I. Акустические особенности медных духовых инструментов

Запись медных духовых инструментов в академической музыке

(На примере Трубы, Валторны, Тромбона и Тубы).

 

Исполнитель:

Семёнов Станислав Михайлович

 

 

Допущен к защите

Научный руководитель “ ”___________2012 г. Старший преподаватель

Кафедры музыкальной

звукорежиссуры

Катунина Г.А.

Заведующий кафедрой

музыкальной звукорежиссуры,

профессор Соболева М.А.

 

 

Москва 2012 г.

 

 

Оглавление

 

Введение………………………………………………………………………....3

Глава I. Акустические особенности медных духовых инструментов.............4

Труба……………………………..………………………………………...9

Тромбон…………………………………………………………………..11

Валторна…………………………………….……………………………13

Туба………………………………………...……………………………..15

Глава II. Микрофоны, используемые для записи медных духовых инструментов и варианты их расположения в студии……………………….17

Глава III. Запись медных духовых инструментов……………………………19

Запись тромбона и трубы………………………………………………..24

Запись валторны………………………………………………………….25

Запись тубы……………………………………………………………….27

Заключение………………………………………………………………………29

Список иллюстраций……………………………………………………………31

Примеры записи медных инструментов (трек-лист)………………………….32

Список использованной литературы………………………….………………..33

 

 

Введение

Целью данной работы является разработка технологий записи медных духовых инструментов на примере: трубы, тромбона, валторны и тубы.

 

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач, а именно:

 

1) ознакомление с историческими видами медных духовых инструментов,

2) ознакомление с акустическими особенностями медных духовых инструментов,

3) анализ записи медных духовых инструментов

4) рассмотрение основных технических параметров записи на студии

 

Актуальность темы обусловлена тем, что в современном мире мы сталкиваемся с такой проблемой, как недостаточное количество специализированной литературы для звукорежиссеров по записи медных духовых инструментов. Эти проблемы препятствуют возможности успешно и оперативно решать задачи, касающиеся технологии записи/озвучивания рассматриваемых музыкальных инструментов с которыми часто встречается звукорежиссёр. Знания об акустическом устройстве инструментов, способе извлечения звука, направленности акустического излучения, динамических и спектральных характеристиках, являются обязательными в профессиональной подготовке звукорежиссера.

 

 

 

I. Акустические особенности медных духовых инструментов

Среди многообразия духовых инструментов или аэрофонов, принято выделять группы медных и деревянных.

Медные инструменты часто называются амбушюрные (амбушю́р или амбюшор от фр. embouchure — способ сложения губ музыканта при игре на некоторых духовых инструментах с определенным устройством мундштука, что в основном касается музыкальных инструментов, имеющих чашеобразный мундштук (валторна, труба, тромбон и др.) и некоторых других (флейта, гобой). Амбушюром называется также собственно мундштук указанных типов инструментов. Группа медных духовых, используемых в современных ансамблях и cимфонических оркестрах, включает в себя следующие инструменты: труба, тромбон, валторна, туба, на рассмотрении свойств которых мы и остановимся в данной работе.

 

Рис.1

 

 

Помимо мундштука, изготовленного из различных металлических сплавов, характерной особенностью строения этих инструментов является свернутая трубка различной длины (инвенция, кроны) узкая у вдувного отверстия и постепенно расширяющаяся к выходному отверстию и оканчивающаяся раструбом плавного очертания.

 

 

 

– мундштук тромбона – мундштук валторны

 

– мундштук трубы – мундштук тубы

 

Рис.2

Мундштук у медных духовых инструментов является резонатором. От его формы зависит тембр инструмента и его форманта (от лат. Fōrmāntis - придающий форму…; акустическая характеристика звука…, связанная с уровнем частоты голосового тона и образующая тембр звука)[1].
Чашеобразные мундштуки, которые применяются у труб, тромбонов и туб подчеркивают высокие частоты. Воронкообразные же мундштуки, например, у валторн, напротив, подавляют высокие частоты.

Рис.3

Таким образом, чем мельче мундштучная чашка, тем выше будет форманта. Для того, чтобы подавить дополнительные форманты в звучании инструмента в раструб медных духовых инструментов вводят сурдину (от лат. surdus — глухой, глухозвучащий) - специальное приспособление в музыкальных инструментах для уменьшения силы звука и изменения тембра.

Также для большинства медных духовых характерна вентильная система.

Вентильный механизм (нем. Ventil – клапан) – специальное механическое приспособление в некоторых конструкциях медных духовых инструментов, предназначенное для мгновенного изменения (увеличения) длины канала их основной трубки и соответственно для повышения или понижения высоты извлекаемых звуков.

Система была изобретена в 1818 г. Г.Штольцем и Ф.Блюмелем.

Медные духовые могут иметь два типа вентилей: поворотный или пистонный (помповый).

При поворотных вентилях добавочные кроны открываются с помощью поворота специальных барабанчиков, которые приводятся в действие нажатием пальцев на клапаны.

При пистонных (помповых) вентилях действует система поршневой конструкции. Они нажимаются пальцами до требуемой глубины, при которой просверленные в них отверстия оказываются напротив открытого входа в добавочную крону.

 

Рис.4

Как и все духовые инструменты, медные инструменты генерируют звук с помощью энергии сжатого воздуха, созданной за счет мускульных усилий музыканта. Роль вибраторов выполняют особым образом колеблющиеся губы; в качестве резонаторов используются столбы воздуха в удлинённых трубах.

Что касается системы звукообразования, то в отношении медных духовых инструментов имеется ряд отличий от прочих духовых, а именно: особый механизм модуляции потока воздуха с помощью колебания губ; использование достаточно больших мундштуков сложной конструкции; применение изогнутых цилиндрических и конических труб; использование вентилей и кулис вместо боковых отверстий; применение больших раструбов в качестве дополнительных усилителей звука, а также использование сурдин.

Возбуждение столбов воздуха происходит с помощью вибраций губ, которые выполняют роль, аналогичную роли гибких тростевых пластинок. Именно поэтому данная группа инструментов называется амбушюрными. В них через особым образом сложенные губы периодическими толчками выходит воздух, т.е. происходит модуляция воздушной струи, которая возбуждает стоячие волны в трубе (резонаторе), что, в свою очередь, усиливает звук, создаёт “положительную обратную связь” и придаёт звуку музыкальную окраску.

Губы могут вибрировать сами по себе под действием струи воздуха, но для этого в полости рта должно быть создано достаточно большое давление. Уровень внутреннего давления очень важен для игры на медных инструментах, так как колебания губ стабилизируются не сразу: в первый момент они должны опираться только на внутренний акустический импеданс (т.е. комплексное сопротивление [2]) в полости рта, пока в трубе не образуется стоячая волна и не сформируется импедансный пик на входе трубы. Поскольку трубы имеют большую длину, этот процесс занимает достаточно долгое время. Различия в поведении губ и столба воздуха в трубе в начальный период определяет характер (переходных процессов) атаки в медных инструментах – он и служит их идентификационной характеристикой.

В амбушюрных инструментах невозможно играть без опоры на воздушный столб. Формирование стоячих волн в трубах с достаточно большой амплитудой помогает стабилизации потока воздуха через губы.

 

Вопреки распространённому представлению, основные акустические характеристики труб существенно не изменяются при изгибе их корпуса, однако большинство музыкантов полагает, что чем больше изогнут резонатор, тем более матовый (мягкий) звук извлекается. На самом деле тембр инструмента гораздо сильнее зависит от ширины мензуры. Мензурой называется отношение диаметра к длине трубки.

Все медные духовые инструменты делятся на узкомензурные (труба, тромбон, туба, валторна), у которых основная часть трубки имеет цилиндрическую форму, и широкомензурные (корнет, флюгельгорн, семейство саксгорнов), у которых основная часть трубки имеет коническую форму. Узкомензурные инструменты, особенно труба и тромбон, обладают ярким тембром. У широкомензурных инструментов звук более мягкий, матовый. Узкомензурные инструменты, входящие в состав симфонического оркестра называют еще «характерными»

Помимо прочего, медные духовые отличаются от всех остальных музыкальных инструментов ярко выраженной направленностью, так как звук у медных духовых излучается узким факелом из раструба. Особенно это касается высоких гармоник. Только на самых низких нотах направленность основных тонов близка к круговой. Это может привести к тому, что при прочих равных условиях медь окажется в записи гораздо ближе по плану, чем другие инструменты, так как в микрофоны в основном будет попадать концентрированный узконаправленный прямой сигнал.

Медные духовые отличаются также довольно большой громкостью звука и практически полным отсутствием шумов. Динамический диапазон зависит от высоты извлекаемых звуков – в высоком регистре не получится играть тихо.

Труба

 

Рис.5

Труба - (итал. tromba, фр. trompette, нем. Trompete, англ. trumpet) — медный духовой музыкальный инструмент альтово - сопранового регистра, самый высокий по звучанию среди медных духовых. В качестве сигнального инструмента натуральная труба использовалась с древнейших времён, примерно с XVII века вошла в состав оркестра. С изобретением механизма вентилей труба получила полный хроматический звукоряд и с середины XIX века стала полноценным инструментом классической музыки. Инструмент обладает ярким, блестящим тембром, используется как сольный инструмент, в симфоническом и духовом оркестрах, а также в джазе и других жанрах.

 

Труба - амбушюрный духовой инструмент, сконструированный из меди или латуни реже из серебра, у которого узкая трубка согнута в один оборот и заканчивается небольшим раструбом; в длину труба примерно 140 см, диаметр раструба 11 см. Как правило у трубы трех - вентильный механизм с помощью которого музыкант может понижать звук на тон, полтона и полтора тона. Каждый вентиль открывает дополнительную трубку – крону. Общая длина воздушного столба внутри инструмента увеличивается и звук понижается. Одновременное нажатие двух или трёх вентилей позволяет понизить общий строй инструмента до трёх тонов. Таким образом труба получает хроматический звукоряд. Нередко, музыканты, играющие на трубе используют сурдину для изменения силы или тембра звучания. Сурдина для классической трубы – это грушеобразная болванка из дерева, алюминия, картона или пластика, вставляющаяся в раструб. Piano с такой сурдиной даёт эффект звучания в отдалении, а forte звучит резко и гротескно. Трубачи, исполняющие джаз, зачастую используют сурдины для создания всевозможных эффектов – рычания, ржания, кваканья и т.п.

 

 

Рис.6 [3]

Частотный диапазон (трубы in B) – основные тоны 164,8 Гц. Полный диапазон вместе с обертонами достигает 8 кГц.

В низком регистре труба имеет довольно большой динамический диапазон - 35 дБ (от 53 до 88 дБ). В высоком регистре у трубы динамический диапазон сужается до 15 дБ. Частотный диапазон трубы на основных тонах 230…1180 Гц, спектр простирается до 9 кГц. Время атаки от 10 до 20 мс. Гармоники возникают позже основного тона. Так, третья гармоника появляется через 40 мс после возникновения сигнала.

Переходные процессы – длительность нарастания 25-30 мс в низких регистрах и 20 мс в верхних.

Характеристика направленности – звук извлекается только вперёд через раструб, ширина лепестка плавно обостряется к высоким частотам

Тембр – сильный, блестящий в среднем регистре; резкий, пронзительный в верхнем.

 

Рис.7 [4]

Тромбон

 

 

Рис.8

Тромбон – (итал. trombone, букв. «большая труба», англ. и фр. trombone, нем. Posaune) — медный духовой музыкальный инструмент басово - тенорового регистра. Инструмент существует в нескольких разновидностях, образующих отдельное семейство. В наше время чаще используется основной представитель семейства — теноровый тромбон. Как правило, под словом «тромбон» подразумевается именно эта разновидность, в связи с тем, что, часто слово «теноровый» опускают. Альтовый и басовый тромбоны применяются реже, сопрановый и контрабасовый — почти не используются.

Тромбон - амбушюрный духовой инструмент, так же как и труба сконструированный из меди, латуни или других металлических сплавов. Тромбон, как правило имеет подвижную кулису с помощью которой музыкант изменяет объём заключённого в инструменте воздуха. Таким образом, достигая возможности исполнять звуки хроматического звукоряда. Однако кулисный способ управления высотой звука по быстроте и четкости уступает вентильному, как у трубы, валторны или у тубы.

Тромбон — не транспонирующий инструмент, поэтому его ноты всегда записываются в соответствии с действительным звучанием. На некоторых тромбонах имеются добавочные кроны, позволяющие понижать звуки на кварту или на квинту. Такие кроны подключаются с помощью кварт - вентиля или квинт - вентиля.

Общая длина инструмента примерно 275-300 см, диаметр раструба – 18 см

Частотный диапазон – основные тоны для тромбона 41,2 Гц, полный частотный диапазон до 5 кГц, имеется много обертонов в спектре. Главная форманта находится в области 500 Гц.

Рис.9 [5]

 

Динамический диапазон – в среднем составляет 37 дБ, при этом самые громкие звуки имеют уровень 95 дБ (на расстоянии 16 метров от исполнителя). В высоком регистре у тромбона наблюдается до 70 дБ, а в низком регистре на тихих нотах (pp) 40 дБ.

Характеристика направленности – имеет суживающийся к верхним частотам главный лепесток, направленный вверх

Тембр - в нижнем регистре мощный, суровый; в среднем регистре – очень яркий, четкий, блестящий.

Рис. 10 [6]

Валторна

Рис.11

Валторна – (от нем. Waldhorn — «лесной рог», итал. corno, англ. French horn, фр. cor) — медный духовой музыкальный инструмент басово-тенорового регистра. Произошла от охотничьего сигнального рога, в оркестр вошла в середине XVII века. До 1830-х годов, подобно другим медным инструментам, не имела вентилей и была натуральным инструментом с ограниченным звукорядом (так называемая «натуральная валторна», которую использовал ещё Бетховен). Валторна используется в симфоническом и духовом оркестрах, а также как ансамблевый и сольный инструмент. В настоящее время применяется главным образом in F (в строе Фа), в духовых оркестрах также in Es (в строе Ми-бемоль).

Валторна - амбушюрный духовой инструмент, имеет длинную (375 см) узко- канальную цилиндрическую трубу, свернутую спиралеобразно и заканчивающуюся широким раструбом (диаметром 32 см). Валторна снабжена механизмом с четырьмя или пятью вентилями. Инструмент имеет глубокий, узкий, воронкообразный мундштук.

Частотный диапазон: основные тоны для валторны in F составляют 48 Гц, 46 Гц. Полный диапазон достигает 1,5 кГц в нижнем регистре и 5 кГц – в верхнем. Имеется форманты: основная в области 340 Гц, менее выраженные в области 750 Гц, 1220 Гц и 2000 Гц. Спектр валторны также сильно зависят от громкости исполнения. При тихой игре спектр довольно редкий и достигает только 2 кГц. Звук при этом очень мягкий и округлый, волновая форма близка к синусоиде. При игре mezzo-forte спектр расширяется до 4…5 кГц, а при громкой игре достигает 7 кГц.

Динамический диапазон – составляет 40 дБ на низких частотах, 25 дБ – на высоких. В среднем уровни звукового давления достигают 53дБ-А для тихих уровней (pp) и 86 дБ-С для громких (ff) Переходные процессы – достаточно большое время атаки: 40-80 мс в нижнем регистре, 20-30 мс – в верхнем.

Рис. 12 [7]

 

Характеристика направленности – главный лепесток уменьшается по ширине к высоким частотам и имеет некоторый поворот относительно оси.

Тембр – ровный, мягкий, певучий, хорошо сливающийся со струнными и деревянными инструментами.

 

 

Рис.13 [8]

Туба

 

Туба - (итал. из латинского tuba — «труба», англ. tuba, нем. Tuba, фр. tube) Современная модель инструмента была сконструирована во второй четверти XIX века Адольфом Саксом. Туба обладает суровым, массивным тембром, который трудно интонируется. Используется в основном в симфоническом оркестре, где ей принадлежит роль басового инструмента в группе медных духовых. Активно используется в духовых оркестрах, сравнительно реже в различных джазовых и эстрадных оркестрах и ансамблях. В качестве сольного инструмента туба выступает достаточно редко.

Рис.14

Туба - широкомензурный, самый низкий по звучанию медный амбушюрный духовой инструмент, имеет длинную свернутую в несколько раз трубу с большим раструбом.

Общая длина трубы 536 см, диаметр раструба – 35-60 см.

Тубы имеют строи 9-футового В, 12-футового F, 14-футового Es, 16-футового С и 18-футового ВB. Они делаются с широким коническим каналом, не считая цилиндрической по необходимости вентильной системы, и с очень широким раструбом, то есть деталями, которые, вместе с большим, глубоким чашеобразным мундштуком, облегчают извлечение самых низких нот, включая педальные тоны.

Применяются оба типа вентилей и поворотный, и пистонный, в зависимости от индивидуальных предпочтений. Вентильная система состоит из обычных трех вентилей, плюс четвертый, иногда пятый, а в отдельных случаях даже шестой.

Частотный диапазон: для контрабасовой тубы in B, диапазон основных частот составляет 30,87 Гц, 349,2 Гц. Полный диапазон 1-1,5 кГц для низких нот, 1,5-2 кГц для высоких. В спектре мало высших гармоник. Имеется область формант в диапазоне 210-250 Гц.

Динамический диапазон на расстоянии 16 метров от инструмента можно получить уровень 54 дБ (pp), 74 дБ (mF), 87 дБ (ff). Средний используемый динамический диапазон 20 дБ. Рис.15 [9]

 

 

Переходные процессы – время нарастания для низких нот составляет 60 мс. Для средних – 40 мс. Для высоких – 25 мс.

Характеристика направленности – главный лепесток направлен вверх от раструба, он плавно обостряется к высоким частотам.Тембр – суровый, массивный, глубокий.

Рис. 16 [10]

II. Микрофоны, используемые для записи медных духовых инструментов и варианты их расположения в студии.

 

Перед началом любой сессии звукозаписи и перед записью медных духовых инструментов в частности, необходимо решить: какой микрофон использовать?

По опыту западных звукорежиссеров конденсаторные микрофоны с широкой мембраной, ленточные микрофоны и ПЗМы хорошо зарекомендовали себя при записи духовых. Так, конденсаторный микрофон снимает открытый, естественный звук, хорошо передаёт высокие частоты и превосходно отражает гармонию инструмента в пространстве.

 

 

За счет широкой диафрагмы конденсаторные микрофоны отлично справляются с записью тромбона и трубы.

рис. 20 – широкомембранный конденсаторный микрофон

 

Ленточные микрофоны используют в паре с конденсаторными, располагая их на расстоянии

рис.21- ленточный микрофон

 

ПЗМ (от англ. Pressure Zone Mic – микрофон граничного слоя) прекрасно работает как основной (ближний) или пространственный микрофон, превосходно сглаживая резкие ноты верхних регистров инструмента, сохраняя при этом присущий медным духовым общий характер звучания.

рис.22 – микрофон ПЗМ

 

 

Приступая к записи, необходимо максимально тщательно проверять реакцию микрофонов на резкие пиковые выбросы и настраивать входные уровни на линейках микшерного пульта. Иногда полезно использовать аттенюаторы на самих микрофонах. Это позволит не только значительно сэкономить силы и время музыкантов и звукорежиссеров, но и поможет избежать крайне нежелательных перегрузок звукового тракта и избавит от необходимости подвергать конечную запись обработке эффектами.

Рис. 23 Волновые формы сигнала трубы.

 

Записывая медные духовые, следует помнить, что зачастую партитурой предполагается игра с сурдинами, в связи с чем, время от времени необходимо будет переставлять микрофоны ближе к исполнителям (примерно 0,5 метра). В отдельных случаях возможно также заранее договариваться с музыкантами, чтобы те самостоятельно контролировали уровень громкости звучания инструментов, чуть мягче играя громкие части или, наоборот, стараться играть громче в проходах pianissimo.

Однако в большинстве случаев снижение громкости при использовании сурдин является естественным, и оно соответствует замыслу композитора или исполнителя. Поэтому звукорежиссеру лучше ничего не менять.