SIS(Spatial Image System)扩声设计

xiaotuzi

SIS扩声系统的中文意思是空间成像系统，SIS的概念是由英国的DDA公司(http://www.ddaconsoles.com/)首先提出的，它是英文Spatial Image System的字头缩写。实际上，SIS并不完全是一个新的音响技术理论，确切的说，它是DDA的CS系列调音台上一个新功能的商标，SIS功能被DDA公司研制和开发出来后，就申报了专利，可以说，SIS是一项使用新型专利技术，这项技术确实有其使用性、新颖性和创造性。

       大家可能会发现，DDA调音台的说明书上只要提到SIS就一定要在标一个小的TM符号，TM的中文意思就是商标(英文Trade Mark的字头缩写)，所以从另一个角度看，SIS为DDA新型调音台的一项标志性独有技术。

      DDA的空间成像系统(SIS)就是在调音台上将单信号输入或双信号输入通过专用电位器在电路上的独特连接，得到三声道的输出。他通过旋转电位器，实现左、中、右(LCR)声到音量平衡和声像定位，这是SIS的独到之处，其中央C声道，已经不再是简单的左声道信号的概念，而是一种经过单独处理的信号。

      空间成像系统既可以实现声像在左、中、右方向移动的效果，也可以实现声像在左右间移动、左中之间移动和右中之间移动的效果，所以他进一步改善了声像的空间感，他还利用了人的心理声学作用，使人们获得更高的主观听觉感受。归纳起来，SIS扩声系统有以下几个方面优势。

       1、较好的解决了音乐和人声兼容扩声的问题

      音乐声音要求频带很宽，尤其是低频下限更接近20Hz，否则声音的丰满度就不理想，而人声的频带则要比音乐声音窄得多，其低频下限在100Hz以上，否则将会影响声音的清晰度。如果一个系统既放送音乐又放送人声，其结果或者是音乐的丰满度不足，或者是人声的清晰度不令人满意，往往顾此失彼。

      人有一种很重要的心理声学效应——鸡尾酒会效应(即选听效应)。这种效应告诉我们，当有多个不同方向声源发声时，听音者只要集中精力去仔细聆听某个声源发出的声音，其他声源发出的声音就会被听音者所忽略，人们会将其他声源当成本底噪音。但是，如果我们用一只扬声器放多个声音时，鸡尾酒会效应就将失去左右，人们将无法选听某个声音。

       SIS系统利用了人们听觉的鸡尾酒会效应，将人声和音乐声放置在不同空间进行处理，使人声和音乐声产生一种油与水永不相亲的关系，，观众可以根据自己的需要选听人声和音乐声，人声和音乐声兼容放音的问题也就得到了很好的解决。

       2、提高了再现声音的立体感

      立体声就是一种有空间感的音乐，SIS系统可以将声音图象在左、中、右不同方向进行群落分布，加强了立体声效果，使得再现声音的立体感有所提高，主要表现在以下两个方面：一是声像具有了更好的多声源分布感。听音着可以感受到多个不同位置的声源在不同方向的存在，听音者听到的早期反射声和混响声更加接近实际情况，临场感、声包围感和声像定位感也有所提高，二是可以比较好的突出某个独立的声音。由于各个声源的声像具有多方向、多方位的分布感，使得某些需要得到突出的声源声音能够比较好的显示出来，这对于再现如独奏、领唱、独唱等声音将会大有益处。

       3、使声音更加逼真清晰

      我们听到的声音信息除了响度、音调外，还有时间和空间等。声音的时间和空间信息是不可或缺的重要信息。SIS系统的空间声音定位采用了系统分离组合的方法，其再现声音发出的独立信息比单声道要多，这对于分散的多声源信息的恢复和重放是十分有利的，声音的真实感也有所提高。

       SIS系统的噪声感受也比纯单声道或普通双生道系统相对要小一些，这是因为SIS系统改善了声音的空间感，使得背景噪声在多个方向分布，背景噪声分布更加分散，而声源的声音是集中在一个方向上的，与噪声相比优势明显，声源声音受噪声影响更小，听觉信噪比会有所提高，声音听起来会更加清晰。

      目前国内已经有一些剧场采用了SIS扩声系统，但是真正好用的SIS系统的剧场并不多，很多人反应，国内剧场SIS扩声系统的音响效果多不够理想，并不像DDA公司介绍的那样好。纠其原因，主要是因为我们对SIS系统的关键细节了解的不够，没有完全掌握SIS系统理论的真谛。


       1、要合理布置和选用扬声器

       SIS系统是一种左、中、右三声道扩声系统，按照SIS系统的设计要求，扬声器系统的安装分左、中、右三个位置。左声道扬声器安装在舞台台口两侧，声音覆盖全场。

       目前，国内SIS系统的中间声道几乎千篇一律的采用高音号角，持这种设计思想的人认为，既然中间声道主要表现人声，而人声的频率范围较窄尤其是不需要超低音，用高音号筒就能满足，而且号筒还可以将声音送到比较远的地方，对于观众厅的后区括声比较不利。

      中间声道选用何种扬声器应根据剧场的实际使用功能来确定，如果剧场以语言为主，音乐为辅，为了提高语言的清晰度，当然要考虑使用号角式扬声器。但是，如果是音乐和语言兼容性的剧场(如戏剧、戏曲、歌剧、歌舞以及综合性剧场等)，中间声道扬声器再使用号角式扬声器就要值得商榷了，在这种情况下，在剧场的声音效果方面可能出现以下问题：一是剧场在放送音乐时，全场中的声音不一致。中置扬声器虽然可以独立覆盖全场，但由于其指向角度比较小和Q值(指向性因素)较高，势必会造成剧场观众厅的中央区域高频覆盖较好，而两侧的高频覆盖较差，导致剧场观众厅出现偏中央轴线染色的现象，其结果就是全场的音色一致性不好，加大了系统调整的难度；二是高音号筒使得声音的主观听音感觉尖利，音色不理想。号筒特有的原理和结构决定了用号筒放音时听起来较硬、有尖利感等，即使是低频下限很好的全频号筒也是如此。让号筒发出来的声音听起来柔和、丰满，是一件比较困难的事情，而让号筒在与众多全频音箱一起放音时不具有“霸气”则是一件更难的事情。所以，在播放音乐时，要想使中间声道号筒声音完全地覆盖整个观众厅，听起来可能会不甚理想。

       正确的设计方法是，在大多数情况下，SIS系统的中间扬声器都应该采用全频扬声器而不是所谓的号筒式扬声器。中间声道采用全频扬声器的好处除了可以使全场的声音音色有良好的一致性，使观众厅获得较为满意的主观听音感受外，还有一个非常突出的优势是可调性。

      如果中间声道使用全频扬声器，那么当被放送语言时，我们可以用频率均衡器将其信号的低音部分适当切除，可保证语言的清晰度，当放送音乐时，中置扬声器全频带放音。这种做法不但可以满足以语言为主的扩声需要，而且也可以满足以音乐为主的扩音需要。不仅如此，中间扬声器采用全频音箱的主观听音效果也要比单纯使用号筒要好一些。

       2、声道之间要尽可能减少声道串扰

       串扰是反映立体声系统各声道间声音信号隔离程度的指标，良好的立体声系统必须尽可能的减少声道之间的串扰，因为严重的串扰会影响立体声信号的隔离度，使声音的展开感、定位感和空间感变差。

      我们知道，SIS系统的主旨在于加强声音的空间感和分布感，而声道串扰会在一定程度上破坏再现声音的这种感受。在我们的SIS扩声系统中，如果左、中、右声道之间出现了较大的串扰(crosstalk)、各声道之间的信息隔离度不高，那么空间成像系统最关键的空间感将会大打折扣，观众所听到的声音图象将是一个虚象，SIS系统所夸耀的几大优势也就不复存在了。

      据笔者了解，目前国内几乎没有一家剧场的SIS扩声系统在设计时考虑了要避免声道串扰的问题，而且没有人注意到高质量的左、中、右三声道扩声系统要做好声道之间的隔离。从这一点我们也就不难发现国内绝大多数剧场的SIS扩声系统的声音效果不理想的原因所在了。

       减少串扰的不良影响，除了提高设备的技术性能外，还可以采取左右声道使用独立的功放和声处理设备，以避免声道间信号的感应，达到良好的隔离。

       购买调音台时，大家一定会关注其隔离度(CrossTalk)指标。但在系统设计时仅注意调音台的隔离度而不考虑其他因素也将有失偏颇。我们知道，声音信号从调音台送出去后，既要经过均衡器、压线设备等周边设备对信号进行加工处理，还要经过功率放大器放大，以推动扬声器系统。倘若周边设备和功率放大器的信号隔离度指标不高，那么从调音台送出的左、中、右三声道信号串扰将会变得很严重。

       加强左、中、右三声道之间的信号隔离是充分发挥。

忐忑幽灵

貌似我也有同感，楼主辛苦了