錄音的藝術(shù)(十)錄音制式漫談
在談到各種錄音制式之前需要聲明的是,如此眾多的錄音制式都是為了實(shí)現(xiàn)立體聲而設(shè)立的。而首先需要糾正的,同時也是初學(xué)者需要搞清楚的就是:一支麥克風(fēng),除非聲明是立體聲麥克風(fēng),只能錄下單聲道的音頻信號。所以立體聲錄音就是使用2支或者2支以上的麥克風(fēng)錄制立體聲音頻的過程。而下面談到的錄音制式,就是實(shí)現(xiàn)這種結(jié)果的手段。但是在講到具體錄音制式之前,我們需要有充足的立體聲原理做為理論儲備,有了這些理論,我們才能深刻理解不同錄音制式的原理以及探討它們存在的問題。
人的聽覺是靠兩只耳朵產(chǎn)生的,下面我們就要回憶立體聲在人耳中是怎么實(shí)現(xiàn)的。首先我們要說的是聲像定位在正前方的情況,所謂的正前方,按照嚴(yán)格的幾何定義就是處于人頭的垂直平分線上。根據(jù)幾何定理,從聲源到左右兩耳的距離應(yīng)該相等,也就是說聲波到達(dá)左右耳的時間應(yīng)該完全相同。而當(dāng)聲像偏左的時候,我們可以得知聲音到達(dá)左耳的距離要小于聲音到達(dá)右耳的距離,這也就意味著聲音先達(dá)到左耳,兩耳之間存在一個時間差。從這里我們可以得到一個結(jié)論:兩耳之間聲音的時間差影響到音源的定位。這也是第一個立體聲原理,時間差定位原理。除了時間差,如果我們回到上文中的距離,我們會發(fā)現(xiàn),根據(jù)聲波傳播的物理限制,距離越遠(yuǎn),聲波的衰減度越大,也就是說隨著距離的增加,聲波的能量衰落,音量會減小。這樣也就意味著聲源到兩耳的距離差也會造成聲音大小上的差異。這個差異,用專業(yè)的術(shù)語來說就是聲級差。因此這里我們可以總結(jié)出這樣一個判斷:人耳判斷立體聲定位,依據(jù)兩點(diǎn)——時間差和聲級差。而在重要程度上,很明顯時間差效果更加明顯一些。
有了上面的理論儲備,下一步,我們就進(jìn)入到具體的錄音制式加以分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)以及各種變種。
AB錄音制式
一開頭我們先輕松一下,猜猜第一種錄音的方式是怎樣的?要求盡量遵循簡單的原則——就是用2只麥克風(fēng)錄制立體聲。很多人應(yīng)該可以想到,最簡單的方式,應(yīng)該是2支麥克風(fēng)處于兩只耳朵的位置,這樣模擬出的效果,按道理推論比較靠譜。沒錯,大家想對了。將兩只麥克風(fēng)分開一定的距離,指向音源,就是AB制式的雛形,如圖1。
因此AB制式的具體定義應(yīng)該是,兩支麥克風(fēng)有一定的距離,平行放置,指向音源。指向性多為心型或者是全指向。這個距離有多大?可以是10厘米,也能有十幾米遠(yuǎn)。AB制式的特點(diǎn)在于對于麥克風(fēng)的要求相對寬松,只需要兩只同樣的麥克風(fēng)就可以,如果實(shí)在沒有,2支不一樣的麥克風(fēng)也可以考慮——當(dāng)然前提在于音質(zhì)要求不高。如果是要追求最佳效果,你需要的是兩支同樣型號的、并且工廠配對的麥克風(fēng)。
AB制式所營造的聲場,處于兩支麥克風(fēng)之間,也就是說,如果是超過左邊邊界的聲源,最終回放的時候,仍然會被定位在最左邊揚(yáng)聲器的位置,同理右邊。但是這樣一來,就出現(xiàn)了位置上的失真。因此在古典音樂錄音的時候,為了錄制出交響樂隊龐大的寬度和縱深感,甚至需要將兩支麥克風(fēng)拉開到10來米的距離。但是如此一來也帶來了一個嚴(yán)重的問題,這個問題就是著名的中間空洞現(xiàn)象,或者是稱為中間黑洞。
所謂的中間黑洞,所說的是這樣一種聽感:你會感覺到錄音的中部非?斩,沒有什么樂器集中在中部,而左右揚(yáng)聲器附近,卻聚集了不少樂器。這種現(xiàn)象的成因也是比較容易解釋的。首先我們假設(shè)一架鋼琴,寬度大約為2米。我們使用AB制式錄音,兩支麥克風(fēng)距離2米。這樣一來,錄制出的音頻,鋼琴將充斥整個錄音,鋼琴的寬度占據(jù)了整個聲場空間,這樣一來聲音就會豐滿很多。而如果將兩支麥克風(fēng)拉開將近10米,則錄制出的音頻中,鋼琴的寬度只占據(jù)了20%的聲場空間,這時候鋼琴的寬度就會顯得小很多。這個例子解釋了當(dāng) AB制式錄音寬度達(dá)到一定的距離,會出現(xiàn)音源按比例縮小的現(xiàn)象,這樣一來,在人的心理上有種感覺,那就是中間部分比較空,聲音不夠豐滿。
為了解決這個問題,出現(xiàn)了很多AB錄音制式的改良方法。其實(shí)大家已經(jīng)可以猜到改良的方法,由于問題是中間顯得空洞,因此最直接的解決辦法,就是在中間增加一只麥克風(fēng)。這樣一來,就改善了中間黑洞現(xiàn)象。下面,就讓我們看看那些真正輝煌的AB改良錄音制式。它們曾經(jīng)都很輝煌,只可惜很多人已經(jīng)忘記了它們實(shí)際上都算是AB錄音制式的一種。
Decca Tree
Decca Tree這個代表著古典音樂的錄音方式,顧名思義來源于英國老牌唱片品牌Decca。 Decca Tree起源于50年代,那個時候是古典音樂和模擬錄音的黃金時期,立體聲錄音還剛剛處于萌芽階段。在那個時代,是音樂大師層出不窮,經(jīng)典作品不斷涌現(xiàn)的時代。而Decca公司的錄音師威爾金森,正是靠著Decca Tree營造出了著名的Decca之音。Decca Tree錄制出的音響效果,具有開闊而深遠(yuǎn)的音場空間感、透明度一流的秀美音色,如臨現(xiàn)場的精確定位,以及華麗自然、輝煌而不刺耳的音域平衡度。這些特質(zhì)也就構(gòu)成了Decca的金字招牌。
Decca Tree是一種三支麥克風(fēng)拾音的錄音制式,個人認(rèn)可以看做AB錄音制式的改良版。當(dāng)然也可以看作是另外一種M/S錄音制式的改良版(后文再說)。Decca Tree是在指揮的后方,架設(shè)一個T型麥克風(fēng)支架,然后每一端架設(shè)一支獨(dú)立的全指向麥克風(fēng)。兩邊的麥克風(fēng)呈現(xiàn)135度角,如圖2
傳統(tǒng)的Decca Tree錄音,兩邊麥克風(fēng)之間的距離大約為1.5米,角度約為135度。中間的麥克風(fēng)垂直于兩邊麥克風(fēng)的兩點(diǎn)之間的沿線,靠前約75厘米。麥克風(fēng)選擇上,使用的是今天已經(jīng)成為古董的Neumann M49s和M50s。錄音師還可以根據(jù)不同情況對方案進(jìn)行微調(diào),從而達(dá)到自己滿意的效果。
Decca Tree的優(yōu)點(diǎn)在于其兩邊的麥克風(fēng)由于距離遠(yuǎn),因?yàn)榭梢圆蹲降浇豁憳泛甏蟮穆晥鲂Ч。同時中間那支麥克風(fēng),又補(bǔ)償了兩邊麥克風(fēng)距離過遠(yuǎn)造成聲音中間空蕩的效果。因此整體錄音效果顯得豐滿無比,同時音場非常的真實(shí)。如果加上補(bǔ)償麥克風(fēng)的效果,就可以達(dá)到最接近現(xiàn)場效果的交響樂錄音。因此在今日的交響樂錄音中,Decca Tree成為了一種普遍的配置。
Decca Tree的代價并不是特別高,天價麥克風(fēng)并不是必需的。因此在交響樂錄音中,Decca Tree應(yīng)該是首要的考慮對象。
Living Presence的大AB錄音
差不多和Decca Tree同時代,大洋彼岸的美國佬也想到了類似的錄音方式。這就是著名唱片品牌mercury水星的Living Presence系列錄音。和Decca Tree一樣,這也是一種三支麥克風(fēng)錄音的方式。這種方式來源于傳統(tǒng)的AB錄音,也就是首先兩支麥克風(fēng)以AB 制式放置,但是距離非常遠(yuǎn),一般達(dá)到3-5米之巨,這樣能夠有充分的空間捕捉到交響樂龐大的聲場。但是同時也帶來中間的聲音非?斩。為了彌補(bǔ)這項(xiàng)缺憾,Living Presence在中央設(shè)立了一支補(bǔ)償麥克風(fēng),從而使得中間聲音飽滿。這種錄音方式,帶來的是極端溫暖華麗的聲音,正如同50,60年代繁榮的美國一樣,聲音飽滿動人,充滿了年輕人的朝氣。
隨著時間的推移,Living Presence的錄音方式逐漸被人忘記。其根本原因這種聲音太具有美國人的特點(diǎn)。很多錄音聽起來效果非常好,音染出眾。所以樂器就如同被鑲上了金邊一樣顯得異常華麗。但是對于嚴(yán)肅的交響樂來說,這樣的聲音又顯得太過個性,有違交響樂的真正含意。因此,到了今日,Decca Tree仍然是主流,而Living Presence只能作為一種時代的聲音,留在老人們的印象中了。
上面所說的,都是AB制式錄音創(chuàng)造的輝煌。AB制式錄音式之所以常用,是因?yàn)榱Ⅲw聲效果出色,既有時間差的效果也有聲級差的效果。但是,這不代表這AB錄音能夠通吃一切,AB制式最大的缺點(diǎn)在于非常糟糕的單聲道兼容性。雖然現(xiàn)在已經(jīng)多采用立體聲錄音,但在很多領(lǐng)域,比如電視直播等,還是需要單聲道的。將立體聲變成單聲道比較簡單,一般就是將左右聲道混合成一個單聲道。而AB制式,只要兩支麥克風(fēng)距離超過20厘米,就會有嚴(yán)重的相位抵消——梳狀濾波器效應(yīng)非常嚴(yán)重。因此下面我們要說的,就是其他錄音制式的故事。
XY錄音制式
XY錄音制式的名字很形象,XY錄音制式是指將兩支麥克風(fēng)交叉在一起的一種錄音方式。交叉在一起有兩種情況,一種情況呈X形狀,一種則呈Y形狀,因此就叫XY錄音制式,很形象吧,如圖3。
XY制式錄音中,兩支話筒位置相同,因此不存在時間差,只有聲級差。有一部分人認(rèn)為XY錄音制式優(yōu)于AB制式,理由是由于很多錄音環(huán)境并不完美,因此話筒收到的相位信息不一定真實(shí),也就是說時間差會受到干擾。這樣一來效果反而不好,失真會大。而XY 制式,不依靠時間差,因此可以避免這種現(xiàn)象。XY 制式另外一項(xiàng)突出優(yōu)點(diǎn)在于具有出眾的單聲道兼容性,因此對于電視直播現(xiàn)場錄音很好。但是,XY制式也有缺點(diǎn),最大缺點(diǎn)在于對麥克風(fēng)的素質(zhì)要求很高。XY制式要求麥克風(fēng)必須是同樣型號,并且工廠配對的麥克風(fēng)才可以。甚至只使用同樣型號的麥克風(fēng),效果都會差不少。對麥克風(fēng)的高標(biāo)準(zhǔn)要求,無疑增加了成本。此外,XY制式還需要避免不同平面的問題,這個問題出現(xiàn)在麥克風(fēng)交叉的時候,需要盡量使得兩支麥克風(fēng)和音源處于同一個水平面,如果兩支麥克風(fēng)存在高度差,則可能引入新的時間差和聲級差,造成失真。
M/S錄音制式
M/S制式的具體含義很多,通常解釋的英文也很多,大致上有這么幾種,都是正確的說法。
Mono/Side(單聲道/兩邊),Mono/Stereo(單聲道/立體聲,這個說法最奇怪),Mid/Side(中間/兩邊,這是最形象的說法),Sum/Difference(和/差,這是最反映原理的說法)。這些不同的說法,指的都是一回事——M/S制式,如圖4。
M/S制式的實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜不少,從麥克風(fēng)擺放到解碼過程,都需要特殊的過程。M/S制式要求兩支麥克風(fēng)處于同一點(diǎn)上拾音,一只主麥克風(fēng),呈心型指向音源,這只麥克風(fēng)被稱為M。另外一支麥克風(fēng),呈8字型指向兩邊,因此看上去是個橫著的8字,被稱為S。錄制出的音頻則有個解碼過程才能變成立體聲,具體就是這樣:左聲道的信號為M+S,也就是M和S聲道混合在一起。右聲道信號為M-S,也就是將S聲道反相后和M聲道混合起來。有人問了,這是怎么個原理呢?原來那個S話筒,左聲道進(jìn)來的信號,和右聲道是反相的。因此把S信號反相,就可以得到右邊的信號。上文中提到和差,就是指的 M/S制式的解碼原理。M/S制式的優(yōu)點(diǎn)之一如同XY制式一樣,只有聲級差,而沒有時間差。并且M/S和單聲道的兼容性是完美的——只要扔掉S聲道信號就是單聲道信號了,還能有比這個還完美的嗎?M/S制式的最突出優(yōu)點(diǎn)在于對于后期處理的難易程度來說。M/S制式是最適合后期處理的錄音制式,可調(diào)整的余地大了很多。但是M/S制式也存在著缺點(diǎn),我們可以想象,由于8 字型并不完全拒絕中間信號,因此S聲道信號中仍然含有中間部分的信號。因此與AB制式相反的是,M/S制式存在著中央信號加重的傾向,這樣中央信號的位置會聽起來相對偏前。同時 M/S 制式對聲學(xué)環(huán)境要求很高,如果控制不好M/S制式麥克風(fēng)所在的位置,則會出現(xiàn)加重房間反射和混響聲音的現(xiàn)象,因此需要小心處理。
令人高興的是,M/S制式對于麥克風(fēng)的要求不高。但是代價是后端解碼過程相對繁瑣。無論如何,運(yùn)用好M/S 制式,可以讓錄音師的錄音水平更上一層樓。
仿真人頭制式(Dummy Head)
聽過耳機(jī)的朋友大多知道,耳機(jī)重播音樂的效果和音箱有很大的不同,特別是在“音場”方面。耳機(jī)雖然也能營造出音場的效果,但遠(yuǎn)不如音箱自然。“耳機(jī)的最大缺陷就是沒有音場”已經(jīng)是共識。這是什么造成的呢?主要有兩個因素。首先,用音箱回放音樂時,聲音信號從音箱發(fā)出,通過空氣傳播,到達(dá)人耳。這時,人耳聽到的“音箱的聲音”和聽到自然界中各種聲音一樣,經(jīng)過耳廓、外耳、耳道,傳導(dǎo)到耳鼓膜,被大腦神經(jīng)所感知。在這個過程中,人的耳廓、耳道、人的頭蓋骨、肩部等對聲波的折射、繞射和衍射,都會對聲音造成一定影響。在聲學(xué)上,用HRTF,即“頭部相關(guān)傳輸函數(shù)”來描述這種影響。正是由于HRTF 的影響,人的大腦能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷出聲音發(fā)出的方位和距離。人即使蒙上眼睛也能判斷聲音發(fā)出的方向和距離,這就是靠大腦根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做出的判斷。通過耳機(jī)欣賞音樂時,聲音是被耳機(jī)的驅(qū)動單元直接送進(jìn)雙耳的,也就是說,人的耳廓、頭蓋骨和肩部等對聲音造成的影響沒有了,HRTF不存在了。在這種情況下,人的大腦就無法準(zhǔn)確判斷聲音的方位和距離。此外還有一點(diǎn),人耳聽聲音時候,左右聲道會串在一起進(jìn)入耳朵,而耳機(jī),由于很多采用聲音隔絕的罩子,因此左聲道進(jìn)入左耳,右聲道進(jìn)入右耳,串?dāng)_程度很低,這也造成了耳機(jī)聽覺和音箱很不一樣的情況。由于這種左右聲道混合的缺乏,導(dǎo)致用耳機(jī)欣賞音樂時,音場的感覺不自然,樂器的定位似乎是虛的,音場的大部分似乎擠壓在左右耳之間的腦海中,俗稱“頭中效應(yīng)”(In-Head Effect)。
正是由于有這樣大的問題,因此為了使得耳機(jī)也有得聽,就出現(xiàn)了仿真人頭這種錄音制式。仿真人頭是一個用木頭或者塑料做成的假人頭,直徑約20厘米左右,在它的耳道末端,分別裝有兩支麥克風(fēng),它們一般是無指向性的。然后,將兩者的輸出分別作為立體聲的左右聲道信號,如圖5。
仿真人頭制式由于模仿了這一過程,因此錄音在耳機(jī)上聽起來非常好。但是也具有比較大的缺點(diǎn),仿真人頭有耳廓,而聽眾也有耳廓,這樣在回放錄音時,會出現(xiàn)雙重耳廓反射的聲音,這對于聲音的清晰定位,仍然有比較大的干擾。但是的確,在耳機(jī)回放這個問題上人類還沒有找到比仿真人頭更出色的辦法。
ORTF制式
ORTF制式使用兩支心形傳聲器,拉開距離20厘米,兩支傳聲器主向朝前張開110度。 這種制式是法國電臺首創(chuàng)并推廣使用的,所以以法國電臺的名稱來稱呼它。這種制式實(shí)際上是AB制式和仿真人頭制式的混血,定位效果出眾,尤其是表現(xiàn)移動的聲像,效果突出,適合聆聽廣播劇使用。
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