传统音乐声韵调的对传声器

传统音乐声韵调的对传声器

大自然发出的所有声音都是立体的。声源有确定的空间位置,声音有确定的方向来源,人们的听觉才有辨别声源方位的能力。尤其是有多个声源同时发声时,人们可以凭听觉感知各个声源在空间的位置分布状况。我们直接听到这些立体空间中的声音时,除了能感受到声音的强度、音调和音色外,还能感受到它们的方位和层次。这种人们直接听到的具有方位层次等空间分布特性的声音,称为自然界中的立体声。如果从记录到重放能够在一定程度上体现原发声的空间感(不可能完全恢复),那么这种具有一定程度的方位层次等空间分布特性的重放声,就是音响技术中的立体声。1两种耳道的生长为了在重放声中恢复空间感,首先要了解人类的听觉系统为什么有辨别声源方位的能力。主要是因为人类是用两只耳朵来听声音的(只有一只耳朵有听力的人是感受不到立体声的),耳朵生长在头颅的两侧,它不仅在空间上有距离,而且由于受头颅阻隔,两耳接收到的声音就会有种种差异。这种通过声音到达两耳的时间差、声级差、相位差和音色差来进行声像定位的效应称为双耳效应,它是立体声录音的理论基础。1.1声乐振动的相位差由于左右两耳之间有一定的距离,因此,除了来自前方和正后方的声音之外,由其他方向传来的声音到达两耳的时间就有先后,从而造成时间差。时间差的另外一种存在方式称作相位差,声音是以波的形式传播,而声波在空间不同位置上的相位是不同的(除非刚好相距一个波长)。由于两耳在空间上的距离,所以声波到达两耳的相位就可能有差别。耳朵内的鼓膜是随声波而振动的,这个振动的相位差也就成为判别声源方位的一个因素。如果声源偏右,则声音必先到右耳后到达左耳。声源越是偏向一侧,则时间差也越大。通常情况下,声波的速度为340m/s,经过计算,当声源在两耳连线上时,时间差约为0.62ms(极值)。1.2声源偏左、右耳声级不同两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的声级就可能不同。如果声源偏左,则左耳感觉声级大一些,而右耳声级小一些。当声源在两耳连线上时,声级差可达25dB左右(极值)。1.3左、右耳、左耳音波的特点如果声波如果从右侧的某个方向上传来,则要绕过头部的某些部分才能到达左耳。已知波的绕射能力同波长与障碍物尺度之间的比例有关。人头的直径约为20cm,相当与1700Hz声波的波长,所以频率为1000Hz以上的声波绕过头颅的能力较差,衰减也大。也就是说,同一个声音中的各种频率成分绕过头部的能力各不相同,频率越高的分量衰减越大。于是左耳听到的音色同右耳听到音色就有差异。只要声音不是从正前方(或正后方)来,两耳听到音色就会不同,这也是人们判别声源方位的一种依据。1.4听力数字性状的选择双耳虽然根据时间差、声级差、相位差和音色差来对声源进行定位,但声级差是高音定位的主要依据,相位差是低音定位的主要依据,猝发声(瞬态声)借助于时间差定位更准确,非纯音(复合音)由音色差定位更容易。总之,双耳效应是综合性的,人们的听觉系统是根据综合的效应来判别声源的方位的。在实际进行录音监听时,录音电平适量的前提下,监听音量也必须开到足够的大小,理想情况下,应达到与声源现场相同的声压级。只有回放在合适大小声压级的情况下,各种细节才能被确切裸露,还原出实际记录声音的音质——听清仪表测不出的失真,听清仪表测不出的噪声,听清声像的正确定位。2监听媒介:如本事件背景中的声乐作品一般在单音的范围内资录音师通常会用到监听音箱或者监听耳机这两种设备。立体声录音还音系统的一个基本理念与特质是由两个监听音箱隔着一定距离的摆放后与听音者之间形成的一个函数关系。因此,最佳的监听设备应该采用一对音箱,而尽量避免使用监听耳机。这是因为使用一对音箱监听时,左耳不仅能听到来自左音箱的声音信号,右音箱的声音信号同样能够在空气中传达到左耳;同理右耳在接收右侧音箱声音的同时也有左音箱的声音进入。这种现象叫作监听串音(Crosstalk),声波的Crosstalk相互叠加之后分别再进入左右耳,它存在于任何真实的听音环境,并且非常复杂。但是,采用耳机监听时,左耳仅仅听到耳机左通道的信号,并且右耳也仅仅只能听到耳机右通道的信号,显然,并没有真正还原自然立体声听音习惯的,也就是采用耳机监听时缺乏所谓的监听串音,所得到的立体声被称作“双耳立体声”(BinauralStereophony)。由此可见,再好的监听耳机也不能够去替代监听音箱。但是值得一提的是,德国与法国在20世纪末研发出了一套基于耳机系统的立体声定位技术“双耳技术”(Binauraltechnique),这项技术基于耳机系统的双耳空间扫描(BinauralRoomScanning),可以真实还原现实世界的声音精确定位。但此技术还尚未得到产业化推广。因此应当选用一对符合行业标准的监听音箱,并给予正确的摆放。下面给出的这种标准化的监听摆放方案已经被行业所认可,即两只音箱与听音者放在一个等边三角形的三个顶点上,左右音箱离中轴线的夹角分别为30°,而这个等边三角形的边长没有明确的规定,视听音环境的大小可以作适当调整。音箱的高音单元尽量与人耳的高度齐平,见图1。除了对监听音箱进行标准化的摆放,听音环境即听音室的声学设计同样不能忽视。听音室的环境,直接影响到监听的准确性。往往听音室就是混音的地方,很多录音棚有专门的混音室。由美国音乐声学家DonDavis提出的活跃-寂静棚(LEDE)的方案很好地实现了标准化的监听环境。这种理念是,在听音者的前端进行强吸声,也就是前端寂静(DeadEnd),后端活跃(LiveEnd),留有反射,如图2所示。一般听音室的前区,也就是放监听音箱的一端,要合理地布置吸声材料,使监听音箱发出的声音能够在基本没有任何短延时反射声的情况下到达录音师的耳朵。而后端恰恰相反,要经过严格的计算,设计好声扩散体并准确安装,使得来自后端的声反射时间必须控制在大于20ms,以避免镶边或者梳状滤波的产生,当然反射时间也不应超过50ms,否则会有明显的延时产生。由于听音室后端有扩散反射面,可以使得体积比较小的控制室也可以获得和大房间同样的效果。而且,由于监听音箱朝向活跃区,因而充分利用了混响的声能,避免了由于控制室体积小而产生的音染、颤动回声等问题。由于这样的听音室前期的反射声都在哈斯效应区以内,因此声像的定位也比较准确。其实,这种LEDE环境的监听对立体声的传承依然不是十分到位,因为,当前世界上根本找不到一种吸声材料能够吸收超宽频率范围的声音。那么,控制“寂静端(反射声死区)”墙面吸声材料的吸声频率合适带宽成为一个难点,一旦吸声频率带宽选定,这个听音环境的监听特质也就形成了。所以,用LEDE方案作标准化监听依然停留在概念上和理论上。此后由英国BBC研究部门的音乐声学家BobWalker又提出了一种标准化监听环境方案——反射声受控的监听环境技术(ControlledReflectionTechniqueforlisteningroomdesign)。基本的原理是,听音室不设置吸声,而是采用特定的反射方案,将所有前端的反射声避开听音者的左右耳。由此,听音者始终听到的是来自前方音箱干净的直达声和后方的反射声。图3是水平方向的设计示意图,而垂直方向的声学设计亦是如此。这种方案是LEDE方案的改进,但是声学设计的精准性和难度都相当高。3传声器间距大小的控制在立体声拾音技术领域,一些经典的做法仍然沿用至今,并且几十年一成不变,譬如,XY制,大小AB制,NOS制,ORTF制等。这些拾音方法有一个共同点,均使用了“对传声器”(CoincidentPairofMics)——即2支参数指标一致的话筒摆成一定的间隔一定的角度,来拾取临场的声音。这种做法是基于之前阐述的立体声理论基础——双耳效应。传声器对各个方向(指向性)的声音灵敏度不同,成为立体声拾音声级差形成的基础;传声器之间的间距大小,控制着拾音的时间差。所以,用“对传声器”录制的立体声听感上,融合度、层次感均十分真实,这优于诸如单点法拾音的立体声。3.1半传声器式基础XY制式通常由两个性能相同的心形或超心形单声传声器组成,两个单声传声器的轴线构成XY坐标式,即两传声器之间无间距,夹角可变(60°～120°),通常成90°,以适应不同环境大小的立体声拾音。采用这种制式的传声器的输出端接入混音台,将左右声道信号分开至极左和极右。通常,XY制式适合近距离拾取乐队声音,那么,直达声的比例相对大一些,因此需要一个相对混响量稍大的声学环境。此外,这种方式的录音没有时间差,仅仅由声级差产生立体感。3.2大ab质比较AB制式根据话筒之间的间距大小分为小AB和大AB制式两种。小AB制式由两个性能相同的心形或超心形单声传声器并排安放构成,两个单声传声器类似于人的双耳分布,成一定的夹角,通过两个单声传声器拾音信号的差异能区分出声源的左右分布。大AB制式通常由2个单指向或全向的传声器相隔50cm以上,来拾取临场的声音。采用这种制式的传声器的立体声拾音效果较好,适用范围很广泛。因为声音到达两传声器时既存在时间差又存在声级差。3.3ab制的标准NOS制式是荷兰广播Foundation制定的标准,其实是一种特定的AB制,特指两个心形指向的传声器,间距30cm,轴向夹角110°,来拾取临场的声音。3.4人工头传声器ORTF制式是法国无线电广播电视协会定制的标准,利用了仿人工头的传声器摆放方式,其实也是一种特定的AB制式,两个心形指向的传声器,间距17cm,轴向夹角110°,来拾取临场的声音信息。3.5重审传统音画基础上的多元定位感此外,还有一些特定的传统做法,譬如MS制、OSS制、DIN制、RAI制,这些方式在中国广电出版的朱伟编著的《录音技术》一书中有相应的阐