Микрофонные технологии, используемые для записи звука
Существует ряд хорошо разработанных микрофонных техник, используемых для записи музыкальных, кино- или голосовых источников или для улавливания звуков в составе систем звукоусиления . Выбор техники зависит от ряда факторов, включая:
Желание захватить или избежать сбора посторонних шумов. Это может быть проблемой, особенно в усиленных выступлениях, где аудиообратная связь может быть значительной проблемой. С другой стороны, это может быть желаемым результатом в ситуациях, когда окружающий шум полезен, например, захват реверберации зала и реакции аудитории в записи живого выступления .
Степень направленности захвата: в некоторых ситуациях, например, при домашнем видео с вечеринки по случаю дня рождения, человек может захотеть захватить все звуки в комнате, что делает всенаправленный микрофон желательным. Однако, если съемочная группа новостей снимает репортера на шумной акции протеста, они могут захотеть захватить только ее голос, что делает кардиоидный микрофон более желательным.
Выбор типа сигнала: моно , стерео или многоканальный.
Тип источника звука: Акустические инструменты воспроизводят звук, сильно отличающийся от усиленных электрических инструментов, которые, в свою очередь, отличаются от человеческого голоса.
Уровни звукового давления: микрофон, который записывает барочную лютню , не будет сталкиваться с высокими уровнями звукового давления, которые могли бы привести к искажениям; с другой стороны, микрофон, используемый для записи барабанов в стиле хэви-метал или духовых инструментов, может столкнуться с экстремальными уровнями звукового давления.
Ситуационные обстоятельства: Иногда микрофон не должен быть виден, или наличие микрофона поблизости неуместно. В сценах для фильма микрофон может находиться выше, за пределами кадра.
Обработка: Если сигнал подлежит серьезной обработке или микшированию , может потребоваться другой тип входного сигнала.
Существует несколько классов размещения микрофонов для записи и усиления.
При близком микрофоне микрофон размещается относительно близко к инструменту или источнику звука, в пределах от трех до двенадцати дюймов, создавая сухой или нереверберирующий звук. [1] Это служит для уменьшения постороннего шума, включая реверберацию помещения, и обычно используется при попытке записать несколько отдельных инструментов, сохраняя при этом сигналы раздельно, или при попытке избежать обратной связи в усиленном исполнении. Близкое микрофонное размещение часто влияет на частотную характеристику микрофона, особенно для направленных микрофонов, которые демонстрируют усиление басов из-за эффекта близости . Повсеместно используемые при отслеживании инструментов, используемых в поп-музыке и популярной музыке , примеры вокальных дорожек с близкого микрофона включают многие песни Эллиотта Смита « Elliott Smith and Either/Or» , Лили Аллен « The Fear », припев Ферги « Glamorous », соло Имоджен Хип в « Hide and Seek » и разговорные куплеты Мадонны в « Erotica » . [2]
Акцентное (или точечное) размещение микрофона. Часто тональные и окружающие качества будут звучать очень по-разному между звукоснимателями с дальним и близким расположением микрофонов. При определенных обстоятельствах сложно получить естественно записанный баланс при сведении их вместе. Например, если сольный инструмент в оркестре нуждается в дополнительном микрофоне для дополнительной громкости и присутствия, размещение микрофона слишком близко приведет к тому, что звукосниматель будет звучать чрезмерно присутствующим, неестественным и выпадающим из контекста с дальним, общим оркестровым звукоснимателем. Чтобы избежать этой ловушки, следует найти компромисс в расстоянии. Микрофон, который был размещен в разумно близком диапазоне к инструменту или секции в пределах более крупного ансамбля (но не настолько близко, чтобы иметь неестественный звук), известен как акцентный (или точечный) звукосниматель. Всякий раз, когда используется акцентное микрофонирование, следует проявлять осторожность при выборе места и звукоснимателя. Количество акцентного сигнала, вводимого в микс, должно звучать естественно относительно общего звукоснимателя, а хороший акцентный микрофон должен только добавлять присутствие к сольному отрывку и не выделяться как отдельный, идентифицируемый звукосниматель. [6] [7] [8]
Инструментальное использование микрофонов было разработано многими экспериментальными композиторами, музыкантами и звуковыми художниками. Они используют микрофоны нетрадиционными способами, например, подготавливая их с помощью объектов, перемещая их или используя контактные микрофоны, чтобы окрасить звук и усилить в противном случае очень тихие звуки. Карлхайнц Штокхаузен использовал движения микрофонов музыкантами в Mikrophonie I , чтобы обнаружить разнообразные звуки большого там-тама [9] , а Полин Оливерос усиливала коробки из-под яблок с помощью контактных микрофонов. [10]
При использовании нескольких микрофонов соблюдение правила 3 к 1 и размещение микрофонов как минимум в три раза дальше друг от друга, чем от источника, для улавливания которого они используются, позволяет избежать проблем с подавлением и фазой, таких как гребенчатая фильтрация при смешивании сигналов микрофонов. [11]
Другие методы
Параболические микрофоны используются для захвата звуков на поле во время футбольных матчей. Параболическую тарелку метафорически сравнивают с телеобъективом , поскольку она может фокусировать захват звука. [12]
Многодорожечная запись
Часто каждый инструмент или вокалист записывается отдельно, с одним или несколькими микрофонами, записывающими на отдельные каналы (дорожки). На более позднем этапе каналы объединяются («сводятся вниз») в два канала для стерео или более для объемного звука . Артистам не обязательно выступать в одном и том же месте в одно и то же время, и отдельные дорожки (или разделы дорожек) могут быть перезаписаны для исправления ошибок. Обычно эффекты, такие как реверберация , добавляются к каждому записанному каналу, и разные уровни отправляются на левый и правый конечные каналы, чтобы расположить артиста в стереозвуковой сцене. Микрофоны также могут использоваться для записи общего эффекта или только эффекта помещения для выступления.
Это обеспечивает больший контроль над конечным звуком, но запись двух каналов (стереозапись) проще и дешевле и может дать более естественный звук.
Методы стереозаписи
Есть две особенности звука, которые человеческий мозг использует для размещения объектов в стереофоническом звуковом поле между громкоговорителями. Это относительная разница уровней (или громкости) между двумя каналами Δ L и разница во времени задержки во времени прибытия одного и того же звука в каждом канале Δ t . Интерауральные сигналы (бинауральные ILD и ITD ) в ушах не являются стереофоническими микрофонными сигналами, которые поступают из громкоговорителей, и называются межканальными сигналами ( Δ L и Δ t ). Эти сигналы обычно не смешиваются. Сигналы громкоговорителей отличаются от звука, поступающего в ухо. См. также Бинауральная запись .
Существует несколько общепринятых конфигураций микрофонов, используемых для записи окружающего или комнатного стереозвука.
XY-техника
Здесь есть два направленных микрофона в одном месте, и обычно они расположены под углом 90° или более друг к другу. [13] Стереоэффект достигается за счет разницы в уровне звукового давления между двумя микрофонами. Из-за отсутствия различий во времени прибытия и фазовых неоднозначностях звуковая характеристика записей XY, как правило, менее пространственная и имеет меньшую глубину по сравнению с записями, использующими установку AB.
Когда микрофоны двунаправленные и расположены под углом ±45° по отношению к источнику звука, XY-установка называется парой Блюмлейна . Многие специалисты считают, что звуковой образ, создаваемый этой конфигурацией, создает реалистичную, почти голографическую звуковую сцену.
Дальнейшее усовершенствование пары Блюмлейна было разработано компанией EMI в 1958 году, которая назвала его Stereosonic . Они добавили немного синфазных перекрестных помех выше 700 Гц, чтобы лучше выровнять средние и высокие фантомные источники с басовыми. [14]
Техника АБ
В этой технике используются два параллельных микрофона, обычно всенаправленных, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, которые фиксируют стереоинформацию о времени прибытия, а также некоторую информацию о разнице уровней (амплитуд), особенно если они используются близко к источнику(ам) звука. На расстоянии около 50 см (0,5 м) задержка сигнала, достигающего сначала одного, а затем другого микрофона сбоку, составляет приблизительно 1,5 мс (от 1 до 2 мс). Если расстояние между микрофонами увеличивается, это фактически уменьшает угол захвата. На расстоянии 70 см он примерно эквивалентен углу захвата почти совпадающей установки ORTF .
М/С техника
Техника совпадения середины/стороны использует двунаправленный микрофон (с диаграммой направленности в виде восьмерки), направленный вбок, и кардиоидный (обычно разновидность кардиоиды, хотя Алан Блюмлейн описал использование всенаправленного преобразователя в своем оригинальном патенте ), направленный на источник звука. Капсулы сложены вертикально и сведены вместе как можно ближе, чтобы минимизировать гребенчатую фильтрацию, вызванную разницей во времени прибытия.
Левый и правый каналы формируются с помощью простой матрицы: левый = средний + боковой, правый = средний − боковой («минус» означает, что вы добавляете боковой сигнал с обратной полярностью). Такая конфигурация создает полностью моносовместимый сигнал, и если записываются сигналы среднего и бокового каналов (а не матричные левый и правый), то шириной стерео (и, соответственно, воспринимаемым расстоянием до источника звука) можно управлять после того, как запись уже сделана.
Техника диска Джеклина
Техника диска Джеклина похожа на запись A/B, с двумя всенаправленными микрофонами на расстоянии 36 см друг от друга. Звукопоглощающий диск Джеклина размером 35 см помещается посередине между двумя микрофонами. Диск делает кажущееся разделение между микрофонами намного больше, чем эквивалентная запись A/B.
Выбор техники
Если стереосигнал должен быть воспроизведен в моно, несовпадающие по фазе части сигнала будут отменены, что может привести к нежелательному уменьшению или потере некоторых частей сигнала. Это может быть важным фактором при выборе используемой техники.
Поскольку методы AB используют разность фаз для создания стереоизображения, они наименее совместимы с моно.
Диск Jecklin имеет относительно небольшое расстояние между микрофонами. Частоты, поступающие сбоку, могут достигать только одного микрофона и не будут мешать. Поэтому диск Jecklin работает достаточно хорошо при преобразовании в моно. Диск Jecklin также дает фазовые сдвиги и амплитудные различия, хорошо соответствующие тому, что реальная пара ушей услышала бы в этом положении, и поэтому хорошо подходит для воспроизведения через наушники.
В методах XY микрофоны в идеале должны быть в одном и том же месте, что невозможно – если они немного разнесены слева направо, может наблюдаться некоторая потеря высоких частот при воспроизведении в моно, поэтому их часто разносят вертикально. Это вызывает проблемы только со звуком сверху или снизу от микрофонов.
Метод M/S идеален для моносовместимости, поскольку суммирование левого и правого сигналов просто возвращает средний сигнал.
Оборудование для этих методов также варьируется от громоздкого до небольшого и удобного. Методы AB обычно используют два отдельных микрофонных блока, часто устанавливаемых на планке для определения разделения. Микрофонные капсюли XY могут быть установлены в одном блоке или даже на верхней части портативного цифрового записывающего устройства.
Массивы M/S могут быть очень компактными и легко помещаться в стандартный ветрозащитный экран дирижабля, что делает возможными стереозаписи с использованием стрелы. Они обеспечивают переменную ширину звуковой сцены, соответствующую зум-объективу , которым можно манипулировать в пост-продакшн. Это делает M/S очень популярной стереотехникой для записи натурных съемок. Их часто используют в небольших «карандашных микрофонах» для установки на видеокамеры, иногда даже в сочетании с зумом.