Spatial Image System擴聲設計

SIS擴聲系統的中文意思是空間成像系統，SIS的概念是由英國的DDA公司首先提出的，它是英文Spatial Image System 的字頭縮寫。實際上，SIS并不完全是一個新的音響技術理論，確切的說，它是DDA的CS系列調音臺上一個新功能的商標，SIS功能被DDA公司研制和開發出來后，就申報了專利，可以說，SIS是一項使用新型專利技術，這項技術確實有其使用性、新穎性和創造性。

       大家可能會發覺，DDA調音臺的說明書上只要提到SIS就一定要在標一個小的TM符號，TM的中文意思就是商標(英文Trade Mark的字頭縮寫)，所以從另一個角度看，SIS為DDA新型調音臺的一項標志性獨有技術。

       DDA的空間成像系統(SIS)就是在調音臺上將單信號送進去或雙信號送進去通過專用電位器在電路上的獨特連接，得到三聲道的輸出。他通過旋轉電位器，實現左、中、右(LCR)聲到音量平衡和聲像定位，這是SIS的獨到之處，其中央C聲道，已經不再是簡單的左聲道信號的概念，而是一種經過單獨處理的信號。

       空間成像系統既可以實現聲像在左、中、右方向移動的效果，也可以實現聲像在左右間移動、左中之間移動和右中之間移動的效果，所以他進一步改善了聲像的空間感，他還利用了人的心理聲學作用，使人們獲得更高的主觀聽覺感受。歸納起來，SIS擴聲系統有以下幾個方面優勢。

       1、較好的解決了音樂和人聲兼容擴聲的問題

       音樂聲音要求頻帶很寬，尤其是低頻下限更接近20Hz，否則聲音的豐滿度就不理想，而人聲的頻帶則要比音樂聲音窄得多，其低頻下限在100Hz以上，否則將會影響聲音的清晰度。如果一個系統既放送音樂緊接著放送人聲，其結果或者是音樂的豐滿度不足，或者是人聲的清晰度不令人滿意，往往顧此失彼。

       人有一種很重要的心理聲學效應——雞尾酒會效應(即選聽效應)。這種效應告訴我們，當有多個不同方向聲源發聲時，聽音者只要集中精力去仔細聆聽某個聲源發出的聲音，其他聲源發出的聲音就會被聽音者所忽略，人們會將其他聲源當成本底噪音。但是，如果我們用一只揚聲器放多個聲音時，雞尾酒會效應就將失去左右，人們將沒有法選聽某個聲音。

       SIS系統利用了人們聽覺的雞尾酒會效應，將人聲和音樂聲放置在不同空間進行處理，使人聲和音樂聲產生一種油與水永不相親的關系，，觀眾可以根據自己的需要選聽人聲和音樂聲，人聲和音樂聲兼容放音的問題也就得到了很好的解決。

       2、提高了再現聲音的立體感

       立體聲就是一種有空間感的音樂，SIS系統可以將聲音畫面在左、中、右不同方向進行群落分布，加強了立體聲效果，使得再現聲音的立體感有所提高，主要表現在以下兩個方面：一是聲像具有了更好的多聲源分布感。聽音著可以感受到多個不同位置的聲源在不同方向的存在，聽音者聽到的早期反射聲和混響聲更加接近實際情況，臨場感、聲包圍感和聲像定位感也有所提高，二是可以比較好的突出某個獨立的聲音。由于各個聲源的聲像具有多方向、多方位的分布感，使得某些需要得到突出的聲源聲音能夠比較好的顯示出來，這對于再現如獨奏、領唱、獨唱等聲音將會大有益處。

       3、使聲音更加逼真清晰

       我們聽到的聲音信息除了響度、音調外，還有時間和空間等。聲音的時間和空間信息是不可或缺的重要信息。SIS系統的空間聲音定位采用了系統分離組合的方法，其再現聲音發出的獨立信息比單聲道要多，這對于分散的多聲源信息的恢復和重放是十分有利的，聲音的真實感也有所提高。

       SIS系統的噪聲感受也比純單聲道或普通 雙生道系統相對要小一些，這是因為SIS系統改善了聲音的空間感，使得背景噪聲在多個方向分布，背景噪聲分布更加分散，而聲源的聲音是集中在一個方向上的，與噪聲相比優勢明顯，聲源聲音受噪聲影響更小，聽覺信噪比會有所提高，聲音聽起來會更加清晰。

       目前國內已經有一些劇場采用了SIS擴聲系統，但是真正好用的SIS系統的劇場并不多，很多人反應，國內劇場SIS擴聲系統的音響效果多不夠理想， 并不像DDA公司介紹的那樣好。糾其原因，主要是因為我們對SIS系統的關鍵細節了解的不夠，沒有完全掌握SIS系統理論的真諦。
 

       1、要合理布置和選用揚聲器

       SIS系統是一種左、中、右三聲道擴聲系統，接通照SIS系統的設計要求，揚聲器系統的安裝分左、中、右三個位置。左聲道揚聲器安裝在舞臺臺口兩側，聲音覆蓋全場。

       目前，國內SIS系統的中間聲道幾乎千篇一律的采用高音號角，持這種設計思想的人認為，既然中間聲道主要表現人聲，而人聲的頻率范圍較窄尤其是不需要超低音，用高音號筒就能滿足，而且號筒還可以將聲音送到比較遠的地方，對于觀眾廳的后區括聲比較不利。

       中間聲道選用何種揚聲器應根據劇場的實際使用功能來確定，如果劇場以語言為主，音樂為輔，為了提高語言的清晰度，當然要考慮使用號角式揚聲器。但是，如果是音樂和語言兼容性的劇場(如戲劇、戲曲、歌劇、歌舞以及綜合性劇場等)，中間聲道揚聲器再使用號角式揚聲器就要值得商榷了，在這種情況下，在劇場的聲音效果方面可能出現以下問題：一是劇場在放送音樂時，全場中的聲音不一致。中置揚聲器雖然可以獨立覆蓋全場，但由于其指向角度比較小和Q值(指向性因素)較高，勢必會引起劇場觀眾廳的中央區域高頻覆蓋較好，而兩側的高頻覆蓋較差，致使劇場觀眾廳出現偏中央軸線染色的現象，其結果就是全場的音色一致性不好，加大了系統調整的難度；二是高音號筒使得聲音的主觀聽音感覺尖利，音色不理想。號筒特有的原理和結構決定了用號筒放音時聽起來較硬、有尖利感等，即使是低頻下限很好的全頻號筒也是如此。讓號筒發出來的聲音聽起來柔和、豐滿，是一件比較困難的事情，而讓號筒在與眾多全頻音箱一起放音時不具有“霸氣”則是一件更難的事情。所以，在播放音樂時，要想使中間聲道號筒聲音完全地覆蓋整個觀眾廳，聽起來可能會不甚理想。

       正確的設計方法是，在大多數情況下，SIS系統的中間揚聲器都應該采用全頻揚聲器而不是所謂的號筒式揚聲器。中間聲道采用全頻揚聲器的好處除了可以使全場的聲音音色有良好的一致性，使觀眾廳獲得較為滿意的主觀聽音感受外，還有一個非常突出的優勢是可調性。

       如果中間聲道使用全頻揚聲器，那么當被放送語言時，我們可以用頻率均衡器將其信號的低音部分適當切除，可保證語言的清晰度，當放送音樂時，中置揚聲器全頻帶放音。這種做法不但可以滿足以語言為主的擴聲需要，而且也可以滿足以音樂為主的擴音需要。不僅如此，中間揚聲器采用全頻音箱的主觀聽音效果也要比單純使用號筒要好一些。

       2、聲道之間要盡可能減少聲道串擾

       串擾是反映立體聲系統各聲道間聲音信號隔離程度的指標，良好的立體聲系統必須盡可能的減少聲道之間的串擾，因為嚴重的串擾會影響立體聲信號的隔離度，使聲音的展開感、定位感和空間感變差。

       我們知道，SIS系統的主旨在于加強聲音的空間感和分布感，而聲道串擾會在一定程度上破壞再現聲音的這種感受。在我們的SIS擴聲系統中，如果左、中、右聲道之間出現了較大的串擾(cross talk)、各聲道之間的信息隔離度不高，那么空間成像系統 關鍵的空間感將會大打折扣，觀眾所聽到的聲音畫面將是一個虛象，SIS系統所夸耀的幾大優勢也就不復存在了。

       據筆者了解，目前國內幾乎沒有一家劇場的SIS擴聲系統在設計時考慮了要避免聲道串擾的問題，而且沒有人注意到高質量的左、中、右三聲道擴聲系統要做好聲道之間的隔離。從這一點我們也就不難發覺國內絕大多數劇場的SIS擴聲系統的聲音效果不理想的原因所在了。

       減少串擾的不良影響，除了提高設備的技術性能外，還可以采取左右聲道使用獨立的功放和聲處理設備，以避免聲道間信號的感應，達到良好的隔離。

       購買調音臺時，大家一定會關注其隔離度(Cross Talk)指標。但在系統設計時僅注意調音臺的隔離度而不考慮其他因素也將有失偏頗。我們知道，聲音信號從調音臺送出去后，既要經過均衡器、壓線設備等周邊設備對信號進行加工處理，還要經過功率放大器放大，以推動揚聲器系統。倘如果周邊設備和功率放大器的信號隔離度指標不高，那么從調音臺送出的左、中、右三聲道信號串擾將會變得很嚴重。

       加強左、中、右三聲道之間的信號隔離是充分發揮。