Один микрофон хорошо, а два – стереопара

Как вы уже догадались из названия, сегодня мы будем говорить о стереозаписи, а точнее об основных техниках стереозаписи. Рассмотрим их основные особенности, достоинства и недостатки, разберем наиболее вероятное применение. Практическое применение мы будем рассматривать в одной из следующих статей. Следите за обновлениями. ))

 Несмотря на то, что почти все инструменты, это «моно» источники, человеку, с его бинауральным слуховым аппаратом, приятнее и привычнее слышать их в «стерео».

Однако, не смотря на «стерео», всегда нужно помнить о «моно-совместимости», ведь именно «моно» составляющая, является определяющей в идентификации звука.

 Сегодня, мы поговорим о различных вариантах группировки микрофонов, с целью записи стереозвучания. В рамках нашей статьи мы будем называть их стереопарами, так привычнее, хотя это могут быть и три микрофона и четыре, и даже один специализированный с двумя капсюлями.

 Системы для стереозаписи делятся на два основных типа:

 Совмещенные – системы в которых положение капсюлей микрофонов совпадает или практически совпадает.

 Раздельные – системы где капсюли микрофонов разнесены в пространстве.

 К совмещенным микрофонным системам относятся следующие – XY, MS и Blumlein.

 Рассмотрим их подробнее.

 Микрофонная система XY представляет собой два кардиоидных либо суперкардиоидных микрофона установленных таким образом, что оси капсюлей совпадают, а акустические оси развернуты на угол от 30 до 180 градусов. Однако, чаще всего угол составляет 90-120 градусов. В такой микрофонной системе, практически отсутствует разница во времени поступления сигнала на обе мембраны. Стереоэффект получается за счет разницы интенсивности сигнала, приходящего от источника. Система XY обладает хорошей моносовместимостью. К недостаткам системы можно отнести некоторые искажения панорамы, а также выраженный «эффект близости» при близком расположении к источнику.

 Система XY

 Системы, построенные по стандарту MS, содержат два микрофона установленных в одной точке (приблизительно), однако у микрофонов отличаются характеристики направленности. В таких системах используется один из микрофонов с кардиоидной либо всенаправленной характеристикой и второй с характеристикой «фигура 8».

Как можно догадаться название системы образовано первыми буквами слов Mid и Side – соответственно «середина» и «сторона». Во время, либо после записи, сигнал с такой стереосистемы подвергается «суммо-разностному» преобразованию, которое позволяет получить из сигналов MS привычные нам сигналы LR.

 Система записи MS для кино производства фирмы Schoeps

Несмотря на то, что такие системы требуют использования дополнительного оборудования, так называемых MS преобразователей, они обладают рядом преимуществ. Самым значимым, пожалуй, будет возможность регулирования пространственного положения источника, в том числе после записи.

 Стереосистемы Blumlein, представляют собой два микрофона, с характеристикой направленности «восьмерка» установленных в одной точке и развернутых друг относительно друга на угол 90 градусов, при этом ось направленности должна делить этот угол пополам.

 Система записи Blumlein

Система обладает хорошей моносовместимостью, позволяя получить при этом естественную стереокартину. Как мы видим основное преимущество системы, одновременно является ее недостатком. В связи с тем, что две мембраны обращены в противоположную сторону, систему невозможно использовать в неподготовленных помещениях с плохой акустикой.

 Микрофонные системы с разнесенным расположением микрофонов, условно можно разделить на два типа, с близко расположенными микрофонами и со значительно разнесенными.

 В связи с тем, что уши на голове человека находятся на некотором расстоянии, многие инженеры считают, что, разместив микрофоны аналогичным образом, можно получить хорошую стереокартину, максимально близкую к тому, что слышит человек. На ранних этапах разработки таких систем, почти все использовали усредненное расстояние между ушами на голове человека.

 К системам с близко расположенными микрофонами относятся такие как, AB, ORTF, DIN, NOS, Baffled stereo и другие. Многие из этих систем были разработаны радио корпорациями, либо для радио.

 Рассмотри основные из них.

 Система AB представляет собой 2 направленных (чаще всего) микрофона, установленных на разделительной штанге. Чаще всего акустические оси параллельны. Стереоэффект достигается за счет разницы во времени и фазе звука от источника, приходящего на микрофоны.

Нужно понимать, что чем больше расстояние между микрофонами, тем сильнее будет выражен стереоэффект. Приближение микрофонной системы к исполнителям существенно увеличивает искажения по восприятию глубины пространства, а также сопровождается подъемом низких частот. Для улучшения локализации инструментов, часто применяется система 3АВ (Три АБ), в которой дополнительно устанавливается третий микрофон в центре.

   Система записи АВ

В целом системы АВ отлично зарекомендовали себя при записи больших коллективов, давая насыщенное, объемное звучание с широкой стереобазой.

 Микрофонная система ORTF разработанная в 1960 году французской радиовещательной организацией Office de Radiodiffusion-Television Francaise , использует два микрофона расположенных на расстоянии 17 см друг от друга и под углом 110 градусов. Этот метод обеспечивает реалистичную стереокартину с неплохой моносовместимостью. Использование микрофонов с кардиоидной характеристикой направленности, обеспечивает меньший шум окружающей среды, а также ослабляет эффект помещения.

 Сисема записи ORTF

 Микрофонная система NOS была разработана Нидерландским фондом вещания (Nederlandse Omroep Stichting ). Этот метод очень похож на ORTF и использует два микрофона, расположенных на расстоянии 30 см друг от друга и под углом 90 градусов. Этот метод обеспечивает достаточно реалистичную стерекартину и моносовместимость. Этот метод легче в реализации, так как угол 90 градусов легче измерить. В целом и звучание, и применение очень похоже на ORTF.

 Микрофонная система NOS

 Система DIN так же была разработана для радиовещания (немецкого) и отличается от предыдущей, расстоянием между капсюлями, около 20 см. Такая система больше подходит для локализованной записи, на маленьких расстояниях.  Хорошо показывает себя при записи фортепиано.

 Техника записи Baffled Stereo – это разнесенная микрофонная стереосистема, использующая микрофоны, расположенные по типу AB, ORTF, DIN или NOS, а также акустический экран размещенный между этими микрофонами. Экран, оказывает влияние на время прихода звучания на низких частотах и разности интенсивности на высоких.

   Система стерезаписи Baffled Stereo

Одним из серьезных недостатков системы Baffled, является окраска звучания в области верхних и средних частот. Это связано с дифракцией на акустическом экране.

 Рассмотрим теперь системы со значительно разнесенными микрофонами.

 Одна из наиболее часто используемых систем это «широкое АВ».

Для такой системы верно все, что и для обычной АВ, с некоторыми особенностями. Например, нужно помнить, что расстояние в 1-3 метра является наименее благоприятным в плане фазовых искажений. Область частотной характеристики в этом диапазоне, является для человеческого уха максимально чувствительной.

 Система стереозаписи “Decca-Tree” была разработана фирмой Decca в начале 1950-х годов. Она состоит из трех всенаправленных микрофонов, обращенных вперёд, расположенных в форме треугольника, причем центральный микрофон находится перед двумя другими. Точное расстояние не является критическим, но, как правило, два боковых микрофона расположены на расстоянии 1 метра от центра, а центральный микрофон – на 1 метр вперед и примерно на 2,5 метра над землей. В шумных ситуациях иногда используются кардиоидные микрофоны. Часто боковые микрофоны слегка наклоняют наружу, особенно при записи большой группы. 

 Система записи Decca Tree

Система Decca Tree позволяет получить более просторный звук, чем разнесенные пары, обладая так же и большей четкостью. Этот метод не только устраняет проблему «дыры в середине», а в связи с тем, что средний микрофон слегка продвинут вперед, он захватывает звук немного раньше, чем боковые микрофоны. Это приводит к тому, что звуковая картина, будет строиться из центра и расширяться в стороны. Система обеспечивает довольно заметное улучшение по сравнению с другими методами. 

 Так же в качестве разнесенных систем применяются широко расставленные кардиоидные микрофоны, микрофоны с характеристикой «восьмерка», и т.д. Все они в той или иной степени являются модификацией системы «широкое АВ».

  Бинауральная запись.

 В современной звукозаписи, бинауральная запись стоит особняком. В последние годы, она набирает популярность, за счет повсеместного внедрения VR-технологий. Если в начале появления VR, производители не придавали звуку никакого внимания, то сейчас, объемное, «панорамное» звучание, а также системы объемного звучания для VR, становятся стремительно растущей отраслью в индустрии звукозаписи. Ведь мы понимаем, что объемное звучание, с правильной пространственной локализацией источников относительно слушателя, нужно сначала записать.

 Итак, что же такое «бинауральная звукозапись»?

 В целом это система, внешне похожая на голову человека, в ушных раковинах которой установлены микрофоны. В таких системах, модель головы максимально точно скопирована, рассчитаны формы ушных раковин, плотность материала из которого изготовлена «голова» так же максимально соответствует параметрам человеческой головы. В нужных местах располагаются различные полости, служащие резонаторами, так же реализована костная проводимость.

 Система бинауральной записи Neumann

Такие системы могут использовать до трех механизмов локализации звучания – интенсивностный, временной и частотный.

Основными представителями, будет «искусственная голова» фирмы Neumann, модель KU-100, так же можно рассматривать модель 4128C от фирмы B&K.

 Одним из упрощенных вариантов такой записи будет так называемое «Sphere Stereo», где ненаправленные микрофоны устанавливаются на сферу диаметром около 20см, которая моделирует только основные параметры «головы».

 Итак, мы рассмотрели основные, чаще всего используемые варианты расстановки микрофонов. Нашей задачей, было показать основные принципы расстановки и подключения, чтобы каждый смог подобрать себе более выигрышную систему, для конкретного случая звукозаписи.

В следующей статье, мы рассмотрим системы пространственной звукозаписи, которая сейчас набирает обороты, в связи с развитием технологии виртуальной реальности.

Музыкальных успехов вам. Берегите себя…

Автор статьи Альберт Сафронов, компания Поп-Мьюзик