Akustika_muzykalnykh_instrumentov_Vzglyad_zvukovx

Акустика музыкальных инструментов. Взгляд звукорежиссера. Петр Кондрашин.
В учебной программе вузовской дисциплины «Музыкальная звукорежиссура», по которой занимаются студентызвукорежиссеры, есть раздел «Расстановка ближних микрофонов для записи музыкальных инструментов и человеческого
голоса».
Для того чтобы ближний микрофон передал яркий, выразительный сигнал музыкального инструмента, его располагают около
инструмента в определенных местах. От правильно выбранного места установки микрофона зависит в итоге качество
производимой записи. Если микрофон стоял неправильно, коррекцией можно потом поправить звук только в очень малой
степени. Место установки микрофона выбирается в зависимости от множества причин. Учитываются и характеристики
микрофона, и особенности помещения, где происходит запись, и требующийся звукорежиссеру звуковой план.
Однако наибольшее значение имеют акустические особенности самих музыкальных инструментов. Поэтому акустика
музыкальных инструментов и составляет основу читаемого курса. Многое в нем дублирует сведения таких предметов, как
«Инструментоведение» и «Музыкальная акустика». Однако у звукорежиссеров свой взгляд на музыкальные инструменты. Для
них музыкальный инструмент - это прежде всего источник звука, под - лежащий звукозаписи или звукоусилению, и
звукорежиссеры оценивают его на свой довольно специфический слух. Поэтому, кроме традиционных параметров, по
которым оцениваются особенности инструментов, потребовалось введение новых параметров, которые музыкантами не
изучаются. Такие традиционные акустические параметры, как диапазон частот, акустический уровень, динамический
диапазон, требуют в данном случае расширенного рассмотрения, так как традиционная музыкальная акустика
ограничивается лишь констатацией их численных значений. Звукорежиссеру же надо знать, как эти цифры отражаются на
прозрачности, балансе, тембре звукового материала. Без этого невозможна оперативная и качественная работа
звукорежиссера.
Вот краткое описание этой части учебной программы, где жирным шрифтом выделе - но то новое, что вносят
звукорежиссерские реалии в традиционное содержание дисциплины:
• частотный диапазон основных тонов, обертонов и сопутствующих шумов музыкальных инструментов и человеческого
голоса;
• сохранение и преобразование тембра музыкального инструмента в звукозаписи. Влияние частотных корректоров
различных типов на преобразование тембра инструмента;
• громкость инструмента и его динамический диапазон;
• временные характеристики атаки и затухания звука, их влияние на прозрачность звучания;
• частотные характеристики формант;
• характеристика направленности излучения звука у музыкального инструмента на разных частотах;
• характер сопутствующих шумов;
• особенности настройки музыкального инструмента и сохранности его строя в процессе записи;
оптимум реверберации;
• выбор типа микрофона и места его установки в ближней зоне.
На изучение этого раздела программа отводит целый семестр, в течение которого студенты должны изучить особенности и
варианты расстановки микрофонов применительно к каждому инструменту. В журнальной статье всю тематику этого
раздела программы, конечно, не охватить, упомяну лишь о наиболее ярких примерах. Я не буду касаться также темы выбора
типа микрофона и его установки, это уже описывалось в моих статьях ранее.
Какие выводы должен сделать звукорежиссер из данных, известных по учебникам акустики?
Прежде всего, нельзя допускать избыточности при микрофонном звукосъеме. Известно, например, что в человеческом голосе
обертоновые составляющие довольно резко убывают после 5 кГц. Поэтому применять для диктора широкополосный
конденсаторный микрофон, да еще с подъемом на высоких частотах (что может быть полезно для музыкальных
инструментов или при установке микрофона далеко от источников), бессмысленно, такой микрофон подчеркнет всю, так
сказать, физиологическую составляющую человеческой речи: вдохи, чмоканья, смыкание и размыкание губ, сипение,
сопутствующее фонемам, и т.д.
Примерно такая же ситуация возникает при записи близкой скрипки, только полоса полезного сигнала там выше - около 10
кГц. Все что выше - это призвуки, «шипение» канифоли, звук прикосновения пальцев, переходных процессов при смене
смычка. Это не означает, естественно, что надо применять настроенный соответствующим образом обрезной фильтр, но
быть готовым к появлению нежелательных призвуков следует. Звукорежиссер решает тембровые задачи путем выбора
микрофона и места его установки (в разделе о направленности излучения описан случай некорректного снятия звука
скрипки).
С другой стороны, для создания специальных звуковых эффектов иногда можно подчеркнуть у инструмента
несвойственный ему частотный диапазон. Например, у ударного инструмента конга в зале слышен только удар по коже.
Примерно такой же звук получится, если расположить микрофон над инструментом. Если же положить на пол под конгу
микрофон граничного слоя, мы получим необычно глубокий, можно сказать, волнующий звук резонанса корпуса этого
замечательного инструмента. Или еще пример преобразования тембра: из раструба деревянных духовых инструментов
излучаются частоты выше 5.8 кГц. Уровень этой части частотного диапазона относительно невелик, к тому же эти частоты
попадают к слушателю в виде отражений (у гобоя и кларнета - от по - ла, у флейты - от стены, у фагота - от потолка).
А если мы расположим микрофон прямо у раструба гобоя, то получим тембр, похожий скорее на звук на - родной жалейки,
фагот поразит «гусиным» трескучим тембром. Такой звук шокирует классических музыкантов, но для создания звукового
образа в кино этот способ может понадобиться.
Одной из основных задач звукорежиссера можно считать формирование красивого, естественного и комфортного звучания.
Но хорошо известно, насколько по-другому человеческое ухо воспринимает звуковой сигнал, чем поставленный в ту же
точку микрофон. Этим занимается психоакустика. Звукорежиссеру приходится не просто «снимать» звук микрофоном, но и
определенным образом его преобразовывать, чтобы компенсировать несоответствие восприятия. Тут речь идет и о
реверберационном украшении сигнала, о расположении его в виртуальном пространстве стереобазы или surround-системы.
В том числе у звукорежиссера иногда возникает потребность изменить или преобразовать тембр, улучшить качество
звучания инструмента или приспособить его к особенностям других компонентов фонограммы. И тут надо хорошо
представлять себе, как звук того или иного инструмента поддается коррекции, в каких случаях выгоднее использовать
корректор определенного типа.
Прежде всего надо иметь в виду, что лучше всего поддаются коррекции инструменты с широким спектром обертонов. Так,
например, хорошо корректируются струнные, клавесин, барабаны, тарелки. Очень плохо поддается коррекции рояль.
Как известно, существует три вида коррекции (под термином «частотный корректор» имеются в виду как аппаратные
приборы, так и их компьютерные аналоги).
Первый вид коррекции мы условно назовем «выравнивающей». Это те самые регуляторы НЧ и ВЧ, которые есть на каждом
усилителе и комбике. Ими можно лишь корректировать общую «тональность» фонограммы. Для преобразования
индивидуальных сигналов они малопригодны, так как регулируют лишь края звукового диапазона, в основном подчеркивая
или скрадывая сопутствующие шумы.
Второй вид коррекции - шельфовый. Он позволяет менять точку на частотной шкале, с которой начинается подъем или спад
характеристики. При некоторой ловкости таким корректором можно довольно заметно приукрасить сигнал, хотя бы прибрав
«мешающие» частоты. Несколько раз мне удавалось таким корректором исправлять баланс в готовой фонограмме, в миксе
которой было мало оркестра и много сольного голоса. Прибавляя частоты ниже 300...400 Гц, удавалось, не исказив тембра
голоса, более или менее сравнять сольную партию и аккомпанемент.
Третий вид коррекции - параметрический, с помощью которого можно выделять или вырезать полосы частот во всем
частотном диапазоне с изменяемой добротностью (Q) от 1/12 октавы (полутон) до 2.4 октав.
Вот таким прибором можно делать с тембром подлинные чудеса. Параметрический корректор позволяет довольно точно
регулировать формантные неравномерности частотного спектра инструмента. Я не раз применял его для изменения тембра
клавесина при исполнении повторного проведения музыкального «колена», т.е. удавалось несколько компенсировать
тембровое однообразие инструмента. При записи детских сказок можно преображать голоса актеров, исполняющих роли
характерных персонажей типа говорящих предметов (вспомните реплики Буратино из кувшина в харчевне «Трех песка рей») и пр.
При записи классики коррекция применяется достаточно редко. Вот при многодорожечной эстрадной записи ее применение
очень популярно. Звукорежиссеры прекрасно знают, как с ее помощью делается «шелестящая» двенадцатиструнка, как
выделяется удар, придающий большому барабану конкретность в фонограмме, как инструменты партитуры «разносятся» по
разным участкам частотного диапазона.
Напомню, что эти показатели не связаны. При гром - кости паровозного гудка в 120 дБ его динамический диапазон равен
нулю децибел. И наоборот, кларнет, который может играть низкие ноты на уровне шумов зала, имеет динамический
диапазон больше 50 дБ.
Собственно, громкость отдельного инструмента сама по себе звукорежиссеру особых беспокойств не доставляет. Ее
приходится принимать во внимание только при записи очень громких или очень тихих сигналов. К громким относятся,
например, барабанная установка, медные инструменты, играющие прямо в микрофон, громкое пение в сверхблизком плане.
К тихим - инструменты типа клавикордов, акустической гитары, лютни, запись далекого голоса или, скажем, шума леса,
пения птиц. В моей практике, впрочем, был случай настолько тихой игры на рояле, что проявилось неубираемое
«шарканье» поднимающихся демпферов при работе правой педали... Звукорежиссеру нетрудно подавить излишне громкий
сигнал - для этого на пульте и на многих конденсаторных микрофонах есть входной аттенюатор и можно ввести затухание.
Надо только помнить, что некоторые микрофоны имеют небольшой запас по звуковому давлению, поэтому во избежание
нелинейных искажений такие приборы не следует ставить внутрь большого барабана или перед солирующей трубой.
Несколько труднее справляться с записью тихих источников. Тут два решения.
Первое - можно применять микрофоны с большой чувствительностью (есть модели, где она достигает 50 мВ/Па). В
некоторых случаях приходится использовать направленные микрофоны типа пушки, несмотря на их почти всегда
искаженную частотную характеристику. При записи пения птиц на природе часто применяют микрофоны с
параболическими отражателями, похожи - ми на телевизионные «тарелки».
Второе - в качестве микрофонного усилителя приходится применять приборы с большим усилением - обычного пульта может
не хватить. Обычный микрофонный усилитель имеет усиление 50-60 дБ, но микрофонный усилитель-процессор TC Electronic
Gold Channel усиливает сигнал на 82 дБ!
Проблемы начинаются, когда звукорежиссеру приходится иметь дело с одновременной записью акустически
несбалансированного ансамбля, в который входят инструменты с разной громкостью. Тогда в ход идут раз - личные ширмы,
акустические щиты, звукорежиссер использует направленность инструментов. Я помню, например, как ВБ. Бабушкин
рассаживал для записи биг-бенд Вадима Людвиковского. Духовые сидели слева от дирижера в три ряда. Впереди - трубы, за
ними тромбоны, последними саксофоны - то есть прямо противоположно концертной рассадке. Перед каждым рядом
медных инструментов стояло по два микрофона, перед саксофонами - три (у баритон-саксофона был свой). Справа за
щитами находились рояль и ударная установка. В самом углу студии, позади всех, за акустическими щитами играл
контрабасист (на него ставили тогда еще сохранившийся Neumann U47). Это было время, когда многодорожечной записи
еще не существовало и оркестры писали синхронно. Сейчас это звучит странно, но и наушниками тогда не пользовались!
Большие проблемы доставляет разный динамический диапазон инструментов, играющих в ансамбле. Конечно, соблюдать
баланс при всех нюансах - это дело дирижера или самих ансамблистов. Но очень часто встречаются ансамбли инструментов
с разным динамическим диапазоном и динамическими возможностями, когда и музыканты бессильны. И звукорежиссеру
приходится проявлять большую изобретательность, чтобы сохранить, а зачастую создать заново баланс такого ансамбля.
Например, Соната для виолончели и фортепиано Рахманинова доставила немало проблем мне и многим моим коллегам:
даже самый выдающийся виолончелист с трудом соревнуется с мощной, роскошной рахманиновской фактурой
фортепианной партии.
Часто звукорежиссеру приходится не уменьшать, а увеличивать динамический диапазон. Например, в партии гитары часто
приходится выделять риффы, которые звучат одним уровнем с «чесом». Или прибирать выдержанные педали у бэк-вокала.
Но часто просто «двинуть ручку» или поднять фрагмент звуковой дорожки тут недостаточно. Порой проблемы баланса лежат
не в «количестве» инструмента в миксе, а в его «качестве», то есть тембровой окраске и панорамировании. Маскирование
источников звука имеет свои закономерности. Задача звукорежиссера - владеть этими законами как инструментом, при
помощи которого он может или объединить инструменты (сблизив их спектры и расположение в стереобазе), или добиться
большей прозрачности при помощи распределения инструментов в разных областях спектра и при помощи бинаурального
демаскирования, которое в звукорежиссерской профессии представлено тонким и умелым панорамированием источников
звука.
Кроме того, существует эффект изменения тембра в зависимости от громкости исполнения. Самый яркий пример в этом
роде - валторна. При игреppp ее частотный диапазон простирается всего до 3 кГц, то есть сигнал почти синусоидальный, а
при игре f - до 7 кГц. Звук пианиссимо, взятый на рояле, сразу начинает плавно затухать, практически не меняя тембра. Та
же нота, сыгранная очень громко, поначалу звучит довольно резко, за - тем «глохнет» в течение первых сотен миллисекунд и
потом плавно затухает, уже не меняя тембра. Не гром - кость воспроизведения, а именно тембровая составляющая
определяет исполняемый нюанс музыки. Недаром неумелые попытки звукорежиссера «украсить» исполнение, регулируя
только уровень, приводит к ощущению, что внутри аппаратуры сидит некое привидение, самостоятельно управляющее
ручкой громкости!
К слову, обработка сигналов инструментов, исполняющих тяжелый рок, в основном состоит в насыщении их продуктами
нелинейного усиления (distortion, fuzz, магнитофонная или ламповая компрессия и т.п.). Тогда музы - ка звучит насыщенно и
агрессивно при любой громкости.
Конечно, большую помощь для упорядочения динамического диапазона оказывает компрессор. Сейчас есть много
приличных приборов, как аппаратных, так и программных, которые поднимают низкие уровни и довольно незаметно
убирают кульминации. Но главный инструмент, конечно, - уши звукорежиссера, контроль звучания, взаимодействие с
исполнителем.
Временные параметры звука инструментов
От временных характеристик зависит прозрачность, выделяемость инструмента на фоне других. Чем короче атака
инструмента, тем в большинстве случаев он будет более ясен в фактуре. Например, очень хорошо выделяются на фоне
оркестра ударные (1...10 мс), клавесин (10...20 мс), арфа и рояль (10.30 мс). А фактура органа с его 500 мс на низких нотах
на фоне оркестра прослушивается плохо (речь идет не о громкости звучания органа, а о различимости всех деталей
фактуры его партии - прим. ред.). Недаром в литературе много произведений, где орган в ансамбле с симфоническим
оркестром лишь усиливает гармонию, особенно в басовом регистре, придавая звучанию некую грандиозность. Как известно,
орган звучит очень «басовито» - это единственный из акустических инструментов, в котором первая гармоника в низком
регистре преобладает. Как примеры такого применения органа можно привести «Прометей» Александра Скрябина или «Так
говорил Заратустра» Рихарда Штрауса.
Говоря о влиянии атаки на восприятие громкости инструмента, можно еще упомянуть, что выдержанные, длительно
звучащие ноты всегда кажутся более громкими, чем сыгранные той же громкостью короткие. Это - проявление
физиологического свойства слуха воспринимать более короткие звуки как более тихие. При ансамблевой игре музыканты
обычно сами филируют звучание своих инструментов, не допуская, чтобы выдержанный тон «гудел» громче остальных. А на
инструментах со стационарным сигналом (орган, баян, волынка и т.п.) этот эффект может проявиться очень коварно. Дело в
том, что одна-единственная выдержанная нота может подавить остальные подвижные голоса!
Из сказанного вытекает, что надо осторожно применять ближние микрофоны с инструментами, имеющими короткую атаку.
Они и так хорошо выделяются, а индивидуальный микрофон может настолько приблизить их звучание, что они окажутся
впереди всего оркестра. В некоторых записях тарелка, находясь вполне в балансе, по плану «шлепает» прямо перед всем
оркестром из-за слишком близко поставленного микрофона. В то же время перед инструментами с «вялой» атакой надо
всегда стараться установить микрофон, чтобы их выделить в балансе. К таковым относятся практически все басовые
инструменты (контрабасы, валторны, виолончели).
Следующий параметр - формантная неравномерность частотного спектра.
Речь идет о наиболее характерных, то есть свойственных только конкретному инструменту формантах. Знание этих цифр
(они приведены во всех работах по музыкальной акустике) помогает с помощью эквалайзера выделить, приблизить
инструмент, сделать его тембр выпуклее. Общеизвестен в этом смысле так называемый «фильтр присутствия» (Presence),
поднимающий область частот от двух до четырех килогерц и делающий человеческий голос более звонким, выделяющимся.
Надо только избегать подъема одной и той же области частот на разных инструментах. Это может привести к резкому и
невыразительному «граммофонному» звучанию фонограммы.
В то же время звукорежиссеру часто приходится подавлять формантные области в частотном спектре инструмента
(особенно у нижних формант), чтобы сделать тембр более легким и воздушным. Так, убрав на несколько децибел область
частот в районе 350..450 Гц у рояля, мы можем скомпенсировать некоторую глуховатость инструмента, особенно если он не
лучшего качества. Известны также рекомендации подавления низкой середины у электрогитар и бас-гитар. Вырезав узкую
полосу частот в районе одного килогерца в сигнале малого барабана, мы избавимся от излишней тональной окраски
инструмента и подчеркнем его шумовую составляющую. У контрабаса есть опасная частота 70 Гц - это резонансная частота
корпуса инструмента. Если ее не учитывать, можно получить совершенно неприемлемое звучание инструмента, когда ноты
играются разные, но одна «выстреливает» намного громче других и тем самым ломает как мелодическую линию баса, так и
фактуру ритма, смещая акценты.
Шестой параметр - направленность излучения инструмента.
Эта особенность музыкальных инструментов изучается в курсе музыкальной акустики. Но когда звукорежиссер ставит
микрофон вблизи инструмента, он должен помнить, что максимум излучения инструмента не обязательно совпадает с
наиболее художественно ценным звуком. Все акустические инструменты (в том числе оперный вокал) создавались для
исполнения в больших залах. Им всем свойствен, так сказать, запас качества. Этот избыток высоких формант в зале почти
не реверберируется и быстро гаснет, лишь позволяя инструменту или голосу выделиться на фоне аккомпанемента.
Слушатель этой избыточной резкости не воспринимает. В то же время, находясь в непосредственной близости от та - кого
источника звука, мы услышим звук излишне яркий, чрезмерно громкий и агрессивный. Если кому-нибудь приходилось
слышать хорошего оперного вокалиста в небольшом помещении, когда у слушателя попросту закладывает уши, поймут, что я
имею в виду Ставя вблизи таких источников сигнала микрофон, мы попадаем в зону некорректного снятия звука.
Высокочастотные компоненты звука в этом случае оказываются на первом плане, придавая звуку неестественную резкость
и жесткость. К тому же такой сигнал плохо сочетается с более мягким звучанием общих микрофонов.
У скрипки, например, верхняя дека действительно излучает наиболее полный спектр сигнала, но микрофон, поставленный
прямо над ней, даст жесткий, скрипучий звук, имеющий мало сходства с тем мягким и певучим, которого добиваются
музыканты. Так можно писать только скрипку в жанре «фолк» (в англоязычной музыкальной литературе, чтобы
подчеркнуть эту разницу, пользуются разными терминами: классическая скрипка называется violin, а народная - fiddle прим. ред).
В нормальных условиях мы слышим звук валторны отраженным от стен помещения. Если же направить микрофон прямо в
ее раструб, мы получим звук, очень напоминающий тромбон. Этот прием (как и описанные выше случаи в разделе про
частотный диапазон) можно с успехом использовать для трансформации тембра инструмента. Как тут не вспомнить тему
крестоносцев в фильме «Александр Невский», где валторна была записана с намеренными искажениями.
Поэтому для того, чтобы воспроизвести красоту звука, который воспринимают слушатели в зале, приходится искать место
установки ближнего микрофона несколько в стороне от максимума излучения, чтобы погасить излишнюю долю яркости.
Известно также, насколько места установки микрофона для ударных инструментов, в частности на хай-хете, тарелках,
малом барабане, меняют характер звучания. Звук, полученный с микрофона, установленного ближе к чашке тарелки, будет
более «колокольный», узкополосный, а звук микрофона, поставленного ближе к ее краю, где находится область
широкополосных колебаний, вплоть до самых низких (частотный диапазон свободно подвешенной тарелки 30.18000 Гц),
даст наиболее богатый и равномерный спектр сигнала. Впрочем, сигнал тарелок почти всегда частотно обрабатывается в
зависимости от потребности фонограммы.
Немного коснусь проблемы звукоусиления. Звукоусилительный аппарат неизбежно вносит частотные искажения в
подаваемый в него сигнал. Поэтому, проводя аналогию с «запасом качества» акустических инструментов, можно сказать, что
и в случае снятия звука для его усиления надо обеспечить этот запас. Микрофоны в этом случае ставятся в места наиболее
высокочастотного излучения, иначе звук в зале окажется вялым и его придется подвергать излишней коррекции. Прямо в
раструб смотрят микрофоны саксофона, медных инструментов, разве что для кларнета делают специальную «спарку»,
микрофоны которой располагаются над отверстиями инструмента.
(Продолжение следует...)