Page 7 - 《应用声学）》2023年第5期

第 42 卷 第 5 期 杨志刚： 从表演者角度论述歌剧院的声学研究和设计 899

从图 3 可以看出，管弦乐的声能在 1000 Hz 以 以起到事半功倍的效果。在声学设计中，声音
上会迅速下降，歌唱共振峰的频率出现在管弦乐的 的频率特 性多以倍频程表示，2000 Hz 倍频程

声能相对较弱的地方。Meyer [5] 总结道：在歌手与 最接近 2500 ∼ 3000 Hz 频率范围，所以本文就
管弦乐队的平衡方面，歌手的强音与历史上弦乐组 用 2000 Hz 倍频程的数据代表歌手共振峰进行
的声能大致相当，而管乐组的强音与歌手的声能峰 比较分析。
值大致相当。在3000 Hz时，歌手的共振峰明显高于
管弦乐队的声能，如果没有这个共振峰，歌手的声音 2 歌手和乐队之间平衡的声学设计
将很难超过管弦乐队让观众听到。
歌手和乐队之间平衡的声学设计目的就是放
0
大歌手的歌唱声并适当降低乐队的演奏声，使歌手
ႄᰴᮃൡׯ 和乐队之间的声音响度听起来比较平衡。
-10
ࣱکᄱࠫܦᑟጟ/dB -20 ኮऺ˭ 2.1 Marshall 等 [6] 根据歌手声音的指向性模式，总
放大歌手的歌唱声

ெ࣢ឭភ
结出以下4点建议：
-30
(1) 歌手转角超过 40 会出现明显的音色差异，
◦
-40
◦
0 1000 2000 3000 4000 5000 超过80 会变得不利。应该使用反射(特别是舞台一
ᮠဋ/Hz 侧的反射)以尽量减少这些影响。
图 3 乐队和男高音歌唱的频谱 [2] (2) 歌手面前的舞台反射特别有价值，应尽可
Fig. 3 Spectra of orchestral sound and the singing 能加以利用。
voice [2] (3) 侧面反射可能比顶部反射更有价值，并且
1.3 声音的指向性模式 应尽可能在歌手视线方向的60 范围内。
◦
应该考虑的另一个方面是歌手声音的指向性 (4) 合唱团应安排在陡峭倾斜的台阶上，坡度
◦
模式。Marshall 等 [6] 测量的男中音水平和垂直方 至少为1 : 1 (= 45 )。
向的指向性模式如图 4 所示。歌手共振峰主要落在 把男中音歌手 2000Hz 的声音指向性模式放入
2 kHz 和4 kHz 倍频程，4 kHz 的大部分能量仅在水 某剧院的平剖面图纸中 (见图 5、图 6)，可以更好地
平和垂直方向上正前方的 ±35 范围内，2 kHz 的声 理解上述 4 点建议，在歌剧院设计体形设计时要重
◦
音传播方向不是在正前方，而是垂直向下 20 左右， 点加强2500 ∼ 3000 Hz频率的反射。
◦
水平方向在 30 ∼ 60 。对女性声音的有限测量显
◦
◦
示这种定向峰值在她们身上体现得并不明显。
90O 90O
60O 60O
120O 120O
30O 30O
150O 150O
90O
120O
150O
180O 0O 180O 0O
180O
-150O
125 250
-150O 210O 1000 -120O -90O
500
-30O 4000 -30O
2000 Hz
-120O8000 Hz
-60O
-90O 0...-3 dB 0...-10 dB
(a) ඵࣱૉՔভ (b) ۇᄰૉՔভ
图 4 男中音歌手的指向性模式 [6]
Fig. 4 Directivity pattern for a baritone singer [6]
图 5 男中音歌手 (2000 Hz) 在剧院平面的声线分析图
对于声学设计而言，歌唱共振峰的存在意 Fig. 5 The sound analysis diagram of the baritone
味着增强歌手在 2500 ∼ 3000 Hz 频率的反射可 singer (2000 Hz) in the theater plan