厅堂音质设计是为了获得优良的音质效果,以更好地发挥厅堂的使用功能。但是,目前建筑师往往是凭靠经验和感觉进行厅堂音质设计,在厅堂观众厅的体型和表面吸声材料、结构的选择上,存在着很大的盲目性和繁琐性,对观众席的声场分布也缺乏基本的量化指标和认识。这些都影响了厅堂音质设计的质量。为此,本文进行了以下几方面的研究。首先,在理论上提出了一种新的声线模拟计算方法——立体角算法和相应的声线三维模型。经过分析和比较,模拟计算观众席的声场分布要比传统的声线法、声像法便捷和有效,可以较准确的得到观众席计算点的声压级。其次,利用计算机技术,以Matlab应用软件和AutoCAD中的LISP程序语言为平台,研究开发了一套厅堂音质设计的计算机应用系统,实现了快速的观众厅混响时间、观众席各点声压级和观众厅各个表面吸声材料、结构选择的分频并行计算,以及Matlab和AutoCAD的数据文件链接传递,实现了模拟声线在观众厅三维模型中的立体可视化分布,为建筑师,特别是非建筑声学专业人员,能够科学的、合理的进行厅堂建筑音质设计提供了有效的工具。在经过了实验验证的基础上,本文将其用于天津市青年京剧团剧场的音质设计中,经建筑师使用,证明效果良好,达到了设计要求。说明该系统具有较高的理论研究和实际应用价值。