Картине акустической обстановки и диффузных признаков удаленности

Есть ли нонсенс в том, что слушатель при восприятии стереофонической программы не получает акустических сигналов сзади? С точки зрения естественных понятий физической и архитектурной акустики — да. С точки зрения физиологии слухового восприятия — да. Но не надо забывать, что физические и физиологические законы в искусстве всегда уступают место психофизиологии, чувственным сферам. Биологическая история человеческого слуха тысячелетиями воспитывала способности ощущать в различных обстоятельствах достоверность при отсутствии информационной полноты. Это явление называется инвариантностью ощущения, и в нем один из важнейших аспектов формирования психологии восприятия звука и зрелищ.

Применительно к нашей теме можно сказать, что в естественных акустических условиях, например, в концертном зале человек слышит суммарный, в том числе и диффузный, звук, обращаясь взглядом в сторону сцены, и не отдавая себе отчета в направлениях прихода звуковых волн не только спереди, но и сзади. Здесь уже можно говорить о некой психофизиологической иллюзорности восприятия, то есть о том, что мы слышим сзади отражённые звуки, не видя их источника. И никакие ощущения неестественности при этом не возникают. Следовательно, справедливо утверждение, что восприятие стереофонической картины, излучаемой парой расположенных только впереди громкоговорителей отнюдь не снижает достоверности оттого, что задние акустические источники отсутствуют.

Стремление расширить пространственные границы в фонографии путем восполнения недостающей информации привело к появлению квадрофонических систем звукопере-дачи, где задняя пара аудиомониторов излучала преимущественно реверберационные сигналы (мы не говорим здесь об эстетических экспериментах в попытках создания новых фонографических жанров). Квадрофония просуществовала недолго. И причины тому кроются не только в технической громоздкости и дороговизне высококачественных 4-каналь-ных систем, но и в том, что в стремлении к увеличению

реалий непроизвольно вскрылась своя противоположность — уход от искусства, условности которого всегда (и не только в фонографии) рождали некоторые формальные ограничения, специфически присущие тому или иному художественному виду.

И ограничения в стереофоническом пространстве, когда виртуальная звуковая картина сосредоточена в пределах между двумя громкоговорителями, не препятствуют эстетическому восприятию, как и не снижает эмоционального воздействия картинная рама в живописи.

Разумеется, максимально убедительное впечатление будет получено только тогда, когда доля диффузных компонент в фонографическом изображении станет оптимальной с эстетической точки зрения, а сам характер диффузного звука будет тесно коррелирован с прочими компонентами звуковой картины как технически (имеется в виду качественная, а не количественная сторона), так и концептуально. Сказанное нужно понимать так: диффузные звуки, реверберацион-ная картина в художественном изложении не должна быть автономной, вырванной из контекста, фиксировать на себе отдельное внимание слушателя.

Акустическая обстановка в фонографии реализуется одним из двух способов (или их комбинацией) — микрофонной передачей реверберационного процесса в тонателье, либо созданием искусственной реверберации. Анализ первого случая требует небольшого исторического экскурса.

При изображении диффузного звукового поля в монофонии, не передающей непосредственно широтных признаков акустических объектов, использовались естественные или искусственные задержки реверберационных сигналов по отношению к прямым. Временная дистанция в психоакустике впрямую ассоциируется с дистанцией геометрической, поэтому сдвиги сигналов дополняли ощущения глубины в звуковой картине, усиливали пространственные впечатления. Отсюда — традиционное существование так называемого «дальнего микрофона».

На рис.5-19: Мд — «дальний» микрофон, Мо — «обзорный» («общий») микрофон, Т зад. — время задержки, пропорциональное расстоянию S между этими микрофонами при скорости звука V = 343 м/сек.

Сигнал «дальнего» микрофона представляет, по сути дела, задержанный прямой сигнал источника с явно выраженной

Рис. 5-21

Рис. 5-20

Рис. 5-19

диффузной окраской, которая, собственно говоря, и передавала акустическую обстановку.

Появившиеся впоследствии устройства для создания искусственной акустической диффузности (листовой и пружинный ревербераторы) формировали, практически, синхронную реверберацию. Во всяком случае, задержка их выходных сигналов по отношению ко входным не превышала единиц миллисекунд, что не соответствовало естественным акустическим процессам в помещениях с большими объемами. Возникла идея использовать для работы этих устройств сигнал того же «дальнего» микрофона с целью увеличения времени задержки, дабы превратить создаваемую тогдашними ревербераторами гулкость в подобие акустической атмосферы.

Традиция — вещь косная. И потому с появлением стереофонии «дальний» микрофон продолжали использовать в прежнем качестве. Между тем, стереофоническое изложение протяжённостей акустических объектов привело к обнаружению несоответствий между различными пространственными коррелятами, в частности, между временем задержки сигналов «дальнего» и «ближнего» микрофонов и формой реверберационного процесса, либо соотношениями квазиразмеров двух изображений, даваемых этой микрофонной парой. Возникло то, что нынче относят к области так называемых

акустических дисторсий или пространственных искажений. Применение микрофонных или электрических задержек для искусственной реверберации также сопровождалось известным произволом, ибо выбор величины задержки и прочих реверберационных параметров носил, как правило, случайный характер, без учета взаимосвязей.

Указанные противоречия особенно бросаются в глаза (в уши) при проведении записей в естественных акустических условиях. Действительно, слушатель в концертном зале получает суммарную звуковую информацию, находясь на одном месте. Тогда о какой же фонографической достоверности можно говорить, если сигналы приема прямых и диффузных волн получаются из разных точек пространства, расстояние между которыми иной раз приводит к временному разрыву, выходящему за пределы слитного восприятия?

Но если расположить односторонне направленные стереофонические совмещенные микрофоны, как показано на рис. 5-20, то задержки отражённых сигналов будут строго соответствовать акустическим процессам в концертном зале или тонателье, и для любого расстояния R от источника до микрофонной группы Мд / Мо все временные параметры свяжутся самым естественным образом, характерным именно для данного помещения в данной его точке.

Нечто подобное получается и при использовании одной АВ-стереопары из ненаправленных микрофонов со взаимным расстоянием порядка бинауральной базы, то есть 16-20 см. (рис.5-21). Но, как уже говорилось, для близких источников нельзя не учитывать разность хода звуковых волн от одних и тех же точек объекта до левого и правого микрофонов, дабы не нарушать стационарности звуковой картины.

Разумеется, сказанное не накладывает вето на использование любых иных способов микрофонной передачи акустической атмосферы, в том числе и традиционных. В конце концов, цель диктует выбор средств, а результат оценивается на слух. Но если запись не должна привлекать внимание пространственной ненатуральностью, то не следует пренебрегать объективными, естественными закономерностями.

Во всех случаях желательно, чтобы симметрия во взаимоположении микрофонов и объекта носила не только зрительный, но и акустический характер. Поэтому в зоне нахождения микрофонов предпочтительна максимальная диф-фузность, однородность и изотропность звукового поля.

Характеристика направленности стереомикрофона Мд, обращенного в тыл пространства, заметно влияет на слуховое ощущение объемных границ. Чем выше осевая избирательность микрофона (острее диаграмма направленности), тем лучше передается конечная неизоморфность общей акустики, что и делает более детерминированными левое и правое направления. Правда, при этом уменьшается поперечная слитность диффузного изображения.

Мы наблюдаем противоположное, если диаграмма направленности у микрофона Мд, по тем или иным причинам, — круговая. Компактность общеакустического квазипространства возрастает настолько, что его горизонтальная протяженность почти отсутствует. Это объясняется тем, что у вертикально совмещенных ненаправленных сте-реомикрофонов горизонтальные составляющие диффузного поля, собственно свидетельствующие о ширине пространства, являются, практически, одинаковыми для нижнего (левого) и верхнего (правого) приемников. Для частичной компенсации этого недостатка можно ненаправленный стереомикрофон Мд располагать горизонтально.

Заметим, что круговая характеристика направленности у микрофона Мд передает ему часть функций микрофона Мо, что снижает возможность избирательного дозирования сигналов, полученных от прямых и диффузных волн.

Существуют микрофонные конструкции, содержащие в одном блоке две электроакустически согласованные стереопары. Они идеально подходят для описанной передачи акустической обстановки с сохранением естественных ощущений. Но иной раз возникает желание усилить впечатление пространственной глубины. В таком случае можно расположить стереомикрофоны Мо и Мд на увеличенном расстоянии друг от друга. Следует только помнить, что слишком большая дистанция приведет к упомянутым пространственным аномалиям в фонографическом изображении. Для источников с импульсным характером звуковых атак это явление может наступить уже при расстоянии свыше 2-2,5м. (акустическая задержка порядка 7 мсек.). И в этом случае, как всегда, нужно драматургическое обоснование такого рисунка акустического пространства.

Работая в студийных условиях, нужно искать такие зоны тонателье для расположения исполнителей и микрофонов,

чтобы получаемые пространственно-диффузные фонографические компоненты максимально отвечали бы режиссерской концепции. Этот поиск, выполняемый обычно с ассистентом, проводят в две стадии. Расположившись в центре зала (область наибольшей вероятностной акустической изотропности), звукорежиссер предлагает ассистенту перемещаться в разные участки тонателье, и там хлопать в ладоши, петь или играть на музыкальном инструменте; при этом оценивается характер и степень «акустического возбуждения» зала. Таким образом выбирается оптимальное из всех возможных место расположения исполнителей. Далее, ассистент устанавливает направленный стереомикрофон поочередно в нескольких местах тонателье, всякий раз ориентируя его тыльной стороной к исполнителям, а звукорежиссер, слушая в аудиомони-торах диффузную картину, выбирает зону нахождения этого микрофона сообразно художественному замыслу. Разумеется, если пространственный (Мд) и общий (Мо) микрофоны конструктивно объединены, то поиск на второй стадии целесообразно проводить для всего микрофонного блока.

Недостаточность или эстетическая непригодность естественной диффузной акустики, часто встречавшаяся в фонографической практике, заставила искать способы создания искусственной реверберации. Не вдаваясь в историю этого вопроса, мы на этих страницах не будем изучать сравнительные характеристики музейных камер эхо, пружинных, листовых и магнитных ревербераторов. Скажем сразу, что в сегодняшних электроакустических комплексах почти исключительно применяются цифровые приборы или компьютерные программы, лучшие из которых имитируют ревербе-рационные процессы с очень высоким качественным приближением. Пользовательский сервис этих устройств позволяет варьировать многие параметры реверберации, определяющие характер искусственного акустического пространства:

1. Стандартное время реверберации на средних частотах.

2. Относительный подъем / спад времени реверберации
на частотах ниже / выше точки разделения частотных диа
пазонов.

3. Положение этой точки на частотной оси.

4. Ширину спектральной полосы возбуждения ревербера
тора.

5. Ширину спектральной полосы выходного сигнала.

6. Время задержки между появлением входного сигнала и
началом реверберационного процесса.

7. Форму нарастания и спада диффузного звука (харак
тер затухания).

8. Наличие / отсутствие дискретной картины ранних от
ражений, их количество и уровень.

9. Степень диффузности реверберационного процесса.

10. Относительные размеры имитируемого пространства
(во многих приборах вариации этого параметра автоматичес
ки корректируют большинство прочих, зависящих от вели
чины объема помещения).

11. Широтно-пространственную геометрию ревербераци-
онной картины.

12. Имитацию субреверберационных пространств (сцены,
куполов, галерей, т.п.)

Если приведенный список требует специальных комментариев, то читателю нужно обратиться к фундаментальной литературе, например к книге В. В. Фурдуева «АКУСТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЕЩАНИЯ Впрочем, предполагается, что будущие звукорежиссёры изучают акустические процессы в закрытых помещениях.

Ясно, что при творческом использовании электроакустических приборов звукорежиссер обладает богатейшими изобразительными возможностями. Скажем только, что указанные вариации дают хорошо ощутимые слухом изменения акустической обстановки, которая изначально может быть «сконструирована» по чисто формальным признакам (объем, задержка, время реверберации, т.д.), а затем уточнена по любому из параметров.

Как ни странно, при использовании приборов искусственной реверберации существуют сложности, связанные с установкой времени реверберации, изменяемого в этих устройствах в довольно широких пределах— (0,3-60) секунд. Возникают проблемы психологического характера, ибо хочется, чтобы выбор этого параметра подчинялся лишь художественным соображениям, а наличие длительных отзвуков иной раз неблагоприятно влияет на гармоническое движение, в особенности в эстрадной музыке, где оно подчиняется определенным ритмическим закономерностям. В таких случаях полезно знать о том, что в слуховом ощущении время

реверберации — вещь относительная, и что в некоторых пределах одно и то же пространственное впечатление сохраняется при снижении времени реверберации с одновременным увеличением уровня диффузного звука (или наоборот, — вспомним понятие об эквивалентной реверберации).

А если реверберационный сигнал вредит гармонической музыкальной структуре, функциональным сменам, то, учитывая экспоненциальный характер акустического затухания и величину маскировки предшествующих отзвуков последующими порядка 14-20 дБ, можно рекомендовать выбор максимального времени реверберации для музыкальных программ не более ~ 3t, где t— временной интервал между гармоническими изменениями.

То же самое следует сказать и о других деталях ритмических структур, чёткость которых от реверберирования может пострадать. Нельзя забывать и о том, что чрезмерная реверберация заметно уменьшает контрастность динамических оттенков.

Особое внимание нужно уделить методам формирования входных сигналов для устройств искусственной реверберации.

Казалось бы, априорным способом можно считать подачу на вход реверберирующего прибора суммарного сигнала фонографической программы, полагая, по аналогии, что в естественных условиях все звуковые источники одинаково возбуждают акустический объем. Но, к сожалению, это справедливо лишь со статистической точки зрения. Акустическая же динамика в реальных помещениях весьма гибко следует законам направленности излучения отдельных источников или их групп. На формирование как ранних, так и слитных отзвуков влияет взаиморасположение источников, временные сдвиги отдельных звуковых атак по отношению к предыдущим стадиям реверберационного процесса и т.п. Многое из этого определяет еще и стереометрию диффузной картины.

Увы! Происходящее в электрических цепях не бывает адекватно натуральной акустике закрытых помещений, где все параметры подчинены огромному количеству естественных взаимосвязей. Отсюда— пространственный дисбаланс, усугубляющийся еще и тем, что подавляющее большинство стереофонических устройств искусственной реверберации имеют один вход возбуждения и псевдостереопару на выходе.

В этих случаях необходимо организовать такую коммутацию входных и выходных сигналов, чтобы тенденции азимутального изображения в искусственной реверберационной картине были подобны стереофонической панораме прямых звуков. Иначе для квазиисточников, расположенных у какого-либо края стереобазы диффузные сигналы будут ими же замаскированы, а отзвуки от этих объектов воспримутся преимущественно с противоположного направления. Чтобы этого не происходило, целесообразно использовать два ревербератора (см. условный рисунок 5-22).

Разумеется, реверберационные параметры и уровни передачи для обоих приборов должны быть идентичными. Ширина левой и правой половин диффузного изображения устанавливается панорамными регуляторами по правилам, существующим для квазиобъектов вообще. Необходимо только следить за тем, чтобы центральная часть картины не выделялась в особую зону преобладания или, наоборот, недостаточности общеакустического рисунка.

В конструкциях профессиональных высококачественных устройств, имеющих стереофоническую входную коммутацию, все вышеизложенные обстоятельства учтены.

Пространственный дисбаланс может быть устранен путем дополнительной избирательной подачи на вход ревербератора сигналов тех квазиисточников, доля которых в диффузной картине оказывается недостаточной.

Суммарный же уровень общеакустических компонент, как при использовании естественной акустики, так и в случае искусственной реверберации не должен превышать величины, достаточной для ее убедительного ощущения. В противном случае фонографический рисунок будет «замутнен» излишней звуковой диффузией, потеряет пространственную и динамическую рельефность, тембральную дифференцирован-ность. Исключения составляют лишь случаи нарочитой, драматургически обоснованной пространственной гипертрофии, связанной, как правило, с изложением больших удалений (формально — геометрического, а образно — и временного характера).

Слуховой оценкой недостаточности акустической атмосферы в звуковой картине часто является ощущение громкоговорителей как собственно источников звука. Нет нужды пояснять, насколько в этом случае восприятие фонографии станет непрогнозируемо

Рис. 5-22