2022年北京冬奥会开闭幕式音响设计解析_专业音响新闻

2022年北京冬奥会开闭幕式音响设计解析

更新时间：2022-2-24 10:15:49　编辑：温情　音响网　调整文字大小:【大中小】

当奥林匹克的火种再度点亮千年古都，北京成为奥林匹克历史上首个“双奥之城”。中国国家体育场——鸟巢，也将创造历史，成为世界上唯一一个同时举办过冬奥会和夏奥会的“双奥”体育场馆。

1 关于扬声器装置

本次北京冬奥会开闭幕式音响设计共计使用了近500只扬声器，功放200余台：其中鸟巢碗边吊挂276只扬声器，22组用于覆盖高层观众席，2组用于舞台返送；地面摆放140多只扬声器分别覆盖底层观众席以及前区舞台；演员候场区大约使用90只扬声器，以保证所有观众的最佳听音效果。整场活动使用了超过1000个音频路由、24组光纤、12组MADI，确保了现场及直播的万无一失。

吊挂扬声器位置示意图

L-Acoustics K2主扩扬声器

高达尚hi K20地面主扩扬声器

通过SoundVision对主扩扬声器设计方案测算出的数据

高达尚K8线阵列返送扬声器

高达尚K20线阵列返送扬声器

通过SoundVision对表演区反送扬声器设计方案测算出的数据

主席台区域采用高达尚A8双两分频扬声器

宣誓台区域采用高达尚冬奥定制版M6双分频扬声器

舞台出入口采用高达尚A15扬声器

冬季奥运会演出期间，北京最低温可达到接近零下二十度，同时会伴随着大风以及雨雪天气，而国家体育场是露天场馆，恶劣的天气和环境对扬声器系统的产品质量和施工带来了巨大的挑战和难度。所以对扬声器系统的选用不仅需要其拥有优秀技术参数与性能，也需要对整个扬声器系统进行合理的设计安装与规划，同时对质量也提出了更高的要求。首先为应对大风天气，使用了定制的吊挂件并对每组扬声器的吊挂通过软件进行了受力计算，从而加大了扬声器组的安全系数，保证了不会因为大风天气使扬声器组出现随风摆动的危险。通过安装完成后的测算，吊挂的扬声器系统在七级疾风的作用下也仅有小幅度摆动。为了应对雨雪天气，扬声器系统均满足了防水防尘等级IP55。低温天气对于系统有极大的负面影响，为了保证功放能够在低温天气下良好的运行，设计团队给每一组功放点位都设计了保温棚，同时对保温棚采用了物联网技术进行棚内温度和湿度的实时监控，并通过LA Network Manager软件对功放的工作状态进行监控，以保证整套扬声器系统的正常工作。

进场施工前，音响执行团队成员进行了集中训练，确保安装过程中的安全与准确。在施工期间，执行团队成员对每个吊挂部件均进行了受力测试，极限受力超过需受力承重的两倍以上。由于施工环境复杂，执行团队成员为完美的呈现声音效果付出了极大的努力和辛勤的汗水，他们排除万难，严格按照设计方案实施安装，直至施工工艺完全符合国家标准。

吊挂扬声器组图示

功放保温棚

在控制和传输系统当中，需要整个系统同时具备强大的功能性与安全性，从而保证系统的良好运行和安全稳定，使声音的呈现上做到万无一失。

调音台是整个音频系统的核心，强大的功能、便捷的操作以及安全稳定的工作，是对调音台系统的基本要求。调音台系统采用了环形加星形的系统构造，所有控台在环路里共享输入，在本地使用MADI独立备份系统输出。为了达到安全性要求，调音台选用了具有双引擎架构的DIGICO SD7Q，其镜像备份功能可在两个引擎之间无缝热备份极大的增加了系统的安全性，同时在中央环路中再加入另一张备份控台，就做到四重引擎备份，双重控台界面备份。在光纤环路中，所有控台都可以共享接口箱的输入，所以使用了双向光纤环路设计，即便环路中某一部分出现意外，也不会影响环路中其它设备的工作。同时，将所有主备音源以及话筒，分别接入了主备接口箱。即使环路中某一部分出现故障，整个系统也可以安全稳定的工作。两台控制界面在互为备份的同时，输出线路也互相独立，两组信号进入功放以后，将功放的输入设置为双通道A+B模式，从而使整个控制系统拥有了八重备份。完全的满足了对控制系统安全性的设计要求。

互为备份的两台SD7Q控台界面

接口箱采用了配套的DIGICO SD-RACK

为了满足国家体育场长距离的信号传输要求，信号传输中使用了2台M.1K2矩阵MADI路由器、12台ANDIAMO2和2台ANDIAMO.MC来组成强大的信号传输系统。通过将调音台的MADI信号发送给两台互为冗余备份的M.1K2，并使用光纤远距离传输给场地内各个点位的ANDIAMO2，最后将信号传输至功放，以完成调音台系统至扬声器系统的远距离传输需求与安全性需求。ANDIAMO.MC则负责放大场内所有的有线话筒信号，以防止长距离的模拟信号传输所造成的的信号衰减。

位于功放点位的ANDIAMO2

2 关于音乐播放

开幕式从开场到仪式结束，共计拥有18个音乐场景，闭幕式共计拥有30个音乐场景。音乐播放贯穿了整个开闭幕式所有环节；同时随着音乐的播放，还需要给灯光、舞台机械、大屏等其它部门发送对应的时间码，从而使音乐和灯光、舞美达到完美的联动效果。音乐播放是整个开闭幕式的重要环节，播放系统的安全性会影响到整个开闭幕式的成败，所以对于音乐播放系统的安全性也提出了更高的要求，而OBS（奥林匹克广播服务公司）也对音频制作有相应的要求，OBS要求音频制作格式需要为2.0立体声+5.1.4多声道环绕音频格式，所以，音乐播放系统采用了在MAC主机上装载的QLAB播放程序。为了保证音乐播放系统的安全性，系统中使用了共计4台通过搭载QLAB程序的主机，并通过QLAB控制器实现多台联动，且采用了增强型自动冗余切换（EARS）技术。值得一提的是，增强型自动冗余切换系统是将搭载播放程序的主机连接到EXBOX.MD，通过添加导频信号到主备电脑的Dante通道上，EXBOX.MD会自动侦测导频信号，当检测到主播放平台信号丢失后，该设备可以在1/48ms内做到基本无缝切换，从而在最大程度上保障了音频播放系统的安全稳定。

具备自动冗余切换功能的音乐播放系统

音乐播放控制台

OBS对2.0立体声+5.1.4多声道音频制作的要求

OBS（奥林匹克广播服务公司）是国际奥组委设立的专门实现奥运会主转播商或奥林匹克转播组织功能的公司，世界各地的观众都可以通过转播平台收看到冬奥会开闭幕式的精彩瞬间。与OBS完成音频信号的传输工作则是音响团队的工作之一，安全稳定的将音频信号传输给OBS格外重要。在传输链路上将主备调音台和主备接口箱通过MADI信号传输给互为备份的两台M.1K2，再通过单模光纤送至OBS音控室的光端机传送MADI信号至OBS转播平台。在OBS音控区接收到主备MADI信号后，通过两台MADI SRC采样率转换器，重新锁定OBS的音频时钟，以获得一个稳定的时钟同步信号，实现了MADI音频的多通道、高保真、低延迟的信号传输。同时还备份有对应的模拟信号进入OBS的接口箱。

而OBS将返回至音响控制室的声音信号也是2.0立体声+5.1.4多通道的音频格式，音箱控制室的光端机光纤MADI输出给一台双通道MADI监听，可通过耳机选听传输回来的所有音频信号。

与OBS的信号传输系统

本次冬奥会开幕式调音台控制区域位于4层包厢，出于保温要求在控台区使用亚克力板搭建了一个阳光棚，出于对P.A的听音需求，我们将其中一块亚克力板改造成可供拆卸的窗户，但依然无法解决这个阳光棚内的低音过多问题。为了能够更好的满足在控台区的听音需求，我们在控台区域增加了监听音箱弥补阳光棚内的听音缺陷，以及在阳光棚外架设了一套SMAART实时监控观众席的频响状况。

控台区

在进行声场调试时，同时使用了L-Acoustic的M1测试系统以及Smaart测试系统。团队主要对三类区域进行了分别调试，即：一层观众区、主席台区域与高层观众区。一层观众区域是由地面扬声器与吊挂扬声器共同覆盖，需要处理二者之间的延时差。高层观众区域主要调整好扬声器的整体均匀度与扬声器之间的衔接的延时。主席台区域则相对复杂，该区域由地面扬声器、吊挂扬声器与主席台补声扬声器共同覆盖，那么处理好这三个部分之间的比例与延迟就显得尤为重要，否则将会出现啸叫等严重的问题。

两套测试系统的软硬件

国家体育场的声学环境较为复杂，由于它的顶部设计采用了聚拢型设计，这就使得体育场区域内的反射声较大，低音不易扩散出去。同时，由于恶劣的天气环境导致了听音效果的不确定性。比如，大风天气、雨雪天气导致空气湿度的变化、昼夜较大的温差，这些均会对声音的频响产生变化。在排演过程中，团队就遇到了入夜之后高频增加，听音效果变化的情况。经过逐步排查发现，是由于昼夜温差大，入夜后气温骤降的原因导致。声音在空气中传播受到温度影响，随着温度的升高，声音在空气中的传播速度也就越快。这时就会导致有速度差，改变了声音原本的传播方向。夜晚气温降低后，建筑材料的蓄热系数比空气大，建材温度变换慢，温度比空气温度高，声音在传播途中路径产生变化后解除的反射面往高处狙击，导致了原本应该散开的声音（高频部分）因为声音聚集导致时间变长。在确认原因后，在系统上使用FIR调整了频响，也在控台上使用EQ以及多段压缩来修正系统。

LNM实时查看扬声器组状态

3 关于现场拾音

拾音作为整个链路中的重要部分，所使用的有线话筒和无线话筒是一个较为庞大的工程。需要具有经验丰富的工程师团队到现场做技术保障工作。在于音响总设计多次的沟通与探讨下，最终在如何安全、美观、精准的拾取声音方面，交出了满意的答卷。拾音系统同样面临着重大考验，在不受到恶劣天气的影响下，依旧可以具备出色的频率响应与动态范围，同时能够做到安全、美观的设计要求。为了满足要求，团队提前半年时间对话筒进行了测试，并对安全传输拾音信号展开了深入的设计与探讨，最终确定了有线话筒与无线话筒互备拾音的方式。最终在每个拾音环节设计中，均考虑了有线、无线话筒互备的拾音方案，在拾音后得音频传输链路中，也使用了主备音频传输方案。充分保证了所有环节的安全性。

现场使用的SENNHEISER、SHURE数字无线话筒设备

主席台拾音话筒采用了4只MKH416

主席台致辞话筒采用了MX415双拾音头鹅颈话筒

初期为致辞台话筒设计的多种方案

双路鹅颈话筒经过无源音分后再采用无线频率分集传输

工作人员布置宣誓话筒

有线与无线互备的传输方案采用Schoeps加TWINPLEX领夹无线

Shure KSM8双振膜动圈话筒+ Schoeps MK4备份话筒用于现场播报

小号上使用的Shure Beta98无线乐器拾音话筒

应用于合唱团的无线头戴拾音话筒+ SENNHEISER SK6212腰包发射机

天线接收方案设计中，共计使用了4组指向型天线进行信号接收，分别架设在国家体育场4层看台、1层看台。4层放置的螺旋天线用于主舞台无线信号全覆盖，1层看台架设的天线用于接收国旗杆附近使用的无线设备，包括运动员宣誓环节、合唱队等。天线接收无线信号后，射频传输链路采用A+B路进行独立信号合并与分配。现场使用了4台射频矩阵合并器和2台天线分配器进行射频信号路由，其中2台射频矩阵合并器放置于鸟巢1层，用于合并来自国旗杆附近无线设备的天线接收信号，再传输至4层设备机房。而来自鸟巢4层的天线信号则直接进入设备机房进行信号合并，设备机房内的2台合并器上完成了射频信号的最终合并，并且可以根据实际应用情况，在合并器上选择开关不同区域的接收天线。因现场无线话筒、IEM耳返信号覆盖范围大，系统搭建时使用的天线馈线长度较长，在前期施工时，音响团队为所需铺设的每一条射频馈线测试了信号衰减值，并在系统中进行相应的增益补偿。

现场使用的耳返

射频信号合并器使用了Wisycom MAT288，射频信号分配器使用了SHURE UA845

奥运会开幕式与以往的节目演出不同之处在于，现场频率规划方案需要经过工信部、奥组委、无线管理委员会审批，因为在同一时刻，现场不仅有开幕式音响团队的无线设备，还有多个国家电视台的无线设备，以及国家体育场周边的无线设备、ENG设备等，包括OBS团队的无线设备同时在使用。这就需要精准的对场内所用无线设备进行频率规划与管理，并且更有效的利用无线频谱资源。在无委会的协助下，现场音响团队全力支持开幕式无线频率规划的整体方案，对审批的无线频点进行全天候监控与优化，避让开700MHz以上用于5G传输的无线频率段，以及奥运会各国家转播团队使用的无线频点。最终为现场的多通道无线话筒设置部署了安全频点。

在无线话筒应用上，现场使用了多通道数字调制技术的无线话筒设备，数字无线话筒可有效节约频谱资源，做到等间距布置频点，在有限的频谱资源空间内，避让开特定外部频率干扰，并结合远程控制，干扰检测与规避功能，做到当频率干扰发生时，自动切换至干净频率使用，声音无任何中断。同时，数字无线系统在音质方面较模拟无线系统更清晰，音频动态范围，频率响应宽广，音质无压缩。

700MHz以上频谱环境，5G基站已全部启用

开幕式现场使用的多通道数字无线系统

在对无线频谱监测方面，现场架设了两台频谱管理器，一台用于备份频率的储备，便于发生频率干扰时可及时调用备份频率使用，另一台用于在鸟巢进行24小时全天候频谱扫描工作。

在无线信号监听方面，设计上考虑了需同时满足监测现场射频环境，及监听每一个无线话筒通道音频状态的需求。演出现场架设了Wireless Workbench频谱管理基站及Wavetool无线监听基站，可对不同品牌无线话筒进行射频信号强度、电池电量信息等关键参数的监控，并且还可实现对无线音频信号监听的功能。Wavetool监听工作站采用Dante网络音频传输方式搭建，做到简约、高效。

Wavetool无线监听基站，图右为Shure Wireless Workbench频谱管理基站

本次2022年冬奥会的开闭幕式圆满成功，源于音响团队成员的辛勤工作与努力，由专家顾问成员、厂家总技术总监、现场技术执行组成的将近百余人队伍圆满的完成了本次开闭幕式的音响设计与执行工作；同时，强大的系统设计能力与因地制宜的系统集成能力也是成功的关键因素所在。团队成员克服了层层困难，最终圆满的完成了任务。让我们在这里为每一位为工作者的付出表示由衷的感谢！