网络时代的数字影院音频系统

    近年来，电影行业正面临着百年来最大的变革 —— 数字化，从电影的拍摄、制作、发行和放映均逐步的向数字化、网络化方向转变。从本世纪初电影放映设备开始数字化以来，目前全世界近万块银幕已经安装使用了数字设备，而且随着数字放映技术的不断进步，影院设备数字化的步伐将会越来越快。

    针对影院设备数字化的需要，世界上各个标准组织也都制定了数字电影的相关标准，其中最有代表性的是好莱坞数字影院创导组织（DCI）制定的《数字影院系统规范》。该规范最新版是2008年3月发布的V1.2版。其中对数字影院的音频系统也提出了明确的要求：“数字电影音频系统中的数字影院处理器应该从播放服务器接收数字音频，然后将其转换成为模拟音频信号，并分配到不同的扬声器通道中。要求处理器至少能够接收16路AES数字音频，最少也需要满足目前电影的5.1声道（即左、右、中、次低频、左环绕、右环绕），同时也可以满足7.1声道（比5.1增加了左中、右中两组主声道），剩余的音频通道将用于听力和视力障碍辅助通道或者由用户自定义其功能。”

    数字网络化的影院音响系统对电影院运营的影响

    影院设备进入数字化和网络化之后，对于影院运营来说，最重要的仍然是设备运行的可靠性。设备运行的稳定和可靠直接关系到影院运营收入和影院声誉和口碑的好坏。不管是放映设备还是音响设备，甚至是影厅内灯光或银幕系统，任何一个环节出现故障都将会影响到影片的放映，严重的将会造成停场或退票，直接影响到影院的运营收入，间接影响则是给观众造成不好的印象，从而影响到影城长期运营效果。

    作为影院音频系统的核心，影院音频处理器则更是重中之重。试想一下，如果观众正在全神贯注的欣赏影片，突然声音全部没有了，现场将会是一个怎样的场面？所以对于影院音频处理器来说，设备的稳定性和可靠性是至关重要的，而且对于突发性的故障必须要有相应的应急措施来保证影片的正常放映。

    另外，在数字化、网络化的今天，影院以往的工作模式也面临着改变，当影院的放映和还音设备全部数字化之后，影院就有了利用网络对所有设备集中控制的技术基础，放映机房内将不再需要太多的放映人员，只需一个人坐在中央控制室内即可完成目前需要多人完成的工作。所有影厅的影片放映、声音控制、灯光幕布控制均可以设定一个时间进度表，然后由控制电脑定时操作，放映人员只需在中控室内监控各种设备的工作状态即可。随着中国人力成本的提高，这也将为影院节省运营费用提供一个新的途径。

    QSC数字影院音频系统的特点

    QSC公司是美国专业音频行业的领导者，拥有40多年历史，致力于为全球用户提供专业功率放大器，影院扬声器和专业扩声扬声器，各种数字音频处理器，以及完整的网络音频矩阵等各种音频系统解决方案。其电影院领域的音频设备在美国大概拥有近一半的市场占有率，在中国市场也是进口品牌当中佼佼者。本文将着重介绍QSC影院产品相关情况。让大家对数字影院的不同方案有所了解。

    影院音频设备主要包括音频处理器、音箱和功放等产品，数字影院也不例外。QSC是目前市场上唯一能够为用户提供完整的数字影院音响系统解决方案的知名厂商。这也是我们为什么选择QSC为例进行介绍的原因之一。

    我们先来说说“心脏”产品—— 处理器。为满足数字影院建设的需求，QSC在2009年率先推出了可以完全满足DCI标准的数字影院处理器DCP 300，是数字影院解决方案的核心。以DCP 300为核心的影院音频系统具有很多突出优势：

    1.充分为客户的长远利益考虑，整个系统依据最新DCI数字影院系统规范进行设计，既满足目前数字电影音频系统的需要，又能够满足未来十年甚至更长时间内数字电影音频系统的需要，以降低影院因设备升级而增加的成本。

    2.配备强大的数字信号处理（DSP）功能，并内置扬声器参数数据库，通过数据电缆连接影院处理器和功放，从而大大简化了影院音频系统的安装、布线和调试过程。用户在安装和调试的时候可以直接调用扬声器型号和参数，再针对具体情况对整个音频系统和声场进行快速、细致的调整。

    3.网络监控功能和管理功能，工作人员通过网络即可对所有设备进行操作和管理。由于目前商业影院绝大多数均为多厅影院，影院工作人员需要对所有影厅的设备进行统一管理，通过网络，他们无论是在机房还是在经理办公室均可以随时查看设备的运行状态，并按照不同的权限执行不同的操作。

    4.首次将网络音频传输概念引入到影院音频系统中，利用扩声系统中已经成熟应用的CobraNet技术建立影院的网络音频传输系统，为影院的集中管理和网络化管理奠定良好的技术基础。

    5.将QSC的传统优势产品，如影院扬声器、影院功放和影院处理器集成为一套完整的系统，为客户提供全面的、无缝集成的系统解决方案，为客户最大限度的减少后期设备维护成本。

    DCP300数字影院处理器的特点：

    1）接口丰富：

    DCP300即考虑了未来数字影院音频系统的发展需要，又考虑了当前影院的设备现状，所以DCP-300主输入配备了8路模拟音频输入接口和16路AES数字音频输入接口，另外还配备了S/PDIF数字输入、通用话筒/线缆输入、非同步立体声输入等接口，以适应其它不同的节目源。

    控制接口方面，DCP300配置了USB接口和百兆以太网络接口用于调试和监控，还配置了自动化控制输入、逻辑输出和继电器输出用于和影院自动化控制系统结合使用，以实现影片放映时灯光、幕布等系统自动运行。

    2）强大的数字信号处理能力：

    DCP-300内置了强劲的DSP数字信号处理引擎，主要用来对影厅声场进行调整和对扬声器音频信号进行分配处理。其中，其内置电子分频器可以对所有主声道进行2分频、3分频和4分频处理，同时也支持被动分频（由扬声器自带分频器处理）模式。上述几种分频模式均可以自己定义扬声器的分频模式和分频点，或者从处理器内部扬声器数据库中选择相应的扬声器型号，扬声器数据库中除了包含了所有的QSC的DCS影院扬声器的参数之外，还包含了目前大多数主流品牌的影院扬声器的相关参数，用户可以直接从中调用。

    除了分频处理功能之外，DCP-300还可以对所有的音频通道进行独立的信号处理，其中每个通道均包括1/3倍频程的图示均衡器、参量均衡器、滤波器、极性设置、延时调整和增益控制等，安装调试人员在电脑前即可完成所有的设备调试工作。

    3）网络监控功能：

    DCP-300数字影院处理器和DCA系列数字影院功放搭配使用即可以实现影院的集中管理和网络监控功能，它是基于QSC成熟的QSControl.net系统平台专门为影院系统所开发的。QSControl.net平台基于普通的百兆以太网络，可以通过网络对系统中所有音频设备进行详尽的设备状态监控，其中即包括功放的状态，又包括扬声器负载的工作状态。

    DCP-300自带的监听扬声器可以监听影厅内所有音频通道的信号输入和功放输出，可以随时的发现影厅内的声音是否有异常，并可以快速的确定是那个通道、什么环节出现了异常。

    DCP-300可以通过DataPort数据电缆与DCA数字影院功放连接，并获得功放和扬声器的工作状态，如功放的工作温度、功放是否出现削波、是否处于保护状态、功放的型号、以及工作电压、电流和功率、控制功放开关机，扬声器的阻抗、开路或短路状态等等。

    上述的信号监听和工作状态的监控均可以通过百兆以太网络报告到中央控制电脑，并且出现故障时可以进行报警提示，监控人员可以及时的发现问题，并能够准确的确定哪一个影厅甚至那一台功放的某个通道出现了故障，这样便可以快速、准确的解决问题。

    QSC还设计了墙面安装的网络控制器NAC-100，用于在网络中任意的地点对影院整个音频系统进行控制，它采用网络POE供电，只需将网线插上既可使用，可以安装在影院的机房、经理室、影厅入口等任意地方，通过它，影院的工作人员可以选择任意影厅进行控制，如调整音量，甚至控制影厅内的灯光等。

    QSControl.net系统可以允许用户创建自己的控制界面，将用户所需要监控的内容有选择的显示在电脑屏幕上，而不是全部内容。同时，QSControl.net系统可以对操作用户进行权限设置，不同级别的工作人员能够进行的操作也是不同的，如：放映员只能查看当前设备的工作状态，更改影厅内的声音音量；放映经理则除了上述的权利之外，还可以查看系统日志，选择声音格式，对全部设备进行状态检查等。

    下面我们再来看看影院音频产品的另外两个重要的组成部分—— 功放和音箱。

    影院对音频设备的主要要求有两个方面，第一是音质，其次是性能稳定。电影的观看效果的好坏有一半取决于声音的效果是否逼真，是否能够给观众营造强烈的现场感受，这就要求影院的扬声器系统对声音的还原保真度非常高，所以现在主流的电影院中的主音箱部分均采用3分频或以上的音箱，并对全频段的声音进行数字分频处理，然后分别由低频、中频、高频单元完成各自频段声音的还原，这样能够保证声音层次清晰，对白准确，低频震撼而高音明亮，从而将观众真正的拉入的电影的情景中。

    另外，电影音频系统的稳定性也非常重要，由于电影院的设备每天都要连续运行长达12个小时以上，一旦系统中的任何一台设备在放映电影时出现故障，就将会影响到电影的正常放映，不但影响了观众观影的效果，同时也会给影院造成票房和声誉上的损失。所以影院音频系统特别是功放和扬声器的长期稳定工作就显得尤为重要。

    QSC的音箱产品线非常齐全，为了适合不同大小和层次的影厅需要，设计了多达32款音箱供用户进行选择。仅仅银幕主音箱就有6款两分频、11款三分频音箱和6款4分频音箱，环绕声扬声器有5款型号，次低频扬声器也有4款型号可供选择，另外还专为大型巨幕IMAX和穹幕电影设计了可以吊装的4分频主音箱，所以无论你的影厅大小和形状如何，QSC总有合适的扬声器能够满足需要，这是任何一家音响厂家所不能比拟的。

    上图蓝色为普通的4分频系统的高频频响曲线，红色的是QSC的频响曲线。

    为了满足影院对声音的更高层次的要求，QSC还推出了其独有的4分频影院主声道扬声器。4分频主扬声器将主声道全频信号划分为低频、中频、高频和甚高频4个频段来分别由不同的单元进行处理，声音听起来更加细腻、更富有层次感。同时为了避免高频和甚高频声波的相互干扰和声音延时的不同，QSC的设计人员采用了一个同轴单元来处理两个频段的声波，巧妙的将两个单元的声波进行耦合处理，从而避免了高频信号部分相互干扰抵消，并确保了高频和甚高频声场的一致性。再加上全系列标配的10英寸中频单元和15寸低频单元，可以将电影情节中的各种不同的声音淋漓尽致的展现给观众。

    功率放大器同样是影院音频设备当中重要的一环，它除了要将音频信号完整如实的进行放大之外最重要的就是要能够长期稳定的工作。在影院音频系统设计时就要对功放进行充分的考虑，不仅仅是从功率大小上进行计算，还要考虑功放的工作模式、效率，频率响应，功放的稳定性，以及功放的功率余量等等，这样在实际使用中才能保证功放长期稳定的给影院扬声器提供充足的驱动力。

    QSC在40多年前创立时就是以功率放大器的先进性和稳定性著称，这也是他的拳头产品，到目前，仍有许多先进技术是QSC率先研发和使用的，现在QSC在全球已经成为最大的专业音频功放的供应厂商。在其众多的功放系列中， DCA和ISA两个系列的功放是专为影院系统研发，并严格地按照电影对音频系统的特殊要求进行功放的设计、生产和测试，从而保证了功放不仅在性能上能够很好的满足影院音频系统的需要，更重要的是能够长期稳定的工作，其极低的故障率为整个影院音频系统的稳定运转打下了良好的基础。另外从功率和型号分配上来看，多达10款不同功率大小和类型的功放，能够十分从容地满足影院用户对功放的各种要求。

    数字影院系统在多厅影院中的典型应用举例：

    上图中是QSC数字影院系统在一个多厅影院中的典型应用，该范例是一个拥有5个数字影厅的商业影城，其中5号厅是最大的影厅，其它四个厅为大小一样的小厅，在最大的影厅中，我们使用了QSC独有的4分频主扬声器，以保证最佳的声音效果。另外在该系统中，我们每个影厅使用1台数字影院处理器DCP300，由数字服务器播放的数字音频直接进入到DCP300中进行数模（D/A）转换、分频处理、均衡处理、增益控制等，然后通过QSC专用数据电缆输入到DCA功放和QSC的影院扬声器中。

    所有影厅的DCP300影院处理器连接到影城内部局域网（LAN）中，影城的工作人员即可以在网络的任意位置甚至通过无线网络随时随地的监控影城中所有音频设备的工作状态和运行情况。

    图中的NAC-100可以安装在影城的任意位置，如放映机房、观众厅入口、经理办公室等，无需单独供电，只要有网络连接即可，它既可以作为放映、场务人员的遥控设备，也可安装在影院经理的办公室内作为管理人员的监控设备。

    结束语

    目前数字影院的音频系统与放映和发行方式一样进行着数字化和网络化的变革，在未来的数年内，当数字电影完全普及之后，数字影院的音频系统也将会完成数字网络化的变革，并且将会根本改变目前的影院运营管理方式。更大的画面、更多的音频通道、更震撼的音响效果、更加先进的数字处理技术、更为方便的管理方式等等，都会给我们带来一个崭新的数字电影世界。