Solução de Sistema de Som Panorâmico Imersivo para Teatros e Óperas

Solução de Sistema de Som Panorâmico Imersivo para Teatros e Óperas

Os espaços de grande escala estão normalmente equipados com grandes bancadas para espetadores, áreas de competição profissional e instalações de apoio, permitindo-lhes acolher grandes eventos desportivos e espetáculos. O design do sistema de reforço de som para esses espaços determina diretamente a qualidade acústica e a experiência de audição do público. Um excelente design garante uma cobertura de som clara e uniforme em todo o espaço, proporcionando ótimos efeitos de áudio para os eventos. O sistema é projetado de acordo com as especificações técnicas para reforço de som em espaços de grande escala, garantindo a conformidade com as normas técnicas relevantes e os requisitos operacionais práticos.

1. Visão Geral do Sistema

Esta solução foi especialmente desenvolvida para os requisitos de configuração do sistema de áudio panorâmico imersivo num teatro 360°. O sistema tem objetivos de construção claros e está empenhado em satisfazer plenamente as diversas exigências funcionais do teatro.

Durante a construção do sistema, todas as normas nacionais e industriais relevantes atuais serão rigorosamente observadas. Aderindo ao conceito geral de "Líder na China, Avançado Internacionalmente", o sistema estará em total conformidade com os princípios de alta fiabilidade, alta segurança, avanço, praticidade, desenvolvimento sustentável, facilidade de gestão e manutenção, abertura e conforto acústico.

Com base nos desenhos arquitetónicos, combinados de perto com os requisitos específicos propostos pelo cliente, e em conformidade com as normas nacionais relevantes, realizámos rigorosos experimentos de simulação e cálculos precisos sobre os indicadores de desempenho acústico, e assim concebemos e projetámos elaboradamente esta solução.

Na premissa de que as condições acústicas arquitetónicas são totalmente satisfeitas, o sistema profissional de reforço de som estabelecido por esta solução irá satisfazer e até exceder todos os padrões estabelecidos, proporcionando uma experiência de áudio excecional.

2. Base de Projeto e Critérios Relevantes para o Sistema de Reforço de Som

(1) Indicadores de Projeto do Sistema de Reforço de Som

Os indicadores de desempenho acústico do sistema de reforço de som devem cumprir ou exceder o padrão de Grau 1 para espetáculos culturais especificado em GB/T 28049-2011 Código para o Projeto de Sistemas de Som em Auditórios e Estádios:

● Nível Máximo de Pressão Sonora (Pico):

Banda passante nominal: ≥ 106 dB

● Característica de Frequência de Transmissão:

Tomando o nível médio de pressão sonora de 80–8000 Hz como 0 dB, é permitida uma variação de ±4 dB dentro desta banda; os intervalos permitidos para 40–80 Hz e 8000–16000 Hz são mostrados na área sombreada na Figura 1.

● Ganho de Transmissão Sonora (dB):

100 Hz–8000 Hz: ≥ -8 dB

● Não-uniformidade do Campo Sonoro em Regime Estacionário:

≤ 10 dB a 100 Hz;

≤ 6 dB a 1000 Hz;

≤ 8 dB a 8000 Hz.

● Índice de Transmissão da Fala (STIPA): > 0,5

● Nível de Ruído Total do Sistema: NR20 / NR30

(2) Padrões e Especificações de Projeto

1) Normas Internacionais

● Sistema de Certificação de Cinema THX (uniformidade do campo sonoro, gama dinâmica)

● Suporte para o formato de áudio espacial Dolby Atmos

● AES 65-2019 Especificação para Projeto de Sistema de Matriz de Altifalantes

● ISO 3382-3 Acústica — Parâmetros para medição da inteligibilidade da fala (STI)

2) Códigos Nacionais

● JGJ 57-2016 Código para o Projeto de Edifícios de Teatro (capítulo de acústica)

● GB/T 28049-2011 Código para o Projeto de Sistemas de Som em Auditórios e Estádios

● GB/T 4959-2011 Método para Medição das Características de Reforço de Som em Auditórios

● GB/T 50076-2013 Código para Medição do Tempo de Reverberação Interior

● GB/T 14197-2012 Valores Preferenciais de Correspondência para Interconexão de Sistemas de Áudio, Vídeo e Audiovisuais

Uma vez que o sistema cobre múltiplos canais, a troca entre diferentes modos exigiria que o operador ajustasse frequentemente as configurações dos canais. Para otimizar a operação e minimizar erros, o sistema integra uma mesa de mistura multicanal com um descodificador de cinema, conectado através de um sistema de matriz de áudio. Ao pré-configurar parâmetros para vários modos de operação, os sinais de áudio são automaticamente encaminhados para os canais correspondentes com base nas necessidades reais, permitindo que os operadores consigam uma comutação de modo rápida, conveniente e precisa.

3. Descrição do Projeto do Sistema de Áudio Imersivo

(1) Conceito de Design

1) Disposição dos altifalantes baseada na disposição espacial do teatro

O espaço retangular e o auditório rotativo do teatro exigem um arranjo flexível e direcionado dos altifalantes. 24 altifalantes coaxiais de gama completa instalados na treliça circular podem ser flexivelmente comutados entre altifalantes principais e altifalantes surround de acordo com as diferentes áreas de desempenho, de modo a alcançar uma ótima cobertura sonora e efeito imersivo.

2) Consideração da estratificação e tridimensionalidade do som

Através da implantação de vários tipos de altifalantes — incluindo altifalantes principais (que funcionam também como altifalantes surround imersivos), altifalantes de efeito aéreo, altifalantes de monitor, altifalantes de alinhamento de imagem e subwoofers — cria-se um campo sonoro rico em camadas e tridimensional. Os altifalantes de efeito aéreo simulam efeitos sonoros de cima; os altifalantes de monitor fornecem monitorização clara do palco para os artistas; os altifalantes de alinhamento de imagem melhoram a diretividade do som; os subwoofers reforçam o impacto de baixa frequência.

3) Integração com a função de auditório giratório

O auditório rotativo exige que o sistema de áudio siga em tempo real para garantir um som contínuo e estável durante a rotação. Portanto, os altifalantes de monitor rotativos e os altifalantes de alinhamento de imagem giram com o auditório. Enquanto isso, a rotação da ponte de luz frontal requer um cuidadoso encaminhamento dos cabos de áudio para evitar emaranhamento.

4) Desempenho avançado e avanço a longo prazo

Além de atender aos requisitos de desempenho fixos do teatro, o sistema apresenta tecnologia avançada e alta praticidade, em linha com as características da China contemporânea. Ele é projetado para manter uma posição de liderança entre os sistemas profissionais de reforço de som imersivo de teatros de turismo cultural semelhantes na China por pelo menos cinco anos.

5) Seleção de equipamentos de alta qualidade

Mesas de mistura, amplificadores de potência, altifalantes e outros equipamentos adotam marcas bem conhecidas que cumprem as normas nacionais e internacionais. É dada preferência a equipamentos de fácil instalação, operação e manutenção. Todos os equipamentos utilizam conectores universais para excelente escalabilidade e compatibilidade, facilitando o acesso de equipamentos de terceiros e garantindo a estabilidade do sistema.

O sistema incorpora as seguintes características:

● Consistência: Adere ao princípio de design centrado nas pessoas e baseado na procura. São adotadas tecnologias e produtos mainstream, avançados, práticos e maduros. O equipamento é selecionado com base em indicadores técnicos consistentes e intercambialidade, proporcionando alta flexibilidade, compatibilidade, escalabilidade e portabilidade.

● Princípio de seleção de equipamentos: Atende ao avanço do sistema. Os equipamentos chave adotam marcas nacionais fiáveis, verificadas através de 1-3 anos de aplicação prática.

● Segurança, fiabilidade e facilidade de operação e manutenção: Os produtos e sistemas combinam fiabilidade, praticidade, segurança, facilidade de uso e desempenho avançado, capazes de operação estável a longo prazo em conformidade com os padrões de teatro imersivo.

● Economia e praticidade: Procura a eficiência ótima do investimento, garantindo que o sistema permaneça avançado por muitos anos com a melhor relação custo-benefício.

(2) Análise da Procura

Com base na nossa compreensão dos requisitos do cliente, o sistema é planeado e projetado de acordo com a tendência dos teatros de turismo cultural, proporcionando excelentes efeitos de som imersivo para espetáculos ao vivo e alta inteligibilidade da fala.

Com um posicionamento de alta qualidade, o sistema está equipado com equipamentos de gama média-alta, com desempenho avançado, alta fiabilidade e operação flexível. O seu objetivo é tornar-se um teatro multifuncional de primeira classe na China, um projeto de referência de alta qualidade para o desenvolvimento cultural e um projeto de benefício público para a população.

O sistema de reforço de som está posicionado para satisfazer:

● Requisitos de programa fixo de espetáculos de turismo cultural;

● Necessidades diversas de desempenho abrangente.

3. Características de Design

1) Avanço

Em linha com o padrão de construção geral do teatro, o sistema alcança níveis avançados entre instalações culturais domésticas semelhantes em conforto de visualização e desempenho audiovisual. Para o sistema de som, o avanço reflete-se na transmissão digital e em rede de sinais de áudio, distribuição e controlo centralizado, altifalantes de alta qualidade com controlo preciso e tecnologia de monitorização remota para amplificadores de potência.

● Sistema avançado de transmissão de rede de áudio

A transmissão de áudio digital apresenta processamento totalmente digital, alta relação sinal-ruído e excelente qualidade de transmissão.

A transmissão analógica adota tecnologia madura, fiável e de alto desempenho.

● Sistema avançado de altifalantes e amplificação de potência

● Sistema de controlo de mistura avançado

São adotadas mesas de mistura digitais profissionais de renome mundial, com tecnologia avançada, excelente desempenho e alta estabilidade.

● Sistema avançado de reprodução de som

O sistema de reforço de som oferece controlo preciso do campo sonoro, cobertura uniforme e qualidade de som de alta fidelidade.

Fiabilidade

Considerando a natureza em tempo real das performances ao vivo, os principais equipamentos e percursos de sinal são projetados para alta segurança. Equipamentos profissionais fiáveis, razoavelmente configurados e de alto desempenho são utilizados para altifalantes, amplificadores de potência, dispositivos de controlo, transmissão de sinal e equipamentos periféricos. A transmissão simultânea de fibra ótica e analógica garante a segurança e estabilidade do sistema.

Universalidade e Adaptabilidade

Além de atender aos requisitos técnicos, o equipamento cumpre os seguintes princípios:

1) Universalidade interna

Melhorar a intercambialidade do equipamento para aumentar a utilização e reduzir a dificuldade de gestão.

2) Adaptabilidade aos padrões internacionais de desempenhoO sistema atende aos requisitos profissionais e universais das artes cénicas nacionais e internacionais, adaptando-se a vários cenários de desempenho.

3) Operação orientada para o futuro

Interfaces analógicas e digitais profissionais reservadas;

Adota equipamentos mainstream familiares aos engenheiros de som;

Espaço de expansão suficiente para futuras atualizações funcionais.

Segurança e Normalização

Todos os equipamentos de áudio, conectores e dispositivos de alimentação cumprem os requisitos de segurança e normalização e as certificações relevantes.

Funções do Sistema

O sistema de reforço de som transcende o design de engenharia tradicional para integrar engenharia e arte, servindo plenamente as artes cénicas.

● Alta inteligibilidade da fala, nível de pressão sonora suficiente e distribuição uniforme do som, cumprindo e excedendo as normas relevantes;

● Excelente consistência da imagem sonora, alto ganho de transmissão sonora, sem interferência de ruído ou defeitos de qualidade sonora;

● Atende aos requisitos subjetivos auditivos humanos;

● Alta fiabilidade, fácil manutenção, segurança e escalabilidade;

● Margem de segurança adequada e alta relação sinal-ruído;

● Articulação da fala extremamente alta;

● Qualidade de som que atende aos requisitos de desempenho do teatro;

● Controlo em tempo real e recuperação de pré-ajustes simples e rápidos;

● Monitorização em tempo real do sistema de altifalantes;

● Captação e armazenamento de sinais de programa no local;

● Processamento de som para vocais e instrumentos musicais;

● Modos de configuração armazenáveis e recuperáveis;

● Rotas de transmissão de sinal redundantes para alta fiabilidade.

Estabilidade do Sistema

O sistema de reforço de som é um sistema de circuito fechado com potencial feedback acústico. Uma estabilidade suficiente é crítica para garantir a qualidade do som. O ganho de transmissão do som é garantido através da seleção e disposição otimizada dos altifalantes, alta diretividade, arranjo adequado dos microfones e tratamento acústico arquitetónico.

Defeitos Acústicos e Ruído do Sistema

O nível de ruído total do sistema é controlado através da adoção de equipamentos de processamento digital e gestão rigorosa da relação sinal-ruído. É aplicado um controlo rigoroso do processo na cablagem, soldadura de conectores e ligação à terra do sistema.

Garantia de Segurança

Todos os equipamentos e dispositivos de controlo elétrico cumprem as normas internacionais de segurança e possuem proteção automática contra falhas. São utilizados cabos resistentes ao fogo, ignífugos ou de baixa emissão de fumo para reduzir os perigos. São utilizados fixadores padronizados para todas as ligações mecânicas, com um design estrutural que evita cargas excêntricas.

Proteção Ambiental Técnica

O sistema de som é otimizado para economia de energia. Uma vez que os amplificadores de potência e os altifalantes representam mais de 85% do consumo total de energia, são selecionados amplificadores e altifalantes eficientes em termos energéticos para alcançar a proteção ambiental e melhorar a segurança do sistema.

2) Experiência Imersiva

Através de uma cobertura sonora omnidirecional e localização precisa do som, o sistema cria uma atmosfera totalmente imersiva. O público percebe o som de todas as direções — palco, arredores e acima — aumentando a participação e a ressonância emocional.

3) Flexibilidade e Adaptabilidade

O sistema de áudio possui alta flexibilidade e pode ser rapidamente ajustado para diferentes performances. Através do DSP e do controlo da matriz de áudio, os efeitos sonoros, padrões de cobertura, volume e equilíbrio tonal podem ser facilmente modificados para se adaptarem a concertos, dramas, danças, espetáculos multimédia e outras formas de arte.

4) Controlo Inteligente

Um sistema de controlo inteligente avançado permite monitorização e gestão remotas. Os funcionários podem ajustar e monitorizar parâmetros em tempo real através de ecrã tátil ou terminal de computador, incluindo o estado dos altifalantes, nível do sinal e resposta de frequência, garantindo uma operação estável durante as performances.

4. Introdução à Solução do Sistema de Áudio Imersivo

(1) Visão Geral do Teatro

O teatro apresenta um espaço interior retangular com 82,5 metros de comprimento e 62 metros de largura. A área central, com um diâmetro de 40 metros, serve como zona de auditório.

O palco do teatro adota uma estrutura trapezoidal e está dividido igualmente em aproximadamente 4 zonas de palco. O auditório gira em torno do centro do teatro e pode ser posicionado na área de atuação designada de acordo com os requisitos de produção.