心形低音阵列，让舞台不再浑浊
低音，是一套扩声系统中极其重要的组成部分，可大自然的物理法则有时候很可爱又很残酷，因为低音的特质就是波长很长，且贴地传播，所以固体难以阻拦，每一只低音炮的能量都是以音箱为中心向四周爆炸式的扩散。
（极低频：20Hz-40Hz 低频：40Hz-80Hz 中低频：80Hz-160Hz）
在一套大型的扩声系统下，若不针对低音做适当的处理，那么舞台上的声音环境定会被这些凶猛的低频能量将表演者搞得晕头转向四肢无力。
有时过高的低频能量甚至有可能威胁舞台结构及音箱设备安全。因此，在一场演出扩声工程中，让低音充分覆盖观众且尽量减少对台上演出者的影响对技术团队而言是一件很酷很有必要且相当重要的事情。
上述命题由来已久，人类作为这颗星球上最伟大的物种，早就开始着手研究并尝试解决这个问题了。
早在1957年的AES大会（AudioEngineeringSociety—www.aes.org）上就首次提出了End-Fire低音心型系统解决方案。
发展至今，这个问题不仅在学术上有了极大的进展，其成果也应用在了高端厂商的低音炮产品和系统解决方案当中，极大的提高了扩声工程的搭建效率和效果。
那么，除开厂家的高端设备及制定的解决方案，我们是否有办法可以用现有的设备解决同样困扰现场舞台的问题呢？
有时候知识和经验的传递并不是那么尽人意，例如End-Fire理论在实际运用当中出现一些偏颇从而造成效果问题。所以这期我们决定尝试扩声系统历史上最著名的三种低音系统处理方案，并提供操作方式和计量方法供大家讨论研究，希望伙伴们予以参考并选择搭建出合适的心型低音系统处理方案。
这三种方法分别是：
Front/Back Cardioid（FBF）
Gradient
End-Fire
从字面上其实就能看出一些倪端，直译过来分别是：
前后的心
斜坡
火焰终结者
（终结者是鼻祖，所以一定要有个最酷的名字，其实是直列式的意思）
下面废话不多说，我们沐浴更衣，开始吧
羞羞的分割线
这次案例我们使用的是3支ESS单21寸超低音喇叭(很多人是使用的双18寸喇叭，可能效果会略微不一样，但原理几经相同，大家可自行尝试）。
ESS单21寸超低音喇叭
调音台是Allen & Heath qu24，重点是使用了两进两出共四个处理器通道。测声软件为Smaart 7。
因为场地限制，这次实践的声压控制在了别人不投诉我们的范围内，但下列方法如果得到善用，相信此法在现场可以对舞台内提供至少30-40db的低频抵消，让舞台不再浑浊。
当然，对于未使用测声软件的伙伴们而言，人耳也会有很好的判断力，你的听感不会欺骗你。下面本文将实践上述三种理论：
1：FRONT/BACK CARDIOID（FBF)
原理：声音从箱体正前方中心部分发出，由于低频波长长，能量高，它的路径可以绕过喇叭箱体，如图所示，声波若要到达箱体正后方，需要围绕箱体走过两个½a加上b。利用相位抵消的原理，如要近乎完美的实现波峰对波谷从而在音箱正后方产生抵消效果，我们可以在正后方添加一支规格一样的喇叭并设定放置距离所产生的延时，之后将其进行反向。但是人们发现有时候仅用½a或者⅓a也可达到差不多的效果，于是就有了以下三个计算公式：
（（1a/2+b+1a/2）/343）*1000
（（1a/2+b）/343）*1000
（（1a/3+b）/343）*1000
相位抵消
FRONT/BACK CARDIOID（FBF）横型正面
FRONT/BACK CARDIOID（FBF）横型背面
FRONT/BACK CARDIOID（FBF）竖型背面
通过我们的测量计算，这三个公式延时的结果为：
½式：3.52ms
⅓式：3.08ms
a+b式：4.87ms
FBF背面（orig指关闭延时反向喇叭的曲线）
这三种延时量所得到的能量抵消情况，在图表中区别非常明显，a+b式（FBF4.87）延时结果所产生的抵消量是最大的，将近9db的抵消会从舞台内去除那些让人烦恼的低频污染；½式（FBF3.52）和⅓式（FBF3.08）的成绩分别是衰减5db和2db，效果差距较小，但据亲测，小编的胃部共振明显小了很多，相对完全没做心型的，我只能说，我想我听到了假的低音。
FBF正面（orig指关闭延时反向喇叭的曲线）
正面还是一样的“震感强烈”，说话的声音都低频能量轻微的“切断”了，而阵列后面却显得非常适合聊天。从这张图可以看到，利用FBF方法，观众区的效果并没有受到我们不想要的影响，反而现场实测低频更带劲了，带劲！
2.Gradient
Gradient摆放
原理：两支喇叭人为摆放距离设置为λ/4（λ为你想抵消中心频点的波长），靠近观众的一只喇叭向后发出的声音到靠近舞台这只要走λ/4的路程，所以如果把靠舞台这只喇叭插入((λ/4)/343)*1000的延时，那么声波就会完美叠加，而后将靠舞台这只喇叭反向，利用前面所说的相位抵消原理，你所选择的中心频点附近的低频就会随之抵消，消除部分恼人混乱的舞台内低频，计算公式如下：
((λ/4)/343)*1000
通过我们的测量计算，延时时间为4.166ms，通过测声得到下面两张图表：
插入延时与反向的前后对比（舞台面）
插入延时与反向的前后对比（观众面）
Gradient理论产生的最终效果和之前FBF理论是旗鼓相当的，也在舞台这个部分减小了近8db的低频，而这两种摆放方法伙伴们可以凭借经验和舞台搭建的实际情况来做选择，对于舞台内的低频问题都有很好的解决效果。
3.End-Fire
直列式心形摆放方式
原理：两支喇叭距离λ/4，靠近舞台的喇叭往前发出的声音要走λ/4（λ为你想抵消中心频点的波长）才能到达靠近观众这支喇叭，如果把靠观众这支喇叭插入 ((λ/4)/343)*1000的延时，声波则会形成完美叠加。但舞台正前方的低频叠加只是在中心频率的叠加，随着频率越来越高，叠加范围会越来越窄。再考虑舞台上的低音情况，靠近观众的喇叭发出的声音要走λ/4才能达到靠近舞台的喇叭，把靠观众这支喇叭插入 ((λ/4)/343)*1000的延时，那么相当于声音要走λ/2才能到达靠近舞台的喇叭，如果两个波的波长一样，相差半个波长的话会180度反向，声音就会抵消。所以在舞台后方就会抵消60赫兹附近的频段，而与此同时前端的低频会得到加强，形成柱型低音，其计算公式为：
((λ/4)/343)*1000
前两种方法都拥有很好的效果，不管是软件监测还是人耳实听。其效果区别在于，FBF理论在喇叭正后方有非常不错的抵消，但是当我走到大于45度时，低音开始慢慢增加。但Gradient理论对于低音抵消的范围要比第一种大，听感如图示：
FBF抵消区图示![]()
Gradient抵消区图示
我们实践第三种理论的时候，只用了两支音箱做直列式排列，在查阅了相关文献以后，发现此做法一般都需要三只或以上来形成阵列，并在每一组上加入延时，需要处理器通道非常多，所以End-Fire这种鼻祖级Vintage的方案比起前两种而言略微繁琐一些。在现场实际应用中，还请各位按照合理的空间布置和现场情况做方法论上的定夺，以达到声音和视觉效果的统一优化。
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solarflare114 发表于 17-4-8 19:24
可以直接搜索undeesound公众号看文章 这个图裂 好僵硬
嘿嘿，是九章老师吗，我是温小迪
