Музыкальных инструментов

Можно провести деление существующих музыкальных инструментов на ударные, щипковые, смычковые и духовые. Такая классификация отражает способ возбуждения колеблющегося элемента — струны, пластины, мембраны, язычка (трости), столба воздуха. Среди перечисленных, пластины и мембраны, в подавляющем большинстве случаев, являются также и излучателями звука. Собственно источником звука является и колеблющийся воздушный поток. Струна, сама по себе, даёт ничтожно слабую акустическую энергию; для её усиления струны через специальные опорные конструкции соединяются с декой, обладающей большой излучающей площадью. Акустические фильтры (резонаторы), имеющиеся и том или ином виде почти во всех инструментах, выполняют

много функций: в духовых они являются элементами, фиксирующими высоту звуков, в струнных и фортепиано — обеспечивают тембральные качества, межрегистровую балансировку, в некоторых ударных— играют роль акустических усилителей.

Приведенная классификация несколько отступает от традиции. Дело в том, что учебники по акустике музыкальных инструментов, гораздо более подробно освещающие то, о чём здесь говорится вскользь, не всегда уделяют внимание разнице в характере направленности призвуков от возбуждения и излучаемых полезных звуков. Между тем, проблемы, возникающие при микрофонном приёме музыкальных источников, часто связаны именно с этими обстоятельствами.

Согласно законам акустической механики, реакция возбуждаемого элемента всегда направлена встречно возбуждающему усилию (удару, щипку, смычковому сцеплению), по той же линии. Заметим, что микрофон, направленный по азимуту этой реакции, подчёркнуто передаст призвуки, связанные с атакой звука.

Наиболее отчётливо это наблюдается у ударных инструментов, особенно у интонирующих— вибрафона, ксилофона, маримбы, когда изменение акустического ракурса от вертикального (перпендикулярно брускам, по линии ударов) до горизонтального существенно изменяет громкостнои баланс между атаками и послезвучанием. У перепончатых ударных (барабанов, литавр) атака звука также наиболее ярка в направлении, строго противоположном удару.

Спектр возбуждения изобилует высокочастотными составляющими. У музыкальных инструментов, снабжённых деками, направленность излучения не постоянна во всём звуковом диапазоне. Колебания деки имеют сложный спектральный состав; вблизи её излучается плоская волна, направленная перпендикулярно деке, что особенно справедливо для звуков верхних регистров, а также сигналов атак и обертонов. Направленность же излучения основных тонов нижних регистров, практически, отсутствует.

На рисунках 3-1 и 3-2 стрелками а и b показаны преимущественные направления, в которых у струнных и ударных музыкальных инструментов распространяются шумы, связанные со звукоизвлечением. Напротив, азимуты по стрелкам с и d, соответствуют минимуму этих призвуков. Геометрия подсказывает простой вывод: в большинстве случаев

Рис. 3-1

направление при микрофонном приёме под углом = 45° к излучающей поверхности (деке) обеспечивает наиболее мягкое звучание источника. Именно такие микрофонные азимуты используются, если драматургия записываемого произведения не требует какой-либо тембральной специфики, когда указанные призвуки желательны.

Направленность излучения у роялей требует дополнительных комментариев. Только наличие деки и струн с их ударным возбуждением объединяет этот инструмент в рассматриваемом аспекте с прочими, приведенными на рисунках. Но в акустическом механизме роялей действуют резонаторы, определяющие тембры конкретных моделей фортепиано. Направленность излучения этих резонаторов — вертикальная, и она особенно проявляется при малых расстояниях от их горловин. Звучание рояля, прослушиваемое или микро-фонизированное вблизи резонаторов, обладает специфической окраской, нарочитая передача которой в фонографии не исключается, хотя требует драматургических обоснований. В таких тембрах встречается и гнусавость, и «жирность», и жёсткость, и пронзительность. Совокупный звук фортепиано образуется на расстоянии, не меньшем 70-100 см., как от центральной части струн и деки, так и от молоточков. При этом возможен выбор разных точек «акустического взгляда» на инструмент: из-за спины пианиста, где наиболее активна, так сказать, ударная составляющая, с хвостовой стороны, — там края деки и струн изобилуют излучениями наиболее высоких обертонов, или в срединном направлении, наиболее привычном для филармонических слушателей. Открытая под углом ~ 45° крышка рояля дополняет его звучание тембральными деталями, излучаемыми декой вверх плоским фронтом. Эти акустические волны, когда их длина существенно меньше размеров крышки (что справедливо для спектральных компонент > 500-1000 ГЦ.), отражаются в горизонтальном направлении.

При обычном слушании крышка рояля выполняет, конечно, полезную функцию. Но для близко расположенного микрофона, в точке его нахождения возможна интерференция между прямыми и отражёнными излучениями деки, что приводит если не ко громкостной, то, по меньшей мере, к тембральной неоднородности фортепиано. В таких случаях бывает целесообразно удалять крышку.

Для максимального сглаживания атак в фортепианных звуках используют низкие позиции микрофонов, вплоть до расположения их под инструментом. Но такой акустический ракурс может оказаться невыгодным из-за повышенной восприимчивости микрофонов ко всяким призвукам, в частности, шумам педального механизма. Впрочем, как будет показано в главе «МИКРОФОННЫЙ ПРИЁМ АКУСТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ», природа таких шумов часто бывает связана с вибрацией корпуса рояля и пола под педальной рамкой.

Пианино, по существу, не является студийным музыкальным инструментом. В редких случаях с ним приходится иметь дело во внестудийных условиях. Можно отметить три основных азимута акустической направленности пианино. Из-за спины пианиста наиболее ярко слышны атаки звуков, в особенности, если снята передняя крышка инструмента. Часто оптимальной является суммарная направленность излучения внутреннего объёма пианино, с установленной передней крышкой и поднятой верхней; при этом эмпирически подбираются расстояние до инструмента и угол «акустического зрения». Третий вариант использует то обстоятельство, что дека пианино открыта с двух сторон. «Задний» азимут даёт большую спектральную насыщенность при минимальной активности атак, но в этом случае только качество инструмента, в частности, его деки, может гарантировать темб-ральную и громкостную сбалансированность во всех регистрах.

У медных духовых (амбюшурных) инструментов звуковая волна излучается раструбом. Чем выше исполняемая нота, тем более плоский фронт волны, и направленнее излучение. Это особенно проявляется в непосредственной близости от инструмента. Но надо помнить, что вблизи раструба ощутима аэродинамическая составляющая сигнала — движение воздушной массы, и это диктует особые требования к микрофонной технике (см. главу «МИКРОФОННЫЙ ПРИЁМ АКУСТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ»). Акустический ракурс обычно выбирается с учётом специфики амбюшурных инструментов, музыки и традиций исполнения. Так, к примеру, вполне привычно, что у валторн, раструбы которых в оркестре направлены в сторону и назад от слушателей, звук матовый, мягкий, слегка приглушённый и, казалось, лишённый обертонов, особенно в pianissimo. Примерно то же можно было бы сказать

и о тубе, раструб которой направлен вверх. Но этот инструмент, звучащий, в основном, в контроктаве и субконтрокта-ве, излучает почти сферическую волну, ненаправленную в принципе, так что «заглядывать» к нему в раструб можно только ради подчёркивания высших гармоник, придающих звуку тубы жёсткость или резкость.

А вот её собрат по регистру— сюзафон, применяющийся и традиционных джазовых ансамблях «диксиленд», имеет раструб, направленный в сторону слушателей, отчего звучание более конкретно, сфокусированно.

В группе тромбонов, у которых соотношение размеров раструба и длины волны излучения при игре в первой и второй октавах делает эти инструменты весьма направленными, может встретиться экзотический представитель — эффо-ниум, имеющий два раструба. Нижний, меньшего размера, направлен к слушателю, но плоская волна излучается им лишь в звуках верхнего регистра, дополняя их акустической яркостью за счёт азимутальной концентрации. А направленный вверх больший раструб придаёт эффониуму мягкое звучание, особенно на низких нотах. При этом нижний раструб излучает обертоны, сохраняя тембральную полноту инструмента во всём рабочем диапазоне.

Раструбы язычковых духовых инструментов полностью излучают звук лишь на самой низкой ноте рабочего диапазона, когда закрыты все клапаны. Остальные звуки по своей направленности связаны с аппликатурой инструментов. Это не подлежит простому описанию, можно только указать на определённую тенденцию: чем выше регистр, тем ближе зона излучения к мундштуку.

Особые свойства направленности проявляют флейты. Их звук генерируется у лабиума, где создаётся вихревой поток с частотным спектром, близким к шумовому. Комбинации открытых и закрытых клапанов меняют параметры акустических резонансов флейты, соответственно, высоту звучания. Нo, в отличие от других духовых инструментов, здесь область мундштука является постоянно излучающей, причём фронт звуковой волны близок к шаровой. В то же время, вблизи губ флейтиста действует мощная аэродинамическая струя, поэтому соблазн помещать микрофон прямо у мундштука флейты, во имя сверхкрупного фонографического плана, требует надёжной защиты электроакустического приёмника от

«задувания». Тем не менее, такой способ звукопередачи в своём существовании должен быть бескомпромиссен, ибо даже небольшое удаление микрофона от мундштука, если и облегчит аэродинамический режим, приведёт к ощутимой гром-костной неравномерности приёма: в аппликатурных комбинациях с открытыми верхними клапанами направленность их излучения станет резко определяющей, чего не происходит, например, при исполнении ноты СИ малой октавы, когда все клапаны закрыты, а излучающим является выходное отверстие флейтовой трубки. Тогда уже надо удалять микрофон от исполнителя до тех пор, пока указанная неравномерность не исчезнет (на практике — до 1-1,5 метров).

Подобные рекомендации относятся ко всем инструментам группы деревянных духовых, где клапаны распределены вдоль мензуры.

Воздушный толчок при звукоизвлечении на духовых инструментах приводит к появлению так называемой постоянной составляющей и асимметрии звукового сигнала на стадии атаки. Особенно это свойственно медным духовым с коротким воздушным недемпфированным путём, например, тромбонам. Это явление естественное, в большой степени определяющее априорный тембр инструмента, и вряд ли стоит компенсировать постоянную составляющую с помощью существующих компьютерных опций типа «DC offset» (см. главу о редактировании фономатериалов).

Стуки клапанов духовых инструментов в максимальной степени распространяются по линии их движения, что следует учитывать в случае близкого микрофонного приёма. В том же направлении ориентировано «шипение» воздушных струй у деревянных духовых, в особенности у кларнетов. Для снижения заметности таких призвуков иногда бывает достаточно изменить акустический ракурс на 90 ° по горизонтали.

Струнные щипковые инструмены излучают призвук собственно щипка по линии движения медиатра или ногтей (у гитаристов). Эти же компоненты звуков, как высокочастотные, излучаются по нормали к деке.

В направлении движения смычка у скрипок, струнных альтов, виолончелей и контрабасов наиболее отчётливо слышны «канифольные» призвуки. Вблизи эф этих инструментов в спектрах звуков возрастают составляющие нижних формант (см. § 3-2).

Что до человеческого голоса, то не следует считать, будто рот является его единственным излучателем. Опыт показывает, насколько восприимчивы направленные микрофоны к акустической работе грудной клетки, гайморовой пазухи, подгортанной области, то есть анатомических полостей, наличию которых обязано существование спектральных формант, в особенности у профессиональных певцов. Соответственно, вертикальное изменение акустического азимута в ближнем плане, от уровня грудной клетки до верхней части головы заметно варьирует тембр голоса от насыщенного в низкочастотной области, мягкого и округлого, до острого, звенящего, плоского, с преобладанием высокочастотных формант. Излучение же вблизи рта чревато преобладанием естественных призвуков — причмокиваний, «всхлипывающих» вздохов, пр. Так же подчёркиваются шипящие, свистящие и звонкие согласные звуки. Разумеется, с удалением от микрофона человеческий голос интегрируется в единый акустический продукт.

Баяны, гармоники, аккордеоны излучают звук в двух азимутах, в соответствии с регистрами левой и правой рук исполнителей. Казалось бы, это несложно учитывать при работе на малых расстояниях до них (рис. 3-3). Но большинство звуков этих инструментов распространяется не только в направлении ближайшего микрофона, — к ним будет восприимчив и другой. Тогда, при суммировании микрофонных сигналов из-за спонтанного текущего сдвига их фаз (что связано с разными расстояниями до излучающих областей инструмента), произойдёт электрическая интерференция, приводящая к заметной громкостной неравномерности исполняемых звуков. Если же в стереофонической картине сигналы данных микрофонов передавать сепаратно в левый и правый каналы воспроизведения (а это может быть обосновано изложением гипертрофированных размеров объекта), то неизбежны как разрыв звукового изображения в середине, так и его «размазанность» из-за той же фазовой неразберихи (см. главы «ФОНОГРАФИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ» и «ФОНОГРАФИЧЕСКАЯ СТИЛИСТИКА»).

Ситуация в корне изменится, если для звукопередачи выбрать большее расстояние между инструментом и микрофоном (в этом случае он может быть и один). Тогда суммарный звук не будет характеризоваться актуальными

направленными свойствами, и его межрегистровая сбалансированность определится только исполнителем.