維也納國家歌劇院是世界最有名的歌劇院之一，每個演出季都會安排 60 部不同的歌劇和芭蕾舞，共計約 300 場演出。這無論是對在歌劇院內(nèi)輪班工作的所有工作人員，還是臺上臺下機(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)對音響系統(tǒng)進(jìn)行了升級，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。 

  維也納國家歌劇院：
  高科技賦能視聽系統(tǒng)迭代升級
  系統(tǒng)對音響技術(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家歌劇院中的音響系統(tǒng)升級項目。“維也納國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�！本S也納國家歌劇院音視頻負(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�！熬S也納國家歌劇院在建筑設(shè)計上非常獨(dú)特，有著極其優(yōu)異的聲學(xué)效果，有時需要處理聲音的長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坐在上兩層，因此在規(guī)劃音響系統(tǒng)時，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)劃和實施娛樂設(shè)備解決方案方面擁有多年豐富經(jīng)驗）的高級項目工程師 Tino Pfeifer 從項目開始之時就參與其中。他規(guī)劃并開發(fā)了電源監(jiān)測、功放監(jiān)測以及功放與其它信號之間的連接。
  “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。“我們很早前就發(fā)現(xiàn)，這個功能是以模擬方式實現(xiàn)，非常耗時，我們希望它能夠被更新�！盧ovakis 解釋道�！拔覀冃枰�控制系統(tǒng)中的各個音頻通道，因此，我們必須清楚地看到，信號是否被正確地傳輸?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)音臺的自動化系統(tǒng)中�！逼渌�需求包括音頻設(shè)備的電力監(jiān)測和故障診斷，以及音頻系統(tǒng)的可視化。 

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

  音頻系統(tǒng)的電力測量
  自 20 世紀(jì) 50 年代以來，維也納國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)計了聲控室，希望我們在未來 25 年內(nèi)無需再對其進(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�！芭鋫� 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)計了一款由 18 個 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)載和每個插座現(xiàn)在都可以分配到各個組中，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)計甚至允許分離整個機(jī)架并移出房間進(jìn)行維修。“每個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，這確實有助于我們掌控一切�！盇thanasios Rovakis 說道�！懊總�關(guān)鍵組件都有復(fù)制品作為備用，以防出現(xiàn)故障。主電源的三個相位都進(jìn)行了分析，每個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 個遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測的以接口陣列方式排列的端口動態(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）實現(xiàn)，并在一臺 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 HMI 頁面上的大約 1000 個 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)測和音頻信號的各種窗口�！皩ξ覀儊碚f，可視化或視場的開發(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。”Athanasios Rovakis 表示�！艾F(xiàn)在我們可以使用顯示器追蹤聲音位置。如果您在調(diào)音臺工作，在距離揚(yáng)聲器較遠(yuǎn)的情況下播放音頻信號時，您會收到四處擴(kuò)散的噪聲，并且無法準(zhǔn)確地分辨噪聲來源。這時候，HMI 中揚(yáng)聲器音量表的 3D 排列就派上用場了�！币纛l輸出可以通過控制室的物理按鍵、音頻控制臺以及 HMI 單獨(dú)靜音或全部靜音。在控制室中也會顯示功放的當(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，可以提醒操作人員提高注意力。
  “選擇倍福控制系統(tǒng)的一個主要原因是它具有良好的開放性，且控制組件可長期供貨。“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�！盇thanasios Rovakis 最后說道。 

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

  關(guān)于德國倍福（BECKHOFF）
  德國倍福自動化有限公司的總部位于德國威爾市。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多個國家和地區(qū)。
  倍福始終以基于PC的自動化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、 現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和 TwinCAT自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(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月德國倍福在北京設(shè)立中國區(qū)第一個代表處，2007年5月德國倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將中國區(qū)總部遷至上海。此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入了一個快速發(fā)展時期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國26個大中城市設(shè)立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國市場，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用戶所接受。
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