易闻波
（中国传媒大学 音乐与录音艺术学院，北京 100024）
空间感是一种主观感受，是声音在介质中传播时所附加的环境特征在到达人耳时被主观感知的空间特性。空间感是组成人耳听觉感受的重要组成部分，也是评价声音艺术质量的参考标准之一。纵观声音技术发展的历史，从1930 年英国工程师Alan Blumlein 发明立体声音频技术，到1987 年法国工程师Dominique Bertrand 确立5.1 环绕声技术制式，再到21 世纪全景声技术的蓬勃发展，录音技术对于声音所附带的空间特性还原能力随着科技的进步在逐步提升，其技术发展方向也进一步印证了录音艺术作品中声音空间还原的重要性和必要性［1-2］。
空间感是一个复杂的概念，根据雷伟在《音乐录音作品分析》［3］一书中的总结，声音的空间感表现大致可分为四个方面：
（1）对声源与听音者相对位置的感觉；
（2）对声源本身几何尺寸的感觉；
（3）对声音传播环境的总体感觉；
（4）对声源在传播环境中所处位置的感觉。
本文将主要讨论第三点，即空间环境感。空间环境感是人耳对声音传播环境的总体感觉。尽管声音传播场所的具体体积、结构、材质信息是可以被精确地测量的，但声音通过介质传入人耳后，这些信息却成为大脑中模糊的主观感受。这些主观感受来源于声波在物理空间中的吸收、反射、干涉及衍射。通过这些传播方式，产生了直达声、早期反射声以及晚期反射声。不同的声音成分通过不同比例的组合，使大脑感知到了不一样的音色特征。这些特征主要表现的是声音在传播环境中类型和大小的不同。开放式的体育馆或封闭的音乐厅，大空间的礼堂或小空间的教室，所带来的空间环境感都是截然不同的。古典音乐同期录音追求真实的现场还原，而如何尽可能真实地还原在不同声学环境下的空间环境信息，成为录音过程中不可忽视的重要问题。大部分古典音乐录制场所都在声学环境非常理想的音乐厅或礼堂里，音乐体裁多为交响乐、大型民族管弦乐或是合唱，编制复杂，气势磅礴。因此，此类形式的音乐要求尽可能自然地还原厅堂感和辉煌的音响特点，还原演奏场所环境的声学特点，这是优秀的古典音乐录音作品的审美要求，也是录音艺术表达不可或缺的一环。
古典音乐的拾音方案通常包括主传声器和辅助传声器的组合［4］。其中，主传声器拾取的声音以声源的直达声为主，作为作品的主体；
而辅助传声器通常根据实际情况酌情添加，可以分类为增加声部清晰度的点传声器，为补充主传声器对声源或空间宽度拾取不足而设置的侧展传声器，以及为拾取厅堂空间反射声，弥补空间环境声设置的环境传声器。
主传声器的设置通常采用由多支传声器组成的立体声拾音制式构筑。根据人耳立体声定位的原理，拾音制式可被分为三类，分别是基于强度差定位原理的交叉重叠拾音技术、基于时间差定位的间隔拾音技术以及基于强度差与时间差混合定位的近似交叉拾音技术［5］。
交叉重叠拾音制式的拾音原理是基于双耳强度差定位的拾音技术，其代表有XY 制式。XY 制式由两支心形指向传声器组成立体声对，分别面向声源并使膜片在垂直的轴线上重合。因此，两支传声器之间的时间差小到可以忽略，只有因为主轴指向的不同带来的强度差起到了立体声定位的效果。由于心形传声器的拾音角度有限，古典交响乐的录音通常不会采用这种制式。
间隔拾音技术是基于时间差定位的拾音技术，使用最多的就是AB 制式，通常使用两支完全相同的全指向传声器。因为声源到传声器的距离较远而两支传声器距离特别近，所以强度差忽略不计。在AB 制式中，传声器的间距通常控制在25～50 cm，过大会造成声场中空现象，而过小会造成声像太窄而缺乏宽度。因此，在古典交响乐的录音中，间隔拾音技术通常被采用并辅以辅助传声器进行补充。
近似交叉拾音技术的构筑方法介于以上两种处理方法之间，拾音原理结合了强度差与时间差两种原理混合定位。较为常见的制式有ORTF 制式、INA 制式及NOS 制式等。近似交叉拾音技术指两支指向性传声器面对声源彼此间隔并形成一定夹角，膜片之间即产生了夹角，也产生了距离，产生了时间差的同时也产生了强度差。基于此原理的拾音制式在声音特点上介于以上两种拾音制式之间，在现场录音中被广泛采用。
随着录音技术的发展，辅助传声器被广泛地应用在大编制乐队的录音中［6］。其中，侧展传声器和环境传声器与空间环境感的还原最为相关。侧展传声器通常在舞台侧面对称的位置设置两支全指向性的传声器，高度与主传声器一致，传声器主轴指向声源，通常采用小振膜传声器。环境传声器是用来补充主传声器拾取非直达声比例不足而设置的，因此，环境传声器设置时需要避免拾取过度的直达声，且高度应该根据观众席的高度来设定，避免收入过多来自观众的声音。在较为小型的场馆中，与主传声器分列场馆纵向前后的各三分之一处，也是较为常见的环境传声器设置位置。
为了比较不同的传声器设置方案在古典音乐同期录音中对空间环境感的影响，笔者通过三场类似编制的交响乐录音实践，对现有的几种基于不同原理的拾音方法进行了实验，并就其空间环境感的拾取效果进行比较。
第一场为江苏大剧院音乐厅举行的科隆西德广播交响合唱音乐会。合唱团放置在比交响乐团高出4 m 左右的后方观众席位置上。主传声器拾音制式选用了AB 制式，间隔1.5 m。此外，在AB两只传声器的中点平行补充了一只同型号的传声器，一共使用了3 只Schoeps MK2 小振膜全指向性传声器。同时，为了增加弦乐的群感，在舞台左右各1/4 位置设置了两只Schoeps MK2 作为侧展传声器。合唱团拾音则根据天花板打孔的位置，吊装了两支全指向性Microtech Gefell M296 小振膜全指向性传声器，位于合唱家额头偏上的位置。其中主与侧展传声器高度为3.85 m。现场演出实际效果如图1 所示。
图1 科隆西德广播交响乐团演出图
第二场音乐会是在江苏大剧院音乐厅举行的圣彼得堡爱乐乐团交响音乐会。在本次录制过程中，技术人员使用了两支Schoeps MK4 小振膜心形传声器构筑近似交叉重叠拾音制式中的NOS 制式作为主传声器对比，其中两支传声器膜片之间距离为30 cm，夹角90°。侧展传声器的设置方法与科隆西德广播交响乐团音乐会一致，主传声器与侧展传声器的高度也保持相同，为3.85 m，录音平台、器材均与之前录音相同，用于拾音效果的横向对比。整体效果如图2 所示。
图2 圣彼得堡爱乐乐团演出图
第三场音乐会是南京艺术学院音乐厅举办的任洁古筝与民族管弦乐音乐会，协奏乐团为江苏省女子民族管弦乐团。具体拾音方案如下。主传声器制式使用5 支Schoeps MK4 小振膜心形传声器组成INA-5 阵列，放置在乐团指挥后方位置，高度3.2 m。其中3 只传声器组成朝向前方的三声道，朝后的两支传声器呈现一定角度指向声源反向从而构筑环绕声系统。为方便对比，技术人员同样使用DPA 4003 小振膜全指向性传声器作为侧展传声器放置在舞台的两侧。此外，为了拾取厅堂中侧向反射声，使用了两支EarthWork M30 全指向传声器，贴在音乐厅二楼观众席的内侧作为仿界面传声器。在补充乐器清晰度的辅助传声器中，主奏乐器古筝使用的是Schoeps MK4 小振膜心形传声器，指向古筝下方的发声孔；
二胡、阮声部使用的是DPA 4011小振膜心形传声器，笙与长笛使用的是Schoeps MK4 小振膜心形传声器，从上至下指向声部首席乐器的发声孔；
贝斯声部使用AKG C414 大振膜心形传声器指向首席乐器F 孔位置；
最后在定音鼓上方加入了一只森海塞尔MD441 心形传声器。现场如图3 所示。
图3 任洁古筝与民族管弦乐拾音现场
为了探究不同的主传声器处理方法对空间感的影响，笔者在具有标准监听环境的录音棚，使用三场音乐会的音频文件进行主观对比。音乐文件缩混的声压级保持一致，除主传声器之外的辅助传声器均静音处理。每个文件取声压级最大与最小的乐段各20 s 分别比较。
通过试听，使用间隔拾音技术AB 制式录制的音乐会片段比使用近似交叉拾音技术NOS 制式录制的圣彼得堡爱乐乐团交响音乐会在代表空间环境感的声源宽度、包围感及深度感三项指标上均显著更好，声音更加松弛、大气，音乐的低频也显得更加自然。另外，用NOS 制式录制的片段乐器声部定位更加清楚，用AB 制式录制的片段在声部齐奏、编制较大时发生部分声部声像模糊的状况。而第三场音乐会所使用的INA-5 制式录制的片段在静音环绕声声道后，空间环境感介于AB 制式和NOS制式之间，乐器定位感则优于以上两种制式。
综上所述，基于时间差原理的间隔拾音制式在空间环境感的表现总体优于近似交叉拾音技术。笔者分析，这是因为在间隔拾音技术中，通常选择拾音方向性图形为球形的全指向性传声器。此类传声器在声波的扩散场中能量效率接近100%，拾取到的声场信息更加全面。与此同时，全指向性传声器在接收声波时，只有振膜正面的外表面暴露在环境中，不存在心形传声器接收声波时的相位抵消，所以其频率响应曲线更加平直，低频响应相较心形传声器更好。因此，使用全指向性传声器对空间环境感的表现通常是优于心形传声器的。此外，立体声制式的拾音原理也决定了空间环境感的表现力，声像定位的好坏受两声道间强度差的大小影响为主，而空间环境感则受时间差影响较多，因为时间差会造成相位差，相位差的不规律呈现，是声场空间环境感形成的根本原因之一［7］。
在试听过程中，侧展传声器的加入与否，对空间环境感的影响同样是清晰可辨的。三场音乐会录音在加入侧展传声器以后，片段的声源宽度均有所增加，与此同时，弦乐声部的群感也变得更好，空间环境感相较于仅使用主传声器均得到了进一步展现。究其原因，是因为三场音乐会均录制大编制交响乐，弦乐声部从左至右宽度可达到十余米，对于主传声器来说，传声器膜片到首席的距离比到最后一排谱台的距离可能相差了数倍。根据定理，当拾音距离增加一倍，声音会衰减6 dB，高频能量则衰减得更加明显。因此，侧展传声器的加入，使得弦乐声部第一排到最后一排的声音被表现得更加全面，也完成了对于音乐厅两侧反射声中空间信息的拾取。
此外，笔者还对比了第三场音乐会中在有无环境传声器时的差异。环境传声器在缩混比例合适的时候，十分明显地增强了空间环绕感，类似于加入混响效果器所产生的效果。而录制的环境声较效果器而言音色更加自然、大气。这在一定程度上归因于仿界面环境传声器的设置原理（如图4所示）。设置在观众席内侧的拾音方式避免了拾取来自乐器的直达声，而只拾取来自侧向的厅堂反射声，此时两支传声器的指向性从球形的全指向变为半球形指向，对于四周反射板上各方向传来的声音都一样灵敏。因为其振膜与墙面平行放置，非常接近，所以直达声和经墙面反射的反射声几乎同时到达传声器，即不存在梳妆滤波效应，拾取到的空间信息更加自然，临场感更强，效果最为出色。这种拾音方式的缺点在于，其设置的位置容易收入较多观众的杂音，因此这种设置方法最适用于静场录音。
图4 仿界面式环境传声器
在古典音乐同期录音中，空间环境感是必要的艺术表现部分之一。而空间环境感的处理是由录音到缩混过程中的众多细节逐步构筑的，是一项复杂且严谨的工作。对三场不同拾音方案录制的音乐进行比较的结果显示，为了捕捉良好的空间环境感，在主传声器的设置中，选择全指向性传声器以及设计间隔拾音制式是更优的方案。而在辅助传声器的选择中，特别是在声学空间较大时，选择侧展传声器和环境传声器予以补充，是有益而必要的。
猜你喜欢指向性制式声源管道有源噪声控制中壁面分布次级声源的空间分布优化应用声学(2022年5期)2022-11-21虚拟声源定位的等效源近场声全息算法舰船科学技术(2022年11期)2022-07-15一种基于麦克风阵列用于分离单极子和偶极子声源的方法航空学报(2022年2期)2022-03-29室内声音导航系统发明与创新·中学生(2019年1期)2019-03-23人大专题询问：增强监督“指向性”人大建设(2018年11期)2019-01-31IOSONO 3D全息声系统录音制式研究之MS制与双MS制科技传播(2018年3期)2018-02-09坚持“四性”，提高口语交际训练的实效小学教学参考(语文)(2016年9期)2016-09-30指向核心素养培养，促进阅读教学有效性考试周刊(2016年69期)2016-09-21浅谈初中数学课堂提问的有效性学周刊·下旬刊(2016年9期)2016-06-14从电视到高清电视CHIP新电脑(2014年11期)2014-11-12
