維也納國(guó)家歌劇院是世界最有名的歌劇院之一，每個(gè)演出季都會(huì)安排 60 部不同的歌劇和芭蕾舞，共計(jì)約 300 場(chǎng)演出。這無論是對(duì)在歌劇院內(nèi)輪班工作的所有工作人員，還是臺(tái)上臺(tái)下機(jī)械的順利運(yùn)行都提出了巨大挑戰(zhàn)。近日，歌劇院采用最先進(jìn)的音頻技術(shù)對(duì)音響系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，并全面翻新了音頻控制系統(tǒng)，以便為觀眾提供最佳聽覺效果。 

  維也納國(guó)家歌劇院：
  高科技賦能視聽系統(tǒng)迭代升級(jí)
  系統(tǒng)對(duì)音響技術(shù)的要求很高：除了完美的音響效果，它還需要優(yōu)化診斷功能以及電能計(jì)量，提升系統(tǒng)的可視化性能，尤其是功放�？偛课挥诰S也納的 Salzgeber 公司是專業(yè)規(guī)劃與實(shí)施高科技音視頻系統(tǒng)的專家，他們與倍福奧地利公司密切合作，共同完成了維也納國(guó)家歌劇院中的音響系統(tǒng)升級(jí)項(xiàng)目�！熬S也納國(guó)家歌劇院中的音響系統(tǒng)有 20 多年歷史了，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代系統(tǒng)的聲音質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此次系統(tǒng)升級(jí)涉及到歌劇聲樂、聲學(xué)樂器、合唱團(tuán)、風(fēng)琴以及配樂等典型的音頻信號(hào)。”維也納國(guó)家歌劇院音視頻負(fù)責(zé)人 Athanasios Rovakis 解釋道。
  揚(yáng)聲器的選擇主要取決于藝術(shù)創(chuàng)作的要求，例如將歌劇聲樂和器樂獨(dú)奏或合唱團(tuán)歌聲與管弦樂隊(duì)特定的原聲有機(jī)融合于一體。揚(yáng)聲器還需要為這些聲音產(chǎn)生一定的方位感和距離感，以及讓聲音在總體上具有一定的特點(diǎn)�！艾F(xiàn)在的音響系統(tǒng)的聲音覆蓋范圍可以建模，其使用和調(diào)音方式與幾年前非常不同。這一點(diǎn)在涉及到大量室內(nèi)聲學(xué)的情況下尤為重要，比如這座歌劇院�！盧ovakis 解釋道。“維也納國(guó)家歌劇院在建筑設(shè)計(jì)上非常獨(dú)特，有著極其優(yōu)異的聲學(xué)效果，有時(shí)需要處理聲音的長(zhǎng)距離傳輸和不同類型的聲源的定向傳播問題。例如，包廂與大廳里的聽覺效果會(huì)完全不一樣�？傮w來說，在“Stehparterre”（大廳站立區(qū)）中，靠后排的位置聲音聽得更清楚，而上層座位聽到的聲音更加均勻�！岸Y堂可以容納近 2700 名觀眾，其中大部分觀眾都會(huì)坐在上兩層，因此在規(guī)劃音響系統(tǒng)時(shí)，我們肯定要考慮到這一點(diǎn)�！盧ovakis 解釋道。
  經(jīng)過幾年的精心策劃，整個(gè)音頻系統(tǒng)的重建工作于 2020 年 11 月完成。Salzgeber 公司（在規(guī)劃和實(shí)施娛樂設(shè)備解決方案方面擁有多年豐富經(jīng)驗(yàn)）的高級(jí)項(xiàng)目工程師 Tino Pfeifer 從項(xiàng)目開始之時(shí)就參與其中。他規(guī)劃并開發(fā)了電源監(jiān)測(cè)、功放監(jiān)測(cè)以及功放與其它信號(hào)之間的連接。
  “我決定使用 L-Acoustics 揚(yáng)聲器系統(tǒng)，尤其是 ARCS W/F 系列特別適合應(yīng)用于該空間內(nèi)。其它所有集成步驟都需基于所選擇的系統(tǒng)，或者與之兼容。”Athanasios Rovakis 說道。首席音響工程師希望可以基于采集和分析的音頻和功放數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷�！拔覀兒茉缜熬桶l(fā)現(xiàn)，這個(gè)功能是以模擬方式實(shí)現(xiàn)，非常耗時(shí)，我們希望它能夠被更新。”Rovakis 解釋道�！拔覀冃枰�控制系統(tǒng)中的各個(gè)音頻通道，因此，我們必須清楚地看到，信號(hào)是否被正確地傳輸?shù)侥康牡�。我們也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，例如，通過物理按鍵進(jìn)行靜音的功能也被整合到調(diào)音臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)中�！逼渌�需求包括音頻設(shè)備的電力監(jiān)測(cè)和故障診斷，以及音頻系統(tǒng)的可視化。 

  負(fù)責(zé)臺(tái)上演出視頻和畫面的投影工作以及維也納國(guó)家歌劇院的線上直播串流服務(wù) 

  音頻系統(tǒng)的電力測(cè)量
  自 20 世紀(jì) 50 年代以來，維也納國(guó)家歌劇院的音響系統(tǒng)反復(fù)增加和替換了很多設(shè)備�！斑@意味著很多設(shè)備層疊在一起，聲控室內(nèi)的電纜系統(tǒng)和單個(gè)組件的布局都相當(dāng)混亂。在 Salzgeber 公司 Tino Pfeifer 的幫助下，我們采用高度模塊化的方式重新設(shè)計(jì)了聲控室，希望我們?cè)谖磥?25 年內(nèi)無需再對(duì)其進(jìn)行任何根本性的修改。” Athanasios Rovakis 解釋道。
  控制室內(nèi)的配電系統(tǒng)，即所有音視頻設(shè)備的控制點(diǎn)，現(xiàn)在僅由用于輸入電路、輸出電路和網(wǎng)絡(luò)連接的三類電纜組成。“配備 EK1100 EtherCAT 耦合器及相匹配的總線端子模塊的倍福超緊湊型 C6015 工業(yè) PC 用于控制配電系統(tǒng)；它負(fù)責(zé)處理電源的開關(guān)過程，以及診斷熔斷器。”Tino 解釋道。
  Salzgeber 公司設(shè)計(jì)了一款由 18 個(gè) 19 英寸機(jī)架元件組成的高度靈活的系統(tǒng)取代了硬接線設(shè)備。通過使用這些機(jī)架，所有負(fù)載和每個(gè)插座現(xiàn)在都可以分配到各個(gè)組中，進(jìn)行切換，并讀取它們的電力狀態(tài)。這種配置的目的是能夠獨(dú)立于它們的位置、靈活地切換相互關(guān)聯(lián)的功能單元。模塊化的總線設(shè)計(jì)甚至允許分離整個(gè)機(jī)架并移出房間進(jìn)行維修�！懊總�(gè)演出季都需要處理如此多的演出和排練，每次演出都有不同的技術(shù)需求，這確實(shí)有助于我們掌控一切。”Athanasios Rovakis 說道。“每個(gè)關(guān)鍵組件都有復(fù)制品作為備用，以防出現(xiàn)故障。主電源的三個(gè)相位都進(jìn)行了分析，每個(gè)相位配備了各自的剩余電流保護(hù)裝置或斷路器。我們可以通過 6 個(gè)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)的以接口陣列方式排列的端口動(dòng)態(tài)切換設(shè)備。” 

  演奏禮堂一樓的中間包廂被稱為 Kaiserloge，即皇帝包廂，以前主要預(yù)留給皇帝和皇室成員�；实圻�可以退至包廂后面的茶室休息，茶室一直保持原樣未變。聲控室位于包廂上方的窗戶后面 

  所有功放狀態(tài)的可視化
  可視化元件基于 TwinCAT HMI 服務(wù)器（TF2000）實(shí)現(xiàn)，并在一臺(tái) C6515 控制柜式工業(yè) PC 上運(yùn)行。用于顯示所有音頻設(shè)備狀態(tài)的 HMI 由一個(gè) HMI 頁面上的大約 1000 個(gè) PLC 變量組成，變量每 50 ms 更新一次，包括負(fù)責(zé)配電、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和音頻信號(hào)的各種窗口。“對(duì)我們來說，可視化或視場(chǎng)的開發(fā)是最重要的方面之一，也是我們選擇與倍福合作的主要原因之一�！盇thanasios Rovakis 表示。“現(xiàn)在我們可以使用顯示器追蹤聲音位置。如果您在調(diào)音臺(tái)工作，在距離揚(yáng)聲器較遠(yuǎn)的情況下播放音頻信號(hào)時(shí)，您會(huì)收到四處擴(kuò)散的噪聲，并且無法準(zhǔn)確地分辨噪聲來源。這時(shí)候，HMI 中揚(yáng)聲器音量表的 3D 排列就派上用場(chǎng)了。”音頻輸出可以通過控制室的物理按鍵、音頻控制臺(tái)以及 HMI 單獨(dú)靜音或全部靜音。在控制室中也會(huì)顯示功放的當(dāng)前工作狀態(tài)。LED 燈帶可以產(chǎn)生柔和、宜人的間接光。藍(lán)色表示揚(yáng)聲器處于靜音狀態(tài)。全自動(dòng)控制室內(nèi)的環(huán)境照明變?yōu)榧t色或燈光被調(diào)暗是演出即將開始的信號(hào)，可以提醒操作人員提高注意力。
  “選擇倍福控制系統(tǒng)的一個(gè)主要原因是它具有良好的開放性，且控制組件可長(zhǎng)期供貨。“總線端子模塊讓我們能夠覆蓋所有功能，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)我們以前從未考慮過的功能，為我們帶來了附加值。”Athanasios Rovakis 最后說道。 

  可視化音頻設(shè)備狀態(tài)。HMI 由一個(gè) HMI 頁面上的大約 1000 個(gè) PLC 變量組成，變量每 50 ms 更新一次 

  關(guān)于德國(guó)倍福（BECKHOFF）
  德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司的總部位于德國(guó)威爾市。公司在世界各地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，目前公司業(yè)務(wù)已遍及70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
  倍福始終以基于PC的自動(dòng)化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、 現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。2001年3月德國(guó)倍福在北京設(shè)立中國(guó)區(qū)第一個(gè)代表處，2007年5月德國(guó)倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將中國(guó)區(qū)總部遷至上海。此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國(guó)26個(gè)大中城市設(shè)立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價(jià)比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其勇于打破傳統(tǒng)控制模式，傾力推廣PC控制技術(shù)的理念已被越來越多的中國(guó)用戶所接受。
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