声,人正常讲话的声音大约是60-70dB,其频率范围主要集中在中频。为了使每一位学生都清晰地听到响度适中的声音,同时考虑多媒体授课音频文件的播放,基准声压取90dB作为计算依据,并为环境噪音留下余量1-3dB,设计的额定扩声声压级P额=90dB+(1-3)dB。下表为全自动录播教室扩声系统声学特性参考指标。[3]

(3) 保证均匀的声场效果

施工过程中一定要注意声场的均匀度,否则由于声场的不均匀,有的地方声压大,有的地方又较小。实际工作中通过装饰工艺和音箱位置、俯角及功率分配达到均匀的声场效果,各点声压级差值控制在8dB以内。教室的后墙以及窗户相对的一面墙使用质感涂料处理,肌理质感明显,对声扩散经济有效;前置音箱吊装在天花板上,略微向后场倾斜等等。

(4) 设计适度的混响时间

混响时间是大家最熟悉的技术指标,一般情况下,50ms以内的近次反射声有助于加强直达声的响度,改革语音的清晰度和亲切感。混响声是声源产生的自然混响声。混响时间与音源无关,是教室内声音特点的一个客观量,取决于教室容积、内表面吸声量。根据全自动录播教室的使用要求,设计混响时间指标为0.8-1.0s,虽是语言录音为主,但也不可将取值设定较小,以期利用混响器加大混响时间,这样做破坏了教室空间恰当的“堂音”,反而不能产生优美的自然混响效果。工程中采用塞宾公式T=0.161V/(S*α)(T:混响时间,V:总体积,S:总表面积,α:表面平均吸声系数),统计好各种材料各自的面积,查取它们在500Hz的吸声系数,计算出混响时间并与设计指标相比较,若差距较大,就要考虑减少或更换某些材料,然后进行再计算,直到满意为止。

(5) 声学缺陷的避免

声学缺陷带来的扩声效果不佳,不能一味地笼统说音响效果不好,全部归因于设备,其实他们都应该属于声场的范畴。对于声颤动、声聚焦、声阴影等问题,通过上述几方面的合理设计,均可以避免,唯有声反馈的前期预防比较困难,而全自动录播教室应用中又非常重要。实际中如果声场比较均匀,没有声聚焦,扩声增益不大时声音反馈不容易发生,但是在工程结束前,能借助仪器进行检测更好,否则必须利用设备反复调试,来弥补声场的不足,避免声反馈的发生。

(6) 声压级的计算

声压级的计算目的不仅是为了给使用者提供可行的工程电声参数,以利于安全、正确地使用设备,创造健康、卫生的听音环境,同时,还给音响工程中的电气设计提供依据,为设备选型提供参考。[4]

实际工作中选取已确定的“基准声压90dB”,根据公式P=P额+6L(P:音箱在1m处需要提供的声压级,L实际扩声范围平均听音距离)计算出音箱在1m处需要提供的声压级,就是电气设计和设备选型的依据。

至此全自动录播教室的音质设计结束。工程竣工验收前,对音质设计进行了主观评价:利用《评价用节目源》,组织相关专业人员客观地作出鉴定,结果十分满意。

从上述我们不难发现,设计方案是需求目标的确立,是施工质量、设备选型的依据,是系统工作运行效果的保证。

参考文献

[1] 钟晓流.多媒体教学环境的设计与评价[J].现代教育技术,2010,20(6):5-10.

[2] 吴硕贤.建筑声学设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3] 王峥,陈金京.建筑声学与音响工程――现代建筑中的声学设计[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4] 专业音响工程中的声场设计[DB/OL].