2022年冬奥会背后的故事：“冰丝带”采用创新技术设计的音响

    引言

    长期以来，如果建声不好，体育扩声就会受回音的干扰，让人听不清。这是世界难题，一直没有解决。而冰丝带音响效果远超预期，这在恶劣声环境下还能如此优秀，不可思议，实际上这里采用了一种新技术。

    01 新技术被发现

    音响技术已经进入成熟阶段，发展和进步越来越难。不过在体育扩声领域，还存在不少发展空间。在工程建设中经常发现测试混响时间时有测不准现象，人们感觉回音环境中有“黑洞”，称为“测不准原理”。“测不准原理”是指，如果用固定安装音响测试混响时间，很可能测不准。经过多次尝试发现，主要原因是音箱的指向性问题和吊挂位置问题。搞懂原因之后，使得体育音响扩声技术产生了飞跃，体育扩声已进入“高清”新时代。以前很多人不理解也没有机会了解，但最近10年来这种现象被越来越多的人发现。

    “冬奥会冰丝带”扩声就是如此。这次冬奥会国家速滑馆“冰丝带”扩声验收时，也遇到测不准现象。建声空场预测混响时间为4.5秒，可用固定安装的音响系统测试混响时间为1.8秒。现场检测人员检测时认为，激发不出混响声，即混响声太短，不符合现场情况。测试结果与预测严重不符，这就是典型的一次测不准现象。

    自从人们关注混响时间测不准现象后，情况慢慢发生改变。在电子部三所陈建立老师的指导下，我们逐步发现了克服回音的规律，新的体育扩声技术被研究出来。在2008年北京奥运会英东游泳馆音响扩声工程中，现场声环境恶劣，软件预测结果也很不理想。但由于成功运用了新技术进行扩声设计，使音响效果达到检测单位从来没测出过的好程度。奥运扩声清晰度标准是0.5，而英东游泳馆音响效果达到0.69，超过历届奥运会音响效果。

    国际上一直认为，电声与建声有一一对应关系，而这次检测证明电声与建声的对应关系可以存在不对称的可能性。从结果上看，该体育扩声新技术的发现，具有重要意义。

02 创新技术

    对于内行来说，受传统观念的坚定影响，容易忽略事物特征的变化。对于外行关注者来说，反而容易发现并感知这种变化。创新技术在发展初期，外行可能先有感觉，而在业内大市场层面却不会被看好。

    当前，一些体育场馆投资建设方不是内行，苦于没有见识，又不重视建声，场馆扩声不清晰的情况还会长期存在。偶然的机缘下能用到新技术的投资建设方，就能感受到新技术带来的超强震撼，有一种上帝赐予物美价廉好物的珍贵之感。

    通过“测不准原理”我们可以得出结论，用固定安装的音响设备测量混响时间越准，说明该音响工程设计对建声环境依赖性越强，就越体现出建声与扩声清晰度一一对应守恒定律。此时也更需要对这种依赖性提高警惕，越要特别小心遇到恶劣环境的时候，如何解决扩声清晰度的难题。只有提前做好对应方案，特别关注扩声方案的风格是否对应了现场预测的混响时间，才能防患于未然。也就是说，如果改变音箱的指向性，尽量选用集中吊挂为主的方式，建声与扩声清晰度一一对应守恒定律（下面简称：对应守恒定律）就会被推翻。也就标志着对应不守恒定律的发现。

    回顾李政道和杨振宁发现了宇称不守恒定律后，算是推翻了宇称守恒定律，因而荣获诺贝尔奖。我们虽然学科小，但也性质相同。

    03 值得推广应用

    上述体育扩声新技术应用效果很显著。不仅在冬奥会国家速滑馆“冰丝带”扩声中发挥巨大的作用，在冬奥会残疾人比赛馆也同样发挥了巨大作用。在此之前，该项技术经过了上百个体育场馆扩声工程案例的验证，目前已发展到非常成熟的阶段。从目前扩声设计与声环境之间关系的观念上看，现实情况已经并将长期持续被改变，这预示着扩声新技术已经确立，声音能够逃脱恶劣声环境束缚，在恶劣环境下也能保证扩声清晰度。

国家速滑馆（冰丝带）的音响是技术上的创新，值得重视和推广应用。

    在效果与对应声环境上看，国家速滑馆（冰丝带）的音响是技术上的创新，值得重视和推广应用。