NTi Audio 如何在赛场发挥威力

北京 2022 冬奥会正如火如荼地进行,赛场之上,运动员们的表现总是牵动着人们的心。

对一般的电视观众来说,自然可以一边欣赏运动员们的精湛技艺,一边听解说员的精彩讲解,即便偶尔错过了重要内容,也可以很方便地回放。

图片来源:中国青年报

但对于现场观众,尤其对参加比赛的运动员来说,通过现场广播发出的各类通知播报和互动却是至关重要的信息源。在冬奥这样的顶级赛事,这些声音信息的准确传达不容有失。 除了比赛现场,还有休息室,评论员室,控制室,甚至走廊和播音室本身的声品质都不能忽视。

💡 包括水立方在内的场馆改造或建造之初,NTi Audio 的仪器便获得了声学专家的信赖
2022 冬奥会水立方冰壶赛场声学科研采用 NTI 特一级测试仪器,图片由清华大学建筑声学物理实验室授权使用

从设计之初到项目完工,声学专家们必须把控每个环节,确保各项声学指标满足要求,从而获得最佳的声音清晰度。而评估最终的清晰度,仅依赖主观听音远远不够,客观测量语言传输指数 STI 才是科学的评估方法。

GB/T 28049 厅堂、体育场馆扩声系统设计规范中对体育场馆的语言传输指数(公共广播系统语言传输指数 STIPA)提出了明确要求 – 即便是三级广播系统,也要达到至少 0.45 的 STI 值。在专业仪器的帮助下,声学专家们发现了影响语言清晰度的幕后黑手,并将它们逐一击破。

首先是混响时间

混响时间简直是语言清晰度杀手。试想现场运动员听到的声音“浑浊不堪”是什么感受。

评估发现,随着混响时间的增加,语言传输指数会一路下降

下面两段声音也直观展示了混响时间对清晰度的影响:

混响时间较小时的播报

混响时间较大时的播报

JGJ/T 131 体育场馆声学设计及测量规程中对不同容积的体育馆在 500 – 1000 Hz 上的混响时间提出了要求,比如容积 80000 – 160000 立方米的满场混响时间要求在 1.6 – 1.8 秒之间。

💡注意区分体育场和体育馆,开阔的体育场更接近自由场而封闭的体育馆类似扩散场。

在体育馆这样的大型场所测量混响时间绝非易事,除了需要高精度又操作简单直观的仪器,强大的声源更是必不可少,否则测试信号根本无法充满整个空间。这时,DS3 十二面体声源扬声器便可大放异彩。

小巧轻便的 DS3 声源能爆发巨大的能量

同时,测量人员在 XL2 声学分析仪上可以直接看到结果,找到不符合要求的频带,大大缩短了数据后处理时间。

然后是噪声

噪声越大,信噪比越小,人们能获得的有效信息便越少,这个道理并不复杂。而偏偏赛场之上最不缺的就是“噪声” – 对声学专家们来说,必须综合评估空场和满场时的噪声。

空场时虽没有观众,但包括通风,空调和灯光等各种设备都会发出噪声,某些频率的声音更特别烦人。噪声曲线这个参数便有了用武之地。

GB/T 28049 标准要求三级扩声系统的总噪声级达到 NR35。

噪声曲线的测量非常简单,可以直接在 XL2 分析仪上读出,免去了对照频响曲线的麻烦 

测量满场噪声对语言清晰度的影响一直是个难题,因为在现场坐满观众的情况下,无论是播放测试信号还是到测量点执行测量都很难实现,其耗费的时间也很难让观众接受。

针对这个困境,NTi Audio 创造性地开发了环境噪声修正功能。声学专家们可以先测出空场时的语言传输指数 STIPA,再后期将噪声叠加,从而得到有噪声时的语言传输指数。这个方案很好地解决了理论要求和实际测量的矛盾。

空场留给工作人员更灵活的操作空间

还有声压级 

我们很难听清喁喁细语 – 经验告诉人们,声音越大才能听得更清楚。起初,科学家们也这样认为。但细想便会发现问题,比如,在巨大声响下人们更愿意捂起耳朵而不是侧耳倾听。

经过多年的研究和实验,人们发现只有声压级在 60 – 80 dBA 之间时才能获得最佳的语言清晰度 

关于语言传输指数的国际标准 IEC 60268-16 经过多年迭代,也在不断完善对高声压级部分语言传输指数的修正问题。

在 2003 年之前,标准中认为声压级达到 80 dBA 后 STI 值保持不变
STIPA 测量功能自带实时声压级显示器,现已支持 ed5.0 版本标准

其它

体育场馆涉及的声学问题远不止这些,诸如隔声问题,比赛时的噪声污染问题都需要全盘考虑,任何疏漏都可能带来意想不到的后果。

感谢所有幕后工作人员的努力,我们享受了一场又一场精彩赛事!

Picture by Maja Hitij/Getty Images

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