Особенности стереофонического микрофонного приёма

 

Стереофонические совмещённые (X / У) микрофоны имеют, вообще говоря, такой же список параметров, как и микрофоны монофонические. Условия их использования, по сути дела, не отличаются от тех, что описаны выше, кроме разве что особого учёта угла эффективной направленности, о чём сообщалось в §2.

Тем не менее, существует одно требование, игнорирование которого всегда приводит к тому, что фонографический результат не соответствует ожиданию. Речь идёт о полной согласованности всех параметров электроакустических приёмников левого и правого направлений. В особенности это условие должно выполняться для фазочастотных характеристик. В противном случае звуковое изображение теряет стереофоническую конкретность: локализация виртуальных фрагментов звуковой картины если и существует вообще, то не имеет никакого подобия расположению источников в реальном акустическом пространстве.

В максимальной степени указанный дефект проявляется в паре монофонических микрофонов, когда ею хотят полностью заменить совмещённый стереомикрофон. Если добросовестные изготовители электроакустических приёмников ещё заботятся о взаимной согласованности элементов стереокомплекта, то в случае мономикрофонов такая задача вовсе не ставится. Поэтому, когда в распоряжении звукорежиссёра не оказывается стереофонического микрофона, то пару мономикрофонов следует подбирать очень тщательно. Лучше всего, если этим делом займутся квалифицированные инженеры - акустики. И уж, само собой разумеется, что использовать для такой цели микрофоны разных типов или марок категорически нельзя.

Нужно сказать и об иных причинах «размазанности» звуковой картины. Подобное случается, если стереомикрофон установлен в такой зоне тон-ателье, где ранние отражения, наиболее тесно коррелированные с прямыми сигналами, нарушают временные или фазовые соответствия акустических волн левого и правого азимутов. Более того, возникающие интерференционные эффекты изменяют ещё и амплитудно - частотные свойства прямых излучений, что усугубляет ситуацию. Поэтому залог успеха состоит в расположении источников и микрофонов как можно дальше от стен тон-ателье, обладающих высокой отражающей способностью, либо в блокировании отражений посредством поглощающих или рассеивающих акустических конструкций (щитов).

«Фазовый хаос» и интерференция звуковых волн особенно вредны для уже упоминавшейся стереопары из монофонических микрофонов. Поскольку преимущественные излучения протяженным акустическим объектом имеют горизонтальные направления, то и фазовые (временные) смещения волн наиболее актуальны для разных точек тон-ателье, находящихся в горизонтальных плоскостях. Не зря конструкции стереофонических совмещённых микрофонов предусматривают, как правило, их вертикальную установку: именно в этом случае, учитывая приведенные обстоятельства, обеспечивается максимальная гарантия «чистой» амплитудной стереофонии. Поэтому искусственно сооруженная стереопара должна по расположению монофонических приёмников напоминать совмещённый в вертикальной оси стереомикрофон с соответствующим разворотом в левую и правую стороны.

Существует идея изоляции каждого из мономикрофонов от акустических сигналов «чужого» направления, заключающаяся в том, что между приёмниками устанавливается поглощающая перегородка. Об эффективности такой конструкции можно говорить лишь в случае звуковых волн, длины которых не превышают размера (диаметра) этой перегородки, ибо только тогда реальна создаваемая ею акустическая тень.

Аналогичные рассуждения должны касаться вообще всех механических способов коррекции направленности микрофонов, в частности, установки тыловых отражателей / поглотителей для обеспечения сугубо одностороннего приёма. Высококачественный стереофонический микрофон действует аналогично фото (кино) съёмочной стереоскопической паре объективов, и фонография, полученная с его помощью иной раз настолько убедительна в широтно - пространственной передаче множественного звукового объекта, например, хора или оркестра, что отпадает необходимость в дополнительных акустических «подсветках». Полнота и реальность виртуального фонографического зрелища сообщает звукоизложению такую прелесть, с которой не сравнятся никакие изыски спектрального толка или специфическая обработка звука, в особенности, когда мы имеем дело с записями классических жанров.

Отступления от канонического использования стереофонического микрофона дают довольно интересные
фонографические результаты. Так, например, выключение
направленности во имя оптимизации электроакустических свойств
(см. выше), заставляет расположить стереомикрофон горизонтально, ибо в противном случае из-за ничтожной разницы интенсивностей акустических волн в вертикальном направлении полученная звуковая картина будет чрезвычайно «узкой», почти монофонической. Но когда совмещённые приёмники находятся на горизонтальной оси, то фонография приобретает затейливую стереометрическую динамику, состоящую в том, что локализация тех или иных виртуальных источников звука становится зависимой от спектральных свойств передаваемых объектов. Это объясняется возникновением направленности микрофонов на высоких частотах, поддерживаемой возрастающим фазовым сдвигом вдоль акустической горизонтали. И в кажущейся изобразительной неразберихе то там, то здесь возникают азимутальные блики, чудесным образом освещающие картину, не отягощённую, казалось бы, стереометрической дидактикой. Разумеется, получаемая не стационарность, более того, неуправляемость результата требует применять такой способ с известной предусмотрительностью, так - как на него ложится драматургическая нагрузка.

Огромное впечатление производит на слушателя стереофоническая звукопередача по так называемой системе М8. Распространённый в 60-х годах, этот способ, к сожалению, не нашёл широкого применения из-за невыполнения требований совместимости стереофонических фонограмм в моновоспроизведении. Однако полученный эффект оказался настолько необычным и богатым в своей фонографической выразительности, что сегодня к нему возвращаются в том или ином виде.

Суть метода состояла в использовании совмещённого X / У стереомикрофона, один из приёмников которого являлся ненаправленным, а другой - имел характеристику направленности в форме восьмёрки. Микрофон устанавливался на оси симметрии источника (как правило, хора или оркестра), причём направленная его часть ориентировалась перпендикулярно этой оси, «оглядывая», так сказать, стороны объекта. Предполагалось, что источник звука находился в оптимальных акустических условиях, и был сбалансирован в громкостном и тембральном отношениях; оставалось только «сфонографировать» его. План изложения регулировался изменением расстояния от микрофона до исполнительского коллектива.

Стереомикрофон коммутировался на звукорежиссёрском пульте специфическим образом, с помощью суммарно-разностных преобразователей, посылающих в один из выходных каналов сумму сигналов ненаправленного и направленного приёмников (М + S), а в другой - их разность (М - S).

Наличие противофазной составляющей в звуковой программе
(что, собственно, и нарушало самым категорическим образом
условие совместимости), активизировало особые

психофизиологические механизмы восприятия, создававшие у слушателя ощущение так называемой «сверхбазы», то есть впечатление, будто виртуальная ширина передаваемого объекта заметно превышает расстояние между громкоговорителями. Ясно, что на тогдашнем уровне развития стереофонической техники и эстетики подобное воспринималось как большое откровение.

В настоящее время имитациями «сверхбазы» занимаются специфические устройства обработки электроакустических сигналов по программам SURROUND или SUPERROUND. Они также используют противофазные включения.

§5. Расположение артистов и микрофонов в тон-ателье.

 

Главная цель, которая преследуется в решении этого вопроса, состоит в создании максимальных удобств для музицирования или драматургического общения исполнителей, а также в обеспечении оптимальных условий для установки микрофонов.

Самыми простыми являются случаи, когда артисты работают «в одиночку», паче чаяния это диктуется выбранной технологией записи. Современные профессиональные студии располагают несколькими тон-ателье небольших размеров (кабинами), акустически изолирующими артистов друг от друга, обеспечивая, таким образом, сепаратную передачу и обработку микрофонных сигналов; многодорожечные комплексы позволяют разделять исполнителей во времени, записывать материал путём последовательных наложений музыкальных партий. Известны случаи применения подобных способов даже для записи драматических произведений, если фонографические мизансцены сообразно звукорежиссёрской концепции должны объединяться в полиакустические пространства, и единое тон-ателье не даёт возможности реализовать такой замысел при синхронном исполнении.

Принципы установки микрофона (микрофонов) у одного объекта подробно рассмотрены в данной главе, и расположение единственного артиста в студии видимых проблем не вызывает. Единственное, о чём хочется напомнить, - это о влиянии, отражающих поверхностей помещения на качество сигнала. Если имитация маленькой комнаты не входит в фонографическую задачу, то чем ближе исполнитель и микрофон будут находиться к центру тон-ателье, и чем больше будут размеры последнего, тем меньше «будут слышны стены». Конечно, предполагается, что центральная часть тон-ателье не является средоточием каких-либо акустических аномалий и реверберационных флуктуации, о чем говорилось в начале главы и в §§ 1 и 2. В противном случае для «электроакустической съёмки» ищется иное место, но, тем не менее, в угоду указанным условиям.

Повествование непроизвольно привело к упоминанию ещё одной из причин окрашивания свистящих и шипящих речевых согласных. Когда поверхности, хорошо отражающие высокочастотные акустические колебания расположены настолько близко к исполнителю и микрофону, что амплитуды прямых и отражённых волн оказываются соизмеримыми, то в точке их приёма возникает интерференция, приводящая к гребенчатой спектральной характеристике сигнала в области энергетических максимумов указанных звуков. Простое экспериментирование с прецизионным графическим эквалайзером или устройством задержки, включённым в канал передачи речи, даст подтверждение той версии, что линейные искажения гребенчатого вида в области частот порядка (3 - 6) Шг как раз соответствуют неприятным слуховым ощущениям подчёркнутости указанных согласных звуков.

Что касается размещения в тон-ателье исполнительского ансамбля, то, если не встаёт вопрос о пространственной изоляции артистов или их групп согласно выбранной технологии, решение принимается в зависимости от того, насколько желательны снижения проникновений в тот или иной микрофон звуков «чужих» источников. Так, сказанное совершенно неактуально, когда речь идёт о записи идеально сбалансированного в громкостных и тембральных отношениях оркестра, хора или ансамбля, к тому же во вполне подходящем по своим акустическим свойствам помещении. Здесь необходимо только заботится об удобствах для музыкантов: хороших слуховых и зрительных контактах, общении их с дирижёром, т. п. Тогда акустический объект будет представлен слитным звучащим телом, микрофонный приём которого станет аналогичным приёму одиночного источника.

Подробного анализа требуют случаи использования большого числа микрофонов, каждый из которых предназначен лишь части ансамбля (оркестра), музицирующего без разделения в пространстве или во времени. Такой частью может быть и один исполнитель, и группа инструменталистов или вокалистов. Многомикрофонная система звукопередачи преследует цель получения фонографической картины, не являющейся, так сказать, «электроакустическим протоколом» того, что происходит непосредственно в тон-ателье. Это относится к тембральным, динамическим, стереофонометрическим и прочим её компонентам.

Не следует путать такой метод со случаем, когда дополнительные микрофоны используются совместно с обзорным (см. выше), и звукорежиссёр стремится к достижению известной электроакустической однородности; при этом доля местных микрофонных сигналов в передаче невелика, следовательно, вопрос взаимной акустической изоляции отдельных каналов не столь актуален. В том же, что мы именуем собственно многомикрофонной системой, «общие» микрофоны могут вообще не применяться, во всяком случае, рассмотрение их роли в рамках данного анализа несущественно.

Итак, речь идёт о расположении исполнителей и микрофонов, обеспечивающем звукорежиссёру максимальную свободу манипулирования отдельными сигналами без ущерба для других.

Введём понятие внешней электроакустической - связи (ВЭАС), характеризующей собою степень проникновения в данный электроакустический канал, состоящий из микрофона и микрофонного усилителя с блоками частотной и динамической коррекции, сигналов посторонних, или, как мы их называли, «чужих» источников. Причины, влияющие на ВЭАС, следующие:

 

 

1. Совокупная чувствительность рассматриваемого микрофонного канала. Чем она выше, тем сильнее для него
ВЭАС.

2. Акустическая мощность посторонних источников.
Естественно, чем громче инструмент или группа, чьи
сигналы проникают в «чужой» канал, тем больше величина
этого проникновения.

3. Ориентации направленностей микрофона и источников, как
собственного, так и проникающих. Снижение ВЭАС при
прочих равных условиях всегда возможно за счёт строгого
согласования осей максимальной чувствительности
микрофона и максимального акустического излучения
объекта.

4. Акустическая изолированность данного микрофона,
определяемая не только диаграммой его направленности, но
также наличием / отсутствием вспомогательных
конструкций (например, щитов).

5. Наличие вблизи мощных источников звука или микрофонов
эффективных отражающих площадок приводит к
значительному возрастанию ВЭАС для всех посторонних
микрофонных каналов.

6. Поскольку практический интерес представляет слуховое
восприятие проникновения посторонних источников за счет
ВЭАС, а не её электрическая величина, то необходимо
учитывать частотную характеристику слуха и эффекты
маскировки, сообразно звуковым спектрам «своих» и
проникающих источников. При этом существует
определённая двойственность: с одной стороны,
низкочастотные сигналы собственного источника
эффективно маскируют проникающие высокочастотные
(разумеется, при одновременном звучании), а с другой
стороны, - звуки более высоких регистров, как правило,
ощущаются более громкими.

Попутно заметим, что контрастирующие спектральные составы звуков источников, объединённых ВЭАС, могут располагать к применению частотных фильтров, ограничивающих полосы передачи, и это упрощает положение.

7. Восприятие ВЭАС усугубляется тем, что сигналы,
проникающие в посторонний микрофонный канал
задерживаются во времени по отношению к собственной
передаче. Так, если расстояние между основным и

посторонним микрофонами приводит к задержке, превышающей интервал Хааса для звуков данного рода, то ситуация приобретает критический характер, ибо психоакустическая маскировка перестаёт способствовать незаметности проникновений. Это особенно актуально в стереофонии, если сигналы связанной пары каналов локализуются в противолежащих зонах фонографической картины.

 

 

Рис.5

Рисунок 5 поясняет сказанное. «Чужой» акустический сигнал, проникающий в микрофонный канал саксофона, слышен по отношению к основному звуку барабана с незначительной задержкой, и поэтому достаточно замаскирован. А продукты ВЭАС между каналами барабана и тромбона воспринимаются уже с гораздо большей отчётливостью из-за ощутимой задержки проникающих сигналов.

8. Динамическая коррекция (автоматическое компрессирование динамического диапазона микрофонного сигнала) приводит к относительному увеличению уровня приникающих звуков, то есть к увеличению ВЭАС. Это становится особенно заметным при малом времени релаксации динамических преобразователей, когда слушатель наблюдает непропорционально большие «всплески» диффузных отзвуков соседних источников после резкого снятия собственного звука.

 

 

Теперь становится ясно, из чего нужно исходить, решая вопрос о расположении исполнителей в тон-ателье при многомикрофонном способе записи. Ни на мгновение, не забывая о доминанте удобства для артистов, принципиальные правила можно, пожалуй, черпать из следующего списка:

• Нахождение сравнительно громких инструментов (в том
числе и вокалистов) или их групп вблизи отражающих
поверхностей помещения крайне нежелательно, что
особенно относится к громким инструментам низких
регистров, с ненаправленным излучением. Это правило
хорошо сопрягается с другими аспектами настоящей главы.

• Для снижения ВЭАС желательно использовать
направленные микрофоны. Дополнительную помощь
оказывают акустические изолирующие перегородки (щиты),
которые могут блокировать микрофон от посторонних
проникновений, или предохранять тон-ателье от излишнего
акустического возбуждения мощными источниками. Само
собой разумеется, что щиты целесообразно устанавливать
перпендикулярно вектору максимальной чувствительности
направленного микрофона, «за спиной» исполнителя.

Изолятором от посторонних сигналов может служить «живой щит» из массы исполнителей, обладающей хорошим акустическим поглощением, в каковом качестве вполне очевидным представляется, к примеру, хор, расположенный у одной из стен тон-ателье, так что микрофоны, ориентированные по его фронту, будут принимать, в основном, прямые сигналы.

• Расположение самого тихого источника в составе
коллектива должно быть таким, чтобы вектор
минимальной чувствительности направленного
микрофона, установленного у него, был бы ориентирован в
сторону наиболее мощного (разумеется, если это не
ухудшает условия музицирования или иного
взаимодействия участников).

• Группы однородных инструментов, в том числе и
вокалистов, необходимо размещать как можно компактнее
во имя сужения зоны их акустической направленности.

• Нежелательно соседство источников со сходными
спектральными характеристиками, в особенности, если они
разнятся в громкостном отношении.

• Достаточно очевидным представляется расположение
исполнителей по кругу, но он не должен быть слишком большого диаметра из-за появления заметных сигнальных задержек.

• Максимальное внимание следует уделять микрофонным каналам с актуальной ВЭАС, чьи виртуальные изображения будут локализованы в разных краях фонографической картины.

 

Подготовка к записи включает в себя тщательный анализ рассмотренного вопроса. Результатом этого анализа является несложный рисунок (эпюра), на котором условно изображаются исполнители и микрофоны в их взаиморасположении. Но не стоит надеяться на исключительность такой подготовки. В самом начале микрофонной настройки понадобятся какие-то коррективы, однако они не так уж принципиальны, если основные закономерности на подготовительном этапе были учтены.

В критических случаях можно обращаться к дирижёру или артистам с просьбой об увеличении громкости тихих голосов или о снижении её у мощных. Как правило, особые проблемы при этом не возникают, тем более что профессионально изложенная просьба будет свидетельством компетентного участия звукорежиссёра во всех рабочих моментах, а выравнивание громкостных балансов облегчит не только звукопередачу, но и создаст очевидный исполнительский комфорт. Нужно только помнить, что большинство духовых инструментов в принципе не может звучать тихо в высокой тесситуре, или, наоборот, громко в предельной нижней части своего диапазона: таковы законы музыкальной акустики.