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最大戏台畅音阁:紫禁城里的古代音响系统

2019-12-19 15:13:39 来源:科技日报

看戏是古人的主要娱乐方式。明清时期的紫禁城内有很多戏台,其中规模最大的是位于宁寿宫区域的畅音阁。畅音阁是一座三层戏台建筑,从上到下的戏台名称依次为福台、禄台、寿台,而寿台还有台阶通往地下。每层戏台的面积约200平方米,可容纳数百名演员表演。

皇帝、大臣及后妃为看戏的主要人员,他们除了欣赏演员的表演外,亦需要获得良好的听觉效果。不仅如此,皇帝通常坐在戏台对面的阅是楼内看戏,其位置与戏台间隔一个数十米宽的小广场,而后妃们则在戏台两侧的廊下看戏。古代没有扬声器或现代化的音响设备,那么帝后如何能够清晰地听到乐器的演奏声和演员的说唱声音呢?畅音阁有着简单科学的“音响系统”,可满足各个听众的需求,以下进行解读。

首先是空井的共鸣效果。现场勘察发现,畅音阁寿台的木地板下有地下层。该地下层与地面用木板隔离,仅留出入口,形成一个相对封闭的空间。地下层在中央及四角各有一个地井,中间的为水井,其余四个是空心土井。这四个空心土井,就形成了畅音阁的“音响”,可产生共振,并形成共鸣的效果。在日常生活中,共振是一种十分普遍的自然现象。一个具有弹性的物体在受到外力的作用之后便会发生振动,物体的性质不同,其共振的节拍就有所不同,而当外力的振动节拍与这个物体自身固有的振动频率“合拍”时,物体便会产生大幅度的振动。比如一个人荡秋千,另一个人推,推的人只需每次秋千到达最高点的时候施加一点力,就可以把秋千荡的很高。这个事实表明:只需周期性的施加一点力,就可以维持一个很大振幅的振动,前提是施加力的频率必须符合这个系统本来的振动频率。可见,共振就是利用振动频率的“合拍”来有效地积聚能量而增强作用的效果。畅音阁的四个空井就相当于四个共鸣箱。共鸣箱的箱体和其中的空气,也可以看作一种特别的“秋干”。当乐器或演员发声时,会引起空井产生共振效果。但是空井与秋干明显的区别,秋干只能和某种频率发生共振,空井却可以同许许多多频率发生共振。这样一来,不同演员、不同乐器发出的不同频率声音,首先对四个空井进行“推引”,很快使空井一起振动,然后它们一起扰动空气,便有较大的声音向外传播,起到了音响效果。实际上,这种音响原理早在战国初期就得到了应用。如《墨子·备穴》记载:古代士兵在城墙根下每隔一定距离挖一深坑,坑里埋置一只容量有七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,让听觉聪敏的士兵伏在这个共鸣器上听动静,遇有敌人挖地道攻城的响声,士兵不仅可以觉察到敌人,而且还可根据各瓮瓮声的响度差可以识别来敌的方向和远近。这种蒙上皮革的陶瓮的扩音与畅音阁地下层的空井扩音的原理完全一致。

其次是水井和藻井的混响效果。在这里,水井是指位于畅音阁地下层正中位置的水井,而藻井则是指位于寿台天花板正中的往上凹进的构造。水井和藻井均能产生混响的效果。声音在传播的过程中如果遇到了障碍物会被反射回来,这种现象称为声音的反射;被反射回来的声音再次被我们听到,就形成了回声;若声源停止振动后由于声音的反射使得声音依然在传播,使我们还能在一定的时间内听到声音,这种现象称为声音的混响。混响是重要的声效方式,如果不加混响,声音会发干,听觉效果就不佳。自然混响恰到好处,让人在听觉上有愉悦感,合理的延时不仅不会产生音染,还会让声音更加清晰。混响是由于声反射引起的,而畅音阁的戏台主要通过水井和藻井实现反射并产生混响效果。水井的水位高低,可以调整混响音调的高低。水井的水越多、则水井中形成的空气柱振动频率越小,因而反射演员的声音越低沉浑厚;相反,水井内的水越少,则水井中形成的空气柱振动频率越大,所以反射出演员的声音清脆明亮。另畅音阁的藻井犹如一个倒扣的大缸,只不过不是封闭状态。这种大缸可以将演员的声音汇集,再集中反射出去,突出了声音的混响效果。

此外,畅音阁环形建筑布置方式能增强声音的响度和强度。从平面布置来看,畅音阁戏台两侧是大臣、后妃看戏的封闭长廊,对面是皇帝看戏的阅是楼,整个建筑群是一个封闭的环境。如《平定台湾战图清音阁演戏图》描述的就是皇帝在承德避暑山庄内的清音阁看戏的场景,其建筑布局与畅音阁建筑群非常相似。这种封闭、近似环状的建筑群布置有利于声音的传递。戏台上演员的声音可在上述建筑的区域内反射,有利于听觉接收。而紫禁城建筑的建造通常是磨砖对缝的墙体和光亮的琉璃瓦,有利于声音的反射,并减少声音的吸收,使得各个听众产生良好的听觉效果。这种建筑布置方式,既符合了建筑设计美学要求,也利用了声音的反射特点,有利于对声音的合理“美化”。

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