из электронной библиотеки / 17794798593968.pdf

ных потолочных громкоговорителей, увеличенного числа боковых и экранных громкоговорителей и т. д.

Однако обычный стереоформат продолжает еще активно использоваться в аудио-CD, MP3, аудиокассетах и радиовещании. Попытки извлечь пространственную эстетическую информацию из стереозвука с помощью специальных пространственных синтезаторов были предприняты в ряде си-

стем: Dolby Pro-Logic II, DTS Neo6, Lexicon Logic 7 и др. Фактически эти си-

стемы являются своего рода мостом между стереосистемами и 5.1 дискретными системами.

Таким образом, к настоящему времени для передачи пространственного ощущения звука используется много различных способов: бинауральная стереофония, 4:2:4 и 5:2:5 матричные пространственные системы; цифровые пространственные системы в формате 5.1 с низкобитовыми кодерами и др.

Будущее пространственных систем.

Создание систем формата 5.1 потребовало коллективного труда многих фирм и разработчиков на протяжении нескольких лет. Естественно, что разработка следующего поколения пространственных систем потребует не меньших усилий.

Ближайшая задача, требующая решения, это расширение зоны стереоэффекта: современные системы формата 5.1 обеспечивают достаточно хороший пространственный эффект для центральной зоны расположения слушателей. Для боковых зон происходит расщепление восприятия на отдельные каналы. С увеличением числа каналов зона пространственного эффекта может быть расширена, но вопрос состоит в том, какое количество каналов является оптимальным. Современные средства передачи звуковой информации могут поддерживать большое число каналов. Например, для отрезка музыкального сигнала 60 мин. и скорости 32 кбит/канал стандарт DVD может обеспечить 400 каналов, однако пока неясно, что с ними делать.

Если строго использовать теорему пространственного сэмплирования, то громкоговорители в зале надо размещать на каждые 3/16 дюйма, что потребует около миллиона каналов. С другой стороны, Блауерт доказал, что для формирования пространственного впечатления порядка двух десятков каналов ВОлне достаточно. Однако работать в реальном времени с большим количеством каналов звукорежиссеру будет практически невозможно, поэтому вопрос должен стоять следующим образом: как из ограниченного числа передающих каналов автоматически восстановить оптимальное число воспроизводящих каналов? Это задача будущих систем пространственной звукопередачи. Проблема состоит также и в том, как воспроизвести большое число каналов с помощью громкоговорителей, размещенных в многочисленных точках пространства: на потолке, боковых стенах и т. д.

201

Однако если общую проблему ставить таким образом, чтобы с помощью дискретного числа каналов передать информацию о непрерывном распределении звукового поля в первичном трехмерном пространстве, то такая задача практически нерешаема.

Тема 3.2 Принципы и основы цифровой звукозаписи

На современном этапе развития техники, компьютерная студия на базе РС, превосходит по своим возможностям профессиональные студии Лондона и Лос-Анжелеса пятнадцатилетней давности.

Современные профессиональные студии отличаются от домашних в большинстве своем возможностями производства многоканального и hi-res- звука (аудио высокого разрешения), продуманной акустикой контрольных помещений, сложной мониторинговой системой и наличием специалистов высокого класса.

Но, согласитесь, сейчас простой аудио-компакт диск (CDDA) является основным пользовательским стандартом и уйдет он очень не скоро. А это 16 бит, 44.1 КГц…

Массовое производство CD началось в конце 80-х, и тогда это подразумевало очень сложный производственный процесс, а сегодня ведь совсем нет проблем в записи, сведении и мастеринге собственного CD в домашних условиях. Это основное отличие 2003 года от начала 90-х.

Я могу немного "приоткрыть тайну" и сказать, что половина той музыки, которую вы слышите по радио или ТВ, производилось на РС, технические характеристики которых соизмеримы с вашим домашним компьютером.

Задачей этого материала является освещение основных вопросов по комплектации домашней профессиональной студии, "на выходе" которой вы сможете получить качественный продукт, который могут принять в ротацию.

Тракты

Современный тракт студии звукозаписи состоит из двух основных частей: аналогового и цифрового. Раньше все записывалось на аналоговые носители. Поэтому были очень большие потери при копировании с одного накопителя информации на другой.

Другой минус чисто аналоговых трактов состоит в погрешностях в управлении. Например, мой по сей день любимый синтезатор Roland Jupiter-8 (начало 80-х), не мог позволить точную настройку звучания. Все зависело от многих параметров: степени "нагретости" и т.п. Даже один раз крутанув руч-

202

ку потенциометра, вы потом не сможете точно зафиксировать ее в исходное положение.

С приходом цифровых технологий все существенно изменилось и упростилось. Во-первых, стало доступно копирование цифрового звукового сигнала без потерь в качестве. То есть вы можете копировать аудио-CD "один к одному".

Партии музыкантов стало возможным редактировать, копировать отдельные куски, собирать свои партии на их базе без потерь в качестве. Но и позиции музыкантов немного поменялись, так как теперь главный человек в студии - это звукорежиссер.

Во-вторых, найдя нужную настройку для эффект-процессора/плагина (пресет), вы сможете потом воспроизвести ее с той же точностью в любой момент.

Плюсы цифровых трактов стоит рассматривать и из физических соображений, поскольку теорема Нейквиста-Котельникова подверждает, что дискретный цифровой сигнал с частотой дискретизации 44100 Гц воспринимается человеческим ухом как непрерывный во всем слышимом частотном диапазоне.

Цифровые тракты не стоят на месте и развиваются таким же темпом как и раньше. Если посмотреть на все со стороны, то пользователю, нужно одно - выпустить компакт-диск со стандартными значениями 16 бит, 44.1 КГц.

Если видеть ситуацию именно с таких позиций, то все вопросы с су- пер-технологиями отпадают. Мы не выбрали и 50% от того арсенала, который сейчас доступен в диапазоне $200-500 (аппарат) и $400-800 (ПО).

Поэтому основное золотое правило домашней студии: соразмерность аппаратной части и программного обеспечения. Если она будет найдена, то на выпуск продукции вы будете тратить намного меньше времени. По собственному опыту могу сказать, что по отлаженной рабочей схеме можно выпускать по одной-две композиции в неделю (начиная от записи и заканчивая профессиональным мастерингом).

И, в принципе, не важно делаете вы это на базе Celeron-300 или Pentium-4, главное - это соразмерность аппарата и ПО.

Если говорить о современных трактах звукозаписи, то они просты: микрофон/инструмент - предусилитель - (АЦП-(компьютер)-ЦАП) - микшер

203

- усилитель - акустические системы. На современном этапе вся обработка идет в компьютере за счет программно-аппаратного обеспечения.

Соответственно, "аналог" сейчас используется по минимуму - только микрофоны, звукосниматели, кабели, предусилители, микшеры и акустические системы (колонки). Все остальное возлагается на плечи компьютера.

Аналоговые тракты

Звуковая волна, распространяющаяся в воздухе, может быть преобразована в электрический (или как его еще называют, аналоговый) сигнал. То есть, изменения давления в воздухе должны быть пропорциональными изменениям напряжения или силы тока. Частота пульсации воздушной волны должна быть равна частоте пульсации напряжения или тока. Таким образом, мы переносим всю звуковую информацию в электрическое поле, и передаем ее посредством электрического сигнала. Устройства, которые позволяют произвести преобразования акустическая среда > аналоговый сигнал, называются микрофонами и звукоснимателями. Вот как раз на микрофонах мы и остановимся несколько подробнее, поскольку это одни из самых важных элементов студии.

Сейчас идет очень много споров об объективности оценок звукового оборудования. Как это провести наилучшим образом.

Я приведу пример, который стал уже классическим. Когда в 90-х фирма AKG задалась целью поставить в производство свою легендарную модель микрофона C12, то разработчики столкнулись с неожиданной проблемой - все прототипы, взятые для новой серии, отличались друг от друга. Объяснялось это тем, что в 60-х и 70-х производственный процесс не отличался цифровой точностью. И, в результате, каждый AKG C12, выпущенный в то время имел свое звучание. Выход нашли очень простой - взяли десять лучших прототипов, усреднили параметры и поставили в производство. Название поменялось на C12R. На сегодня это один из самых дорогих микрофонов.

Предусилители, микшеры, аналоговые устройства обработки

Предусилистели - это специальный класс устройств, позволяющих поднять уровень микрофонного сигнала до уровня линейного. В большинстве случаев современные предусилители имеют на борту дополнительно встроенные устройства динамической обработки (компрессор/гейт/лимитер) и частотной коррекции (эквалайзер). В некоторых моделях предусмотрены дополнительные возможности по удалению артефактов, например, такие как "де-эссер" (исправляет свистящие и шипящие). В предусилителе обязательно должно быть предусмотрено фантомное питание для подключения конденсаторных микрофонов.

204

Некоторые начинающие специалисты, которые уже сталкивались с подобным типом устройств, часто спрашивают, зачем там стоит разделение на микрофонные и линейные входы? Я объясню: дело в том, что модули динамической обработки и частотной коррекции в одном приборе - это очень удобно для первоначальной обработки сигнала.

Предусилители могут быть встроены и в микшеры - сложные коммутационные устройства, предназначенные для смешивания сигналов. Микшеры подразделяются по предназначению: студийные, концертные, эфирные, и по типу коммутируемых трактов: аналоговые и цифровые. Цифровые микшеры используются большей частью в студийных условиях, хотя сейчас можно говорить и о цифровой революции в сферах теле- и радиовещания. Большинство современных цифровых моделей могут управляться программно из компьютера.

В домашних условиях в основном пользуются небольшими консолями производства Behringer, Yamaha и Mackie. Стоят они не дорого - $150-200. Если у вас более двух источников звука, то такой тип устройств вам необходим.

Хотя мы можем предусмотреть и другой вариант, если у нас стоит многоканальный аппаратный интерфейс - использовать программный микшер в компьютере и простую коммутационную панель, которую можно сделать самому.

Аналоговые устройства обработки сигнала уже отжили свое, за исключением некоторых профессиональных и дорогих моделей с большим количеством патентов. Цифровая обработка гораздо лучше и качественнее. Хотя в варианте с предусилителями - небольшая корректировка АЧХ на начальном этапе не повредит.

SINTEFEX FX8000 REPLICATOR

Все аналоговые устройства и тракты можно сэмплировать, или говоря иначе, сделать для них программные математические шаблоны. Именно за шаблонными устройствами будущее звукорежиссуры.

Главная задача, которую решает SINTEFEX FX8000 REPLICATOR - захват процессов обработки аналогового сигнала и их повторение в цифровом виде. Другими словами, он использует входную и выходную АЧХ сэмплируемого аналогового тракта, и, сравнивая их, составляет сложную математическую модель - шаблон тракта. Таким образом, мы можем, например, пустить сигнал на аналоговый компрессор, измерить, как этот сигнал изменился на выходе, сравнить и составить математическую модель. Тем самым создаем шаблон устройства.

205

Помимо этого, FX8000 уже готов к использованию в качестве восьмиполосного эквалайзера, компрессора и эффект-процессора для систем 5.1 и 7.1. Большинство внедренных устройств "отсэмплировано". И поэтому, если мы говорим о FX8000 как о компрессоре, то подразумеваем большое количество аналоговых компрессоров. Устройство уникально по сути и используется во многих киностудиях и студиях звукозаписи мира.

Тема 3.3 Микрофон

Микрофон – самый заметный и привычный атрибут студии или шоу и не только – микрофоны знакомы всем, так как с ними сталкивались повсеместно, начиная с распространения телефонной связи, затем бытовой аудиотехники, караоке, а теперь еще сотовой и компьютерной связи. Микрофоны и телефоны существовали уже тогда, когда ни усилителей, ни магнитофонов, ни громкоговорителей еще не было, не говоря уж об электрогитарах или синтезаторах. Микрофон – самый традиционный элемент ввода информации, наряду с телеграфным ключом или клавиатурой.

Элементы интерфейсов, с которыми непосредственно имеют дело пользователи, изменяются медленнее всего. Чаще нравится то, что знакомо и привычно. Однако за время своего существования микрофоны понемногу эволюционировали, и сейчас ими чаще называют сложные устройства, как, например, радиомикрофоны, цифровые микрофоны или USB-микрофоны, в которых традиционная головка является только одним из элементов. В то же время есть немало таких привычных привычных моделей, которые выпускаются неизменными или с минимальными изменениями многие годы.

Чтобы правильно выбрать микрофон для определенной задачи, их нужно как-то различать: по электромеханическим и акустическомеханическим признакам, по принципу работы и конструкции, по частотной характеристике и характеристике направленности, по назначению и области применения, способу крепления или коммутации.

Принцип действия микрофона основан на том, что его чувствительный элемент воспринимает давление воздуха, градиент давления (симметричный/ассиметричный) или скорость перемещения. Микрофоны оцениваются по таким параметрам, как номинальная частотная характеристика и ее равномерность, чувствительность, динамический диапазон, уровень собственных шумов, выходное сопротивление, сопротивление нагрузки на определенной (чаще – 1кГц) частоте, максимальное звуковое давление. Учитывают размер диафрагмы, влияние эффекта близости, эффекта присутствия (presence). В микрофонах, являющихся микрофонными системами, указывают частоту передатчика, частоту сэмплирования и т. д. Сочетания таких принципов и параметров по разным соображениям часто оказываются выделенными в отдельную группу, многие разделения весьма условны, например, профессиональные и потребительские микрофоны. По дизайну и назначению

206

микрофоны бывают ручные, подвесные, головные, инструментальные, настольные, накамерные, «пушки», петличные, эфирные, репортерские, студийные, сценические, конференц-микрофоны, и т.д. Конечно, все они различаются и по цене.

Audio Technica ATR-97 (ATR97) микрофон граничного слоя (pzm)

Наибольшее применение в профессиональной сфере находят динамические и конденсаторные микрофоны. Многие типы микрофонов – уже история, можно встретить такие названия, как электретные, транзисторные, ленточные, пьезоэлектрические PZM-микрофоны (граничного слоя), ламповые, лавалье, поверхностные, стерео, бинауральные и множество других. Что-то в этих названиях, безусловно, связано с маркетингом, однако, если игнорировать маркетинговую классификацию совсем – можно запутаться окончательно.

Устройство микрофонов: а - угольного; б - электромагнитного; в - электродинамического; г - ленточного; д - конденсаторного; е – пьезоэлектрического

Транзисторные микрофоны почти не применяются. В них мембрана воздейсвует на острие-эмитер и сопротивление перехода полупроводникового триода. Они сравнительно чувствительны, но нестабильны и частотная характеристика их неравномерна.

Пьезоэлектрические микрофоны получили ограниченное распространение. Они основаны на пьезоэлектрическом эффекте: вследствие воздействия переменного звукового давления, на обкладках деформируемого пьезоэлектрика возникает переменное напряжение, представляющее собой выходной сигнал такого микрофона. Ограничения применения связаны с усталостью пьезоэлектрических материалов и т.д.

Порошковые (угольные) микрофоны – самые старые, это они со времен Бэлла и до недавнего времени использовались в телефонии. Действие основано на изменении сопротивления угольного порошка от изменения звукового давления.

BLUE Woodpecker – ленточный микрофон

207

Ленточные микрофоны – наиболее ранние коммерческие микрофоны, отличающиеся большой чувствительностью. Они применяются до сих пор и являются разновидностью электродинамических микрофонов. Лента может быть повреждена воздухом при перемещении микрофона в студии. Ветрозащита связана с определенными трудностями.

Наряду с традициями и правилами использования микрофонов есть место и эксперименту. Существует множество учебных пособий по работе с микрофонами, организуются лекции и занятия. Вместе с тем часто слышны высказывания о том, что способы подзвучивания не описаны в уголовном законодательстве, нет строгих правил, поэтому руководствуйтесь, мол, собственным вкусом и приобретайте свой опыт. Что подходит больше и в каких пропорциях – решать вам.

Микрофоны – это не только инструменты, но и приборы, существуют параметры их стандартизации/классификации и разнообразные регулирующие рекомендации: ANSI, IEC, ГОСТ, AES и EBU.

Shure SM58 – классический динамический микрофон

Динамический микрофон имеет динамическую головку, подобную динамику громкоговорителя. Это заметно, когда ди-джеи, обходясь без микрофона, переключают наушники в микрофонное гнездо микшера, чтобы представиться или попрощаться. Динамические микрофоны – самые распространенные виды микрофонов, если не считать сотовые телефоны и другие портативные цифровые устройства. По сравнению с другими типами микрофонов, большинство динамических отличаются прочностью, они отлично подходят для работы на сцене. Диафрагма динамического микрофона связана

скатушкой, находящейся в поле постоянного магнита. Осевые колебания воздуха перемещают диафрагму с катушкой относительно магнита, что приводит к наведению в обмотке переменного электрического потенциала с напряжением и частотой, пропорциональными звуковому давлению и частоте, воздействующими на диафрагму. Масса и инерция диафрагмы, связанной

скатушкой, довольно велики. Динамические микрофоны не отличаются чувствительностью в сравнении с конденсаторными, но могут работать при гораздо больших уровнях звукового давления без перегрузки.

ECM-DS30P – электретный микрофон

208

Мембрана или диафрагма конденсаторного микрофона более легкая и является одновременно обкладкой конденсатора. Второй обкладкой служит так называемая задняя пластина, она же обычно более тяжелая. Конденсатор включен последовательно в цепь с постоянным питанием, диафрагма под воздействием звуковых волн колеблется, обеспечивая пропорциональное изменение емкости, и, как следствие, преобразует постоянное напряжение питания в переменное. Конденсаторные микрофоны всегда имеют согласующий усилитель между входом нагрузки и выходом конденсаторного электроакустического преобразователя.

Neumann U 87 Ai классический конденсаторный микрофон

Микрофонные предусилители обычно выполняются на твердотельных транзисторах, но ламповые предусилители получают все большее распространение, и цена на некоторые из них снижается. «Ламповый микрофон» в данном случае абсолютно маркетинговое название, потому что лампа, как правило, используется лишь в утепляющем контуре и питается пониженным напряжением. Большинство современных конденсаторных микрофонов рассчитаны на фантомное питание напряжением 48 В от специализированного источника либо с микшерного пульта со встроенным отключаемым фантомным питанием. Профессиональные видеокамеры, репортерские рекордеры и компьютерные аудиоинтерфейсы также имеют источники фантомного питания для использования конденсаторных микрофонов при видеосъемке, репортажной записи или компьютерной звукозаписи.

Berliner U77 – ламповый микрофон

Любительские устройства для подкастинга нередко также предоставляют фантомное питание для конденсаторных микрофонов. Последние мало подходят для работы с источниками с большим звуковым давлением. Среди конденсаторных микрофонов различают микрофоны с маленькой и большой мембранами. Микрофоны с большой диафрагмой предназначены для студий. Распространенное заблуждение заключается в том, что конденсаторные микрофоны с большой мембраной воспринимают больше низа. Это не так. Они звучат теплее, их легче перегрузить. Однако на деле конденсаторные микрофоны с маленькой диафрагмой передают лучше все, включая бас. Это оптимальный выбор, если вы хотите получить хорошую подзвучку с быстрым откликом в широком диапазоне частот. Такие микрофоны – естественный выбор при подзвучивании струнных и концертной записи. Конденсаторные

209

микрофоны больше динамических подходят для оверхедов и записи железа. При записи вокала в конденсаторный микрофон обязательно наличие экрана для защиты от задувания, бубнения, взрывных/шипящих согласных и т.п.

AKG C 414 B-XL II – конденсаторный микрофон с большой диафраг-

мой

Частным случаем конденсаторных микрофонов, не требующих фантомного питания либо использующих пониженное напряжение питания, являются электретные микрофоны. В них пластины конденсатора (задняя пластина или мембрана) сделаны из материалов, способных постоянно держать заряд. Имеющийся в электретных микрофонах источник питает только согласующий усилитель, необходимый в любом конденсаторном микрофоне. Батарейка в проводном микрофоне как раз и является одним из второстепенных признаков электретного микрофона. Преимущество электретных микрофонов перед динамическими – высокая чувствительность при достаточной мобильности, благодаря возможности обходиться без 48 В фантомного питания.

Neumann KM 184 конденсаторный микрофон с малой диафрагмой

Пространственная характеристика микрофонов делит их на направленные и ненаправленные. Направленностью называют значительные изменения чувствительности микрофона при смещении источника относительно оси, вдоль которой происходят наибольшие перемещения диафрагмы (колебания имеют наибольшую амплитуду). Ненаправленный микрофон имеет равномерную (круговую) характеристику чувствительности. Равномерную кривую направленности со значительным спадом в задней полусфере, вдоль оси, перпендикулярной к мембране называют «кардиоидной» (cardio – сердце).

Для описания такого вида характеристики у односторонне направленных микрофонов используется параметр «перепад чувствительности фронт/тыл». Если такая диаграмма вытянута вдоль акустической оси (перпендикулярной к диафрагме), а перепад

Кардиоида

чувствительности больше, чем у кардиоидного микрофона, мы говорим о суперкардиоиде. В случае резкого уменьшения чувствительности микрофона при отклонении от акустической оси, мы говорим о гиперкардиоиде и остронаправленном микрофоне. Существуют также двусторонне направленные микрофоны с характеристикой чувствительности в виде 3D-восьмерки,

210