歌剧院声学结构与音响工程初探——以上音歌剧院为例

本文是一篇工程硕士论文，笔者认为声学结构与音响工程，两者之间其实是相互影响，并且相辅相成的，两者任意一方面得到提升，都可以辅助另一方面变得更完善，效果更好。两者相互结合，成为一体的声学结构，是现代歌剧院的所必经的一条提升道路，良好的结合，会让演出更加完善。

第一章 歌剧院的声学结构探微

一、传统剧院
17 世纪的欧洲，诞生了一种新的演出形式——歌剧，而伴随着歌剧的逐渐盛行，与其相适应的配套建筑——歌剧院，也开始逐渐兴盛。而为了能够更好的适应歌剧的演出，歌剧院需要将对内外声音的隔绝控制，空间的聚声能力、扩声能力，声音传达的清晰度等，这些自然声学条件都要将其考虑在内。因此当时的歌剧院建筑声学要求是十分严格的，但也正是这些严格的要求下，才让许多传统歌剧院流传至今，甚至举世闻名。以古罗马歌剧院与罗马歌剧院为例：
（一）、古罗马歌剧院
公元前 20-10 年，在古罗马的一座小山顶上的堡垒，被拆解材料，只剩下底部与两根罗马柱。被废弃的堡垒，甚至在中世纪时期一度成为石矿场。然而，在时间的长河下，歌剧，一种新颖的艺术表现形式在意大利诞生，这座被废弃的堡垒，也再次被眷顾，成为了当时的古罗马歌剧院。
仲夏之夜，漫天星辰，微风带着森林的清新气息徐徐飘散，露天的歌剧表演，成为了当时最美的享受。当然，这是当时对于这座古罗马剧院的称赞，始终是带着观众们的情绪的。但为何独独这个地方会从废弃堡垒的前身再次被眷顾呢？
这一切的幸运，或许都是来自于其自身所处的位置。其位于一座小小的山顶之上，建筑是从顶上，往中间下挖出的区域。这样的建筑，其天生自带的自然混响便就十分的悠扬，再漏斗形的建筑格局，使得声音变得十分凝聚，这些条件，变成了天然优势，也难怪乎会被人选中了。
下图 1 就是位于山顶的古罗马剧院，中间半圆形区域以及更靠前的舞台区域，就是当时剧院的表演区，以及之后分成三类区域的观众区。 ............................

二、现代剧院与音乐厅
当今社会，随着时代的发展，音乐科技发展迅猛，这使得我们的演出有了更多的机会、更大的场地、以及更丰富的演绎方式。而各类演出也有了各种更多的辅助，诸如各类交响音乐会、协奏、独奏音乐会，甚至是合唱类演出都会使用到的的音罩板；音乐剧、话剧演出时的现代音响扩声系统等，各方各面，都为演出带来了便利。同时，因为科技的发展，对于剧院的声场要求也更为严格、精确，而建筑的要求也更为精细。许多传统歌剧院，也为此做出转变。
（一）、斯卡拉歌剧院
斯卡拉歌剧院，就是许多做出转变的传统歌剧院的代表之一，是意大利三大歌剧院中历史第二悠久的歌剧院，但是却是三者之中最年轻，最具有现代气息的歌剧院。在 2002 年至2004 年两年的时间里，斯卡拉歌剧院进行了一次重要的翻新工程，借助现代科技的力量与技术，古老的歌剧院与现代音响技术相结合，一举成为世界上屈指可数的顶级歌剧院之一。
同样，总共能够容纳 3600 多名观众的斯卡拉歌剧院，也拥有着足足四层之多的包厢，每个包厢有 6 个座位，以及一个接近 700 座的马蹄形的池座。演出区域的乐池面积为 121平方米，舞台的面积为 780 平方米，空间充足的表演区域，让演员的演出能够更放心地施展手脚。表演区域加上观众区域，足够大的空间，带来了充足的混响时间，也让观众更加享受观演。（下图 5、6 均来源于斯卡拉官网）
（二）、上海东方艺术中心
说了那么多国外的，再扯回镜头，看看我们国内，甚至就在我们身边的演出场所。这是位于上海市中心区域的一所演出场所，演出种类繁多，不拘泥于一类演出形式。上海东方艺术中心拥有三个半球体形的室内表演厅，分别是接近 2000 座的音乐厅、1000 多座的歌剧厅、以及 300 多座的演奏厅。超过十年的演出历史，各类型的演出都曾在这里展现过身影，器乐表演、歌剧、芭蕾舞剧、话剧、音乐剧等等。
其歌剧厅仿照意大利歌剧院的建筑建设，从座位的空间分布，到观众区与演出区的比例分配，整体空间的大小，力图能够在厅内让观众欣赏到，可与国外优秀歌剧院堪比的优秀演出。
甚至在演出舞台的部分，更是有着冰台、水台等特殊舞台，东方艺术中心也专门为这两个舞台，特别计划了声学空间，并制定了特殊的电声扩声计划。
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第二章 上音歌剧院的声学结构与音响工程特征

一、硬件条件
（一）、外部因素处理
上音歌剧院就面临着外部因素的困扰。五年前，它的前身是一个停车场，位于汾阳路与淮海中路的交界处。其中淮海中路是交通主干道之一，车流量极大，而上音周围也被 1、7、10、12 四条地铁线所包围着。下图 12 中，被红圈圈住的的地方，就是上音歌剧院的地址了，而篮圈所在位置，则是上海交响乐团音乐厅。 由于上述复杂的地理位置所造成的环境影响，在上音歌剧院建设之前，主管部门特别聘请了工程设计师，来为歌剧院的建设作一系列的检测以及声学设计。他们分别在日间以及夜间分别对淮海路、汾阳路两个路段进行了噪声检测。
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二、音响与硬件
对于歌剧院而言，音响系统是最会被人关注的地方。上音歌剧院为此，同样引入了一主一备两台音控台，搭配以一系列音箱，力求将声音效果做到最好。下图 19、20 为上音歌剧院采购的两台音响控台。唯一有些遗憾的是，这两台并非主副关系，无法进行备份，不过主控台自身便具有强大的紧急电源与备份系统，倒也无伤大雅。
歌剧院的安全问题，不仅仅是要做好员工的安全保障，由于是对外的服务性演出场所，所以对于安全问题尤其需要注意。首先的安全问题就是电源，剧院作为用电大户，强电、弱电分布广泛，这对于没有专业知识的人员来说是十分危险的。
除此以外，消防隐患，建筑隐患，也是不容忽视的。如建筑隐患，上音歌剧院内，有诸多可移动性的建筑部件，好比可升降天花，共三块板，总重达 21 吨。一旦有所闪失，从高空落下，损伤就会十分严重，因此，这些天花被诸多钢筋绳牢牢束缚。
影响一场演出的因素，已经提及很多了，例子也有了很多。但是所有的问题，总结来说，就是两个大方面——声学条件与音响工程。
声学条件是一切的基础，虽然在任何环境下都可以进行演出，比如教室、学校操场，甚至是马路边。但是一个良好的声学环境，能够让一场演出变得更为出彩夺目，也更加的深入人心。
因此，世界各地才会有专业演出场所的存在，甚至到了现代社会，门类更多的演出场所被分得越来越细致。而音响技术则是辅助，能够让精彩的演出传播更广，将演员演绎的更多细节，借助电声系统传达给到场观演的每一位观众。
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第三章 声学结构与音响系统的分析与归纳........................................ 21
一、声学条件分析..................................................21
（一）、外部因素.............................................21
（二）、内部因素...................................22
结论..............................31

第三章 声学结构与音响系统的分析与归纳

一、声学条件分析
（一）、外部因素
以上海交响乐团为例，就声学条件中的环境来说，上海交响乐团与上音歌剧院，这两者所面临的情况几乎是相同的，地处市中心的繁华地段，地铁、马路交通等交通噪音已经造成了不小的困扰。
更为头疼的是，由于地铁会在建筑的下方经过，除了噪音以外，更会产生持久的震动。这对于讲究高要求的声学建筑来说，更是一个头疼的问题。因此，在设计师们几经探讨，以及多大十多次的协调与测量之后，初步的设计图被确定下来，而解决震动的方法，则是在建筑底部安装弹簧阻振器。 上海交响乐团音乐厅落成以后，其中之一的名号便是“国内第一个建在弹簧上的全浮建筑”。而上音歌剧院也正是借助着“前辈”的功劳，用同样的方法避免了振动这一问题，成为了“第二个”建在弹簧上的建筑。
而上音歌剧院对于建造时的墙壁隔音问题，甚至每个厅的内外墙的选材、以及设计都有可能是不同的。比如：主厅外墙采用的是双层加气混凝土砌块墙以及一个 6-10 公分的空腔，空腔内部放入的是矿棉片，为了防止产生刚性连接。而内墙则因为需要加装 GRG 声学扩散板，则改为了单层实心混凝土堆砌墙体。
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结论
传统歌剧院，在自然声场声学条件方面更占优势，但只是更契合歌剧院所演出的剧目，而现代歌剧院、音乐厅所展露出的声学问题，却正是因科技发展，使得这些问题更容易被发现、侦测出来。同时，现代歌剧院，由于要常常要兼顾到各大不同类型的演出，自然声学条件不能是一成不变的，而变化所展现出来的应对不同演出的能力不足，其实才是根本的问题。
但是，这些问题都是基于时代的限制，当时代改变并且进步，使得科技得以发展，如此便能更好演绎的作品。合理而全面的声学设计，能够极大地丰富场地的实用价值，更能做到不浪费空间、资源，使得声学条件在当下有一个最优选。而合理的声学设计，所需要的力量依靠来源，又正是音乐科技技术，与电声系统同出一源。
科技发展，终将推着艺术向更完美的方向发展。而不论是声学条件基础还是电声系统，其实无须去争论对错，也不用对这二者进行站队，或者讨论谁占比重更大，这两者，均能够使一场演出变得更加完善。
更好的声学条件基础，能够减轻演员与音响师的负担，能够让演出更自然更完美；而更完善全面的电声系统，则是能够让演出的细节分毫毕现，增添演出的精彩程度，也能够传播给更远、更偏僻的角落，而不让声音受影响与丢失。
一场演出，可以没有电声系统辅助，也可以没有良好的声学条件，但是一场优秀的演出，不可能两者一个都没有，而如果两者兼备，便是一种正向的助力，能够让演出更加精彩。如何将声学结构与音响工程相结合，构建现代歌剧院的完整声学结构。让演出更加精彩，正是以上音歌剧院为例的当代歌剧院所应该努力的方向。
参考文献（略）