第三章：立体声拾音技术

第三章立体声拾音技术双声道立体声是以两个通路记录与再现声场的录音和重放方法。为了利用传声器拾取高保真的声音信号，人们创立了许多立体声拾音制式，这些拾音制式大都是根据人耳的双耳听觉效应原理，并结合人们各自的美学观点和不同类型音乐的音响，经过反复实践逐步形成的。但是从技术原理上来讲，目前使用的立体声拾音技术都是根据人耳对声源定位的基本因素：声级差、时间差创立起来的。在各种拾音技术中，传声器或者拾取具有声级差的声源信号，或者拾取具有时间差的声源信号，或者拾取既有声级差，又有时间差的声源信号，来获得立体声效果。因此，立体声拾音技术也常以这三种工作原理来分类。应该说，所有这些拾音制式都各有优点和缺点，不存在一种十全十美的拾音制式，每种拾音制式都有其最适合的场合，即不同的录音场地，不同的音乐节目形式都有其最适合的拾音制式。为了录制好不同形式的音乐节目，录音师应当全面了解和熟悉这些拾音制式，在大量的实践中加以总结，才能在复杂的录音工作中，选择正确的拾音制式，设计最佳的录音，获得最佳的录音效果。在具体分析立体声拾音技术之前，首先需要的是立体声拾音时的有效拾音角（有时也称为覆盖角或录音角），也可以称为有效拾音区域。第一节立体声拾音的有效拾音角图3-1  有效拾音角适合于5个声源的宽度图3-2  有效拾音角小于5个声源的宽度立体声拾音的有效拾音角即重放听音时最大声像角所对应的拾音时的声源方位角，也就是传声器对将声源均匀再现于扬声器间的拾音角度。由于每种拾音技术中传声器之间的轴向夹角和距离等设置的不同，它们的有效拾音角也各不相同。在选择拾音方式和设置传声器时，其有效拾音角要适合于声源的宽度，即使声源的宽度尽可能接近从传声器对到声源俯视所得到的有效拾音角，如图3-1所示。在图3-2中，有效拾音角太小，声源被设置在有效拾音角以外，在这种情况下，声源重放再现于两扬声器时，将造成立体声声像的失真。第二节声级差定位的拾音技术一．声级差定位的拾音技术声级差定位的拾音技术是由两只传声器组成的，两只传声器分别面向声源，一只传声器置于另一只传声器上，使两只传声器的膜片在垂直的轴线上尽量重合，传声的轴向夹角彼此张开一定的角度θ。声源到达两传声器没有时间差，只有两传声器主轴指向和传声器指向性而产生的声级差立体声信息，因此这种方式称为声级差定位的拾音技术。声级差定位的拾音技术主要有XY和MS两种拾音制式。在时间差定位的拾音技术中，假设所选择的传声器为心形指向性，当声源置于两传声器的垂直平分线上时，两只传声器将拾取同样的声级，左右声道之间的声级差为零，重放听音时，声像将恰好位于两扬声器连线的中点。如果将声源沿着圆弧向右移动，则两传声器之间的声级差将逐渐增加，声像也将相应的逐渐向右边扬声器移动。当两只传声器拾取到的声级差达到15dB左右时，如图3-3所示，声源到达S1处时，则声像S1’将感觉来自右边扬声器，因此，S1的位置便确定为最外部的拾音点，即传声器对的有效拾音角。当声源超过S1，沿着圆弧继续向右移动时，声像仍将固定在右扬声器处。图3-3  声级差定位的拾音技术如果声源在S1处保持不变，减小两传声器彼此间的轴向夹角（如图3-4），则两只传声器拾取的声级差将随之减小，声源的声像将向立体声声像的中心移动。为了使两只传声器之间再次获得15dB的声级差，声像感觉来自右扬声器，声源必须超过S1（到达S2）。因此传声器对的有效拾音角将随着两传声器间轴向夹角的减小而增大。图3-4  减小两传声器间轴向夹角θ，提高传声器对的有效拾音角传声器对轴向夹角的选择是有一定的限度的，否则将影响到声源再现时立体声声像的平衡。对于心形指向性传声器，传声器的轴向夹角的范围应为80°～130°。如果传声器的轴向夹角大于130°，如图3-5所示，位于中间的声源将处在每个心形指向性传声器的拾音角度之外，造成声源在声场中直达声/混响声比率的下降，听音时能够明显感觉到这3dB左右的衰减，声像将缺乏现场感，感觉处在较远的地方。图3-5  传声器对的轴向夹角大于130°,θ=150°如果传声器对的轴向指向夹角小于80°，则传声器对的有效拾音夹角将大于180°，则两侧位于心形指向性传声器拾音角以外的声源将被衰减。如图3-6所示:图3-6  传声器对的轴向夹角小于80°，θ=60°二．XY拾音制式XY拾音制式是将两只传声器彼此重叠设置，使两只传声器的膜片在垂直的轴线上尽量靠近，彼此张开一定的角度，所采用的两只传声器必须严格匹配、统一。主轴指向左边的传声器称为X传声器，所拾取的信号作为立体声的左声道；主轴指向右边的传声器称为Y传声器，所拾取的信号作为立体声的右声道，重放时，X、Y传声器拾取的信号分别送入左、右扬声器。图3-7  XY拾音制式θ=90°；α=170°XY拾音制式通常采用心形指向性的传声器，两传声器轴向夹角θ可选择的范围为80°～130°，相应的有效拾音角为180°～130°。在实际的应用中，传声器的轴向夹角常选用90°和120°，各自的有效拾音角为170°和140°。3-1轴向指向角θ有效拾音角α80°               180°       90°               170°       100°              160°      110°              150°       120°              140°      130°              130°XY拾音制式由于两只传声器的膜片是重合在一起的，所以缺少了时间差的立体声信息，声音信号的成分同实际的双耳听音相比较，除了在不同方向传声器频率响应的不同以外，相对单调，缺乏变化。从重放听音的效果来看，声音缺乏层次感、空间感和深度感。但是从另一方面讲，其立体声的声像定位是比较清晰和稳定的，具有相当宽的有效拾音角，可以使传声器在较近的距离拾取声源，而不会出现声像飘移，过于集中于两边扬声器上的效果。并且由于左右声道间基本上不存在时间差，所以其单声道重放的兼容性是非常好的。在XY拾音制式中，有一种特殊的形式，它是由两只8字形传声器组成，传声器之间的轴向夹角为90°。采用这种方式拾音时，如果一个声源沿着圆弧移动时，两只传声器拾取的能量之和是完全相等的，如图3-9所示。因此当对拾取的声源重放听音时，能够获得具有稳定电平的声像。图3-8  采用8字形传声器的XY拾音制式由于8字形传声器正、负波瓣的极性是相反的，所以在传声器周围存在反相问题，从图中可以看出：1．当声源从315°向45°移动时，声源被两只传声器的正瓣拾取，极性相同，重放听音时，声像由左向右移动。2．当声源从45°向135°移动时，声源被两只传声器反相拾取（正、负波瓣），声像无法定位（声影区）。3．当声源从135°向225°移动时，声源被两传声器的负瓣拾取，极性相同，重放听音时，声像由左向右移动（同声源的移动方向相反）。4．当声源从225°向315°移动时，声源被两只传声器反相拾取（负、正波瓣），声像无法定位（声影区）。由上可见，在这种拾音方式中，传声器前后各自90°的范围内为拾音区，两传声器拾取的信号极性相同，但是后方的声像定位与前方的定位是相反的。另外，这种拾音方式在使用时还需注意以下几个特点：1．采用这种方式拾音时，由于前后拾音区的声像定位是反向的，所以重放时，后区的声像需要反向叠加到前区的声像中。这种情况下，如果在混响较为活跃的厅堂里拾音，这种反向将使其空间感有所下降。2．由于传声器的膜片是基本重合的，所以这种拾音方式具有准确、清晰的声像定位。3．有效拾音角为70°，接近于立体声最佳听音角度，这样在重放听音时，声像的角度分布更接近于自然听音。4．由于有效拾音角相对较小，因此在录音时传声器对的设置需相对较远，如果是在混响时间较长的厅堂内录音，仅使用主传声器拾音，要录制出乐队演奏的现场感和演奏细节是较为困难的。5．使用8字形传声器时，如果减小传声器的灵敏度，将造成低频范围在200Hz以下出现失真的情况。6．因为传声器对的前后两个方向均为拾音区域，所以在实际录音时，可以充分利用其前后两个拾音区，以达到减少传声器的数量和提高舞台视觉效果的目的。7．传声器对的两侧为反相区，在该区域拾音，声像无法定位，产生一种不自然的音响，但是有时可以利用这种特性，制作某种特殊的音响效果（有时是需要这种效果的）。8．可以录制出声像在两扬声器间平稳移动的效果：若要获得这种效果，演员需在传声器对的有效拾音角内，沿着某抛物线以缓慢的速度移动，如果速度太快，将产生一种声像从一只扬声器突然跳到另一只扬声器的效果。同样，如果在有效拾音角内沿直线移动，并且移动速度比较快，则在重放听音时，声像将产生前后移动和从一只扬声器突然跳到另一只扬声器的效果。在实际录音中，要想获得满意的效果，则需要在移动的路线上作好标记，反复实验。图3-9  声源在传声器对前移动，以获得平稳的声像移动效果XY拾音制式还可以由全指向性的传声器对组成，轴向夹角一般为90°左右。这种方式看起来有些奇怪，好象是单声道录音。实际上，它仍然是立体声录音，因为全指向性传声器在高频是具有一定的指向性的，这样在拾音时便带来左右声道之间的声级差，从而获得重放时的立体声效果。这种方式的最大优点在于近距离拾音时，具有线性的低频响应，没有心形传声器的近讲效应所带来的不利影响。图3-10  采用全指向性传声器的XY拾音制式目前市场上有专门的立体声传声器，在传声器的膜盒内装有两只传声器膜片，上下排列，一个膜片为固定的（下膜片），另一个膜片可以旋转（上膜片）180°。这样同用两只传声器上下组成传声器对相比较，传声器的设置和调整就方便的多。立体声传声器USM69：上部的传声器膜片能够相对于固定的下部膜片左、右旋转90°，指向性可以选择为全指向性、次心形指向性、心形指向性、8字形指向性三．MS立体声拾音制式MS立体声拾音制式和XY拾音制式一样，为声级差式拾音方式，两只传声器的膜片同样需要上下尽可能的重合，利用两传声器之间拾取的声级差来定位。组成MS拾音制式的一只传声器M（Middle或Mono的缩写）可以采用任何一种指向性，传声器的轴向指向声源，拾取前方声源总的声音信号，即声源左右方向的和信号；另一只传声器S（Side或Stereo的缩写）则必须采用8字形指向性，传声器的轴向指向左边，与M传声器的轴向垂直，主要拾取的是两边混响成分比例较高的声音信号，即声源左右方向的差信号。图3-11  MS拾音制式需要注意的是，M和S传声器拾取的和、差信号并不能直接成为双声道立体声的左右声道信号，需要经过一个和差变换电路才能形成双声道立体声的左右声道信号。假设M传声器采用心形指向性，则和差变换为：左声道=M+S，即在传声器的极坐标指向性图中，心形传声器的波瓣加上8字形传声器的正瓣。右声道=M-S，即在传声器的极坐标指向性图中，心形传声器的波瓣加上8字形传声器的负瓣。MS信号的矩阵变换电路可以用特殊的变压器来完成（如图3-12）或直接在调音台上来进行（如图.13）。图3-12  变压器矩阵图3-13  在调音台上变换在图3-13中，M传声器拾取的信号直接被送入调音台，并将声像电位器放在中间的位置上，使和信号平均分配到左右声道；S传声器拾取的信号被分别送到两个声道，其中一路信号用声像电位器完全送到左声道，而另一路信号经过反相后被送到右声道，这样，左声道的信号为M+S，右声道的信号为M-S，即分别为双声道立体声的左、右声道信号。在实际的应用中，S信号可以在调音台上简单的进行分配，也可以用一条一进两出的“Y”形线将S信号分为两路。如果调音台上没有倒相开关，可以在“Y”形线的一个输出端利用接线将S信号倒相。立体声节目作单声道重放时，是将左右声道的信号相加。因此，当重放用MS拾音制式录制的立体声节目时，单声道的信号为（M+S）+（M-S）=2M，只剩下M传声器拾取的和信号，所以MS制式的单声道兼容性是最好的。MS拾音制式的最大优点是可以在不改变传声器设置的情况下，通过改变M传声器和S传声器的相对灵敏度，来改变其有效拾音角。最初的时候，是用一个分压器相对于M传声器来改变S传声器的灵敏度，改变其有效拾音角度；用另外一个分压器相对于M传声器在0°~180°之间来改变S传声器的相位，改变立体声声像的分布。这两个分压器有时是作为一个单独的装置，有的则作为调音台的一个组成部分。目前，只有少数的调音台上装有矩阵变换电路和分压器来控制传声器对的有效拾音角录音师经常直接在调音台或传声器的供电器上调整S传声器的输出电平。但是需要注意的是，8字形传声器输出电平的改变，也将改变整个节目的直达声和混响声的比例，并且随着S信号输出电平的提升，MS拾音制式的有效拾音角将逐渐减小。图3-14 提高S传声器的输出电平，减小传声器对的有效拾音角表3-2S、M传声器的相对电平有效拾音角α-6dB                150°       -3dB                120°       0dB                90°       +3dB                60°如果S、M传声器的相对电平超过3dB，进一步提升S传声器的输出电平，有效拾音夹角将进一步减小。但是，此时差信号相对于和信号将占主导地位，将过分的强调相位的不同，特别是混响声信号。如果S传声器的相对电平超过-6dB，进一步减小S传声器的输出电平，有效拾音角将超过150°，则两侧的声源将超出心形指向性传声器的有效拾音角130°，造成声源信号的明显衰减。无论S信号的电平为多少，声源都不能超过有效拾音角设置在一定的角度（最大包容角，即在指向性极坐标图中，从原点到M传声器与S传声器两交点所对应的夹角）以外，如图3-15，否则将产生反相问题，使音质变坏，并且将出现声像失真现象。在这种情况下S信号将占主导地位，因此除了制作特殊的效果，声源不能设置在有效拾音夹角以外。图3-15 S传声器为心形指向性时的最大包容角当采用心形指向性传声器时，拾音范围可以扩展到360°，并且由于拾音时前后的对称性，所以前后声源的声像重放于双声道立体声时，其左右关系也是一致的。图3-16 当M传声器为全指向性时的最大包容角表3-3S、M传声器的相对电平有效拾音角α-6dB               180°       -3dB               150°        0dB                110°       +3dB               70°另外，次心形或超心形指向性的传声器，通常也可以和8字形传声器组合，作为MS拾音制式的M传声器。对于双膜片传声器，可以通过对极化电压的遥控，来改变传声器的指向性，当传声器被悬挂或固定在较长的吊杆上时，调整就比较方便。MS拾音制式由于其立体声/单声道的兼容性最好，因此在立体声影视录音中经常采用。而且，在录象过程中，和信号和差信号可以分别录制到录象机的两个声道上，用M、S解调矩阵来监听。这样在后期制作时，可以根据不同的景别来调整立体声声像的宽度（通过改变S信号相对于M信号的灵敏度的比率）。第三节时间差定位的拾音技术时间差定位的拾音技术是以时间差为主的拾音方式。通常采用两只全指向性传声器，彼此间隔几十厘米，平行设置于声源的前方，声源到传声器的距离要远远大于传声器间的距离。这样可使由于两传声器间的距离而造成的声级差忽略不记。这种方式即通常所讲的小AB拾音制式的一种。当声源到达两传声器的距离相等时，两传声器拾取的信号没有延时，即时间差为零，则声像定位于两扬声器的中间，如图3-17所示的S’。当声源沿着弧线向右移动时，两传声器间的时间差Δt逐渐增加，相应的声像也逐渐向右扬声器移动。当两传声器之间的延时到达1.1ms时，如图S1处，则声像将定位到右扬声器处，因此，S1处即为要确定的有效拾音角。当声源超过该点时，则声像继续保持在右扬声器处。图3-17  时间差定位的拾音技术如果保持S1的位置不变，减小两传声器的间距，则到达两传声器的时间差将减小，声像感觉向中间移动，声源必须超过S1（到达S2），才能再次获得1.1ms的延时，声像再次感觉定位于右扬声器，因此，减小两传声器之间的间距将增大有效拾音角。图3-18 减小两传声器之间的间距，增大有效拾音角表3-4传声器间距有效拾音角α50cm             130°       45cm             140°    40cm             150°       35cm             160°       30cm             170°       25cm             180°采用这种方式拾音两传声器之间的间隔不能超过一定的限度而明显的增加或减小，否则将破坏重放时立体声声像的平衡。一般情况下，其间距应为25~50cm，其相应的有效拾音角大致为80°~130°。如果传声器间距小于25cm，有效拾音角将超过180°，容易造成立体声声像太窄，没有充分的两侧定位，缺乏宽度。如果传声器间距大于50cm，则容易出现中间空洞现象，声像过分集中于两侧的扬声器。图3-19   采用全指向传声器的AB拾音制式例如，两传声器间距为25cm，有效拾音夹角为180°这种方式采用的是两只完全匹配的全指向传声器，在混响适中的环境采用这种方法拾音，可以获得良好的空间感和丰满的音响效果。种方式拾音的缺点是声像定位差，只有在声源的瞬态上才有可能获得比较精确的声像定位，因此近处的声源往往定位清晰。对于持续的长音或距离较远的声源，则容易感觉到随着声源频谱的变化，声像的位置有漂移的现象。由于有效拾音角相对较大，所以拾音距离相对要小一些。如果传声器设置的距离声源较近（几十厘米左右），则重放的立体声声像比较突出，有较强的现场感(Zoomeffect）。另外，由于传声器的膜片间有一定的间隔，所以信号到达两传声器存在一定的时间差，特别是对于中高频的信号，在一定的角度上将产生相位抵消。这样，当左右声道的信号叠加做单声道重放时，信号电平将部分衰减，即产生梳状滤波器效应，如图3-20图3-20  梳状滤波器效应第四节时间差和声级差定位的拾音技术时间差和声级差定位的拾音技术是指以时间差和声级差共同作用对声源进行定位的拾音技术。例如，两只传声器面对声源设置，彼此间隔几十厘米，传声器的轴向成一定的夹角θ（如图3-21）图3-21 时间差和声级差定位的拾音技术此时，当一个声源位于两只传声器的对称轴上时，两传声器拾取的声音信号之间既无时间差，也无声级差，所以声像S’定位于两只扬声器连线的中点；当声源向右移动时，两传声器拾取的声音信号之间的时间差和声级差将逐渐增加，相应的声像也将逐渐向右扬声器移动。当声源到达S1处时，两传声器拾取的声音信号之间的时间差和声级差将综合作用，使声源的声像定位于右扬声器处，所对应的角度，即为有效拾音角。如果声源超过S1位置，继续向右移动，则声像将固定于右扬声器不变。如果声源位置S1不变，减小两传声器之间的距离和轴向夹角，则两传声器间的时间差和声级差也将随之减小，声像的位置会感觉向两扬声器连线的中点移动，只有继续移动声源，超过S1（到达S2），两传声器间才能获得足够的时间差和声级差，其声像S2’定位于右扬声器上，因此，减小两传声器之间的距离和轴向夹角，将增大其有效拾音角，反之亦然。同样，采用这种方式拾音时，两只传声器间的距离和轴向夹角的变化范围不能超过一定的限度，否则将影响到立体声声像的平衡效果。图3-22 减小两传声器间距和轴向夹角，增大有效拾音夹角一．小AB拾音制式这里的小AB拾音制式采用两只严格匹配的，具有方向性的心形、次心形或超心形传声器，传声器对对称的设置于声源前方，传声器之间的距离在十几厘米到几十厘米之间，并且可以根据实际的需要，两传声器之间成一定的夹角?。由于传声器间距比较小，所以这种拾音方式在低频段的特性和XY制式基本一致。极限情况，如果两传声器的间距为零时，则传声器膜片基本重合，转换为XY制式，因此XY制式也可以称之为特殊的AB制式。图3-23  小AB拾音制式同样采用前面的方法可以得到其有效拾音夹角与传声器轴向夹角和间距之间的规律：增大轴向夹角或减小两传声器间的距离可以增加两传声器间的强度差（如图3-24）。增大两传声器间的距离，减小其轴向夹角，可以增加两传声器间的时间差（如图3-25）。图3-24  小AB拾音制式举例，有效拾音角约为100°。图3-25  小AB拾音制式举例，有效拾音角约为100°。从上面的结果可以看出，对于相同的有效拾音夹角，可以由不同的时间差和声级差组合而成，其关系可以用图表示，如图3-25，该图是由HenriMertens、CarlCeoen和MikeWilliams首先提出的。图3-26  有效拾音角为100°时，传声器间距与其轴向角关系在图中纵坐标表示的是两传声器间的轴向夹角，横坐标表示的是两传声器间的距离。图中两点（130°/10cm和50°/30cm）具有相同的有效拾音夹角100°。而且通过两点的曲线上的各点，具有相同的有效拾音夹角100°。因此，如果需要改变传声器对的有效拾音夹角，可以调整两传声器间的轴向夹角θ，两传声器间的距离S或传声器的指向性（次心形、心形或超心形传声器）。1．采用心形传声器当采用心形传声器时，其轴向夹角的选择范围为50°~130°，两传声器的间距需在35cm以内，当两传声器的间距趋向于零时，则AB制式将逐渐趋向于XY制式。两传声器的轴向夹角上限为130°，和XY制式相同，是为了避免中间的声源处在心形传声器的拾音角度以外，而造成声音信号的明显衰减。如果两传声器的轴向夹角小于50°，则两侧的声源将处于心形传声器的拾音角以外，有明显的电平衰落，而且声像位置后退，如果轴向夹角太小，在立体声声像分布上将有明显的失真（frontaldistortion）。图3-27  轴向夹角大于130°时的情况（θ=150°）图3-28  轴向夹角小于50°时的情况（θ=30°）推荐的两传声器间距上限35cm，可以避免声像过分集中于两边扬声器，出现中间空洞现象。另外，在仅以时间差定位的情况下，时间差小于0.7ms时，时间差与声像角之间才为线性关系。当两传声器间距为35cm，轴向夹角为90°，声源方位角为45°时，两传声器间的时间差恰好为0.7ms，如图3-29。如果继续增大传声器间距，时间差与声像角将呈非线性关系，所以两传声器间距的上限为35cm。图3-29  两传声器为最大间距，声源方位角为45°时，时间差为0.7ms图3-30 采用心形传声器时，对于不同的有效拾音角，其轴向夹角和传声器间距之间的关系从图3-30可以看出，各个不同的有效拾音角分别为两传声器轴向夹角θ和间距s两个变量的函数，其中有效拾音角的范围为60°~180°（考虑到θ和s的极限）。如果要增大有效拾音角，可以通过减小轴向夹角或两传声器间距来实现，反之亦然。图中的阴影区则表示为有纵深感失真和对中间声源有衰减（θ>130°）以及对两侧声源有衰减（θ<50°）的区域。从图中可以看出当S=17cm时θ和α之间的关系：表3-5传声器间轴向夹角θ有效拾音角α130°               80°      110°               90°        90°               110°        70°               130°        50°               160°由于这种拾音方式形式比较多样，变化比较多，所以在50年代，为了满足广大录音师的需要，工程师们通过大量的实验，总结了许多以时间差和声级差定位的拾音方式：NOS方式：荷兰广播Foundation        有效拾音夹角80°OLSON方式：有效拾音夹角80°ORTF方式：法国无线电广播电视协会有效拾音夹角90°DIN方式: 德国工业有效拾音夹角100°RAI方式：意大利广播公司有效拾音夹角90°图3-31  各种AB制式在图.30中的位置在图3-31中标出了以上各种方式在图3-30中的位置，它们的有效拾音角的范围为80°~100°，在图中的位置恰好处于前面所讨论的两传声器的轴向夹角和间距的极限以内或边界上。在实际的应用中，ORTF方式使用的比较多，这是因为使用ORTF拾音的立体声声像平衡感好（左右定位和前后定位）；其90°的有效拾音角适用于许多场合；单声道兼容性也比较好。另外，因为其两只传声器膜片是被集成固定在一个支架上，所以使用起来也十分方便。Schoeps公司生产的ORTF传声器2．采用超指向性传声器同心形传声器的情况一样，采用超指向传声器拾音也要考虑到其有效拾音夹角。因为超指向传声器衰减-3dB时的拾音角为105°，所以常选择的轴向夹角θ为40°~105°，两传声器间距小于35cm。图3-32  采用超指向性传声器时，对于不同的有效拾音角，其轴向夹角和传声器间距之间的关系3-采用阔心形传声器因为阔心形传声器衰减-3dB时所对应的拾音角为160°，所以实际应用中常选择的轴向夹角为40°~160°，两传声器的间距小于40cm。图3-33  采用阔心形传声器时，对于不同的有效拾音角，其轴向夹角和传声器间距之间的关系时间差和声级差定位的AB拾音制式在单纯用时间差和声级差定位之间作了很好的折中，空间感和声像定位都比较好，可以适用于很多场合，特别是在有混响的声学条件下，能够获得宽阔、丰满的音响效果。需要注意的是，采用这种方式拾音人声或独奏乐器的横向移动容易产生声像从一只扬声器突然跳到另一只扬声器的现象（由声级差产生的Ping-Pong或Zoom效果）。另外，由于两传声器的间距比较小，所以在低频范围内这种相位差人耳是听不出来的，但是在2kHz以上，就能明显的听出来。当立体声节目作单声道重放时，不同的传声器间距，将有不同程度的高频损失，失去明亮感，音质发生变化。二．大AB拾音制式大AB拾音制式是从传声器间距上相对于小AB而言的。因为传声器的间距大，所以两声道间有很大的时间差和声级差，从实际的应用情况来看，大AB制两传声器的间距往往可以和声源的宽度相比较，因而在这种情况下讨论有效拾音角是不恰当的，应称之为有效拾音区域。将声源设置在这个区域以内进行拾音，将得到小于等于1.1ms的时间差。在图3-34中，两传声器的间距为1m，其有效拾音区域非常狭窄，所以这种拾音方式适合于拾取距离较远的声源和具有较大纵深的声源（例如有的舞台前后纵深较大）。但是这种方式对声源重放的现场感和声像定位有一定的损失，单声道兼容性也比较差。图3-34  大AB拾音制式，S=1m有时为了将声像充分定位到两扬声器间，传声器的间距经常达到几米。这样往往容易造成中间声源的衰落，使声像集中于两边的扬声器（中间空洞现象）。出现这种情况，可以在两只传声器中间增加一只加强传声器，并将该传声器拾取到的信号平均分配分配到左、右声道中，以弥补中间声源的衰落。另外一种方式仍然是采用两只全指向传声器面对声源拾音，而两传声器的间距与重放扬声器的间距相等。这种拾音方式的目的在于再现原始声场，相当于用两只扬声器重放拾音现场两传声器所在位置的声场。图3-35  重放扬声器间距与拾音传声器间距相等再现原始声场三．传声器间加障板的AB制式这种拾音方式主要是为了尽可能的模拟听音人双耳听音时的情况，它用两只全指向传声器，以较小的间距组成AB拾音制式，然后在两传声器中间加一个声屏或障板，经常采用木质或塑料，并开有许多小孔。这种加障板的AB制式是为用扬声器重放监听双声道立体声而设计的。两传声器间较小的间距是为了拾取一定的时间差，获得较好的空间感和深度感；采用全指向传声器能够获得很好的低频相应；两传声器间加入障板，则可以使两声道间获得一定的声级差。这种声级差就好比听音人双耳听音的情况：当频率升高时，声波的波长减小，人头的遮蔽效应变得显著，从而在左右声道间形成声级差，并且它主要依赖于声源的频谱成分，这是该种方式与AB、MS或XY制式的最大不同之处。因为具有额外的声级差和时间差，所以同仅用两只全指向传声器组成的AB方式相比较，具有更好的声像定位，其有效拾音夹角要小一些，也更实用一些。运用这一原理的拾音方式中，最著名的是OSS拾音制式。OSS（OptionalStereoSignal）拾音制式是在两只间距16.5cm的全指向传声器间设置一个直径为28cm，具有一定吸声能力的圆盘（称之为Jecklin圆盘）来增加两个声道间的隔离度，在1000Hz处大约为5dB，在5000Hz处大约为10dB。图3-36 OSS拾音制式Schoeps公司还生产了一种用一圆球来代替两传声器间障板的传声器，该球体是中空的，用塑料制成，直径为20cm，球体的表面具有反射的特性，内部附有吸声材料，如图：Schoeps公司制造的由两只全指向传声器组成的立体声拾音球两只压强式传声器拾取的信号由一个特殊设计的匹配均衡放大器进行放大，传声器的膜片尽量接近球体的表面（避免出现梳状滤波器效应），两传声器连线的中心通过球心，轴向夹角为180°。这种传声器的有效拾音夹角一般在90°左右，拾音时，传声器到声源的距离相对要远一些，拾音现场的混响时间也不能太长。另外，在球面上还安装了一个发光二极管作为标记，以便于录音时传声器的设置。像其它采用障板的拾音方式一样，球状的阻尼物同样给左右声道带来由声源频谱所决定的声级差。如果传声器的位置设置的合理，采用这种方式录制出的节目，无论是在音色上，还是在强度上都能获得很好的平衡。总体拾音效果类似于采用全指向传声器的AB拾音制式，但是，由于两传声器间阻尼材料的作用，其声像定位要更好一些。4．仿真头图3-37为一种拾音方式，它将两只微型传声器设置于听音人的耳道内进行拾音，然后再通过耳机监听节目的重放，因此有人也将其称之为真人头拾音方式。经过大量的实验已经证明，采用这种方式拾音，并通过耳机监听重放，可以比较真实的再现立体声声像，空间定位接近于自然听音。图3-37  以同样的听音人进行录音重放在实际的录音工作中，以真人进行录音往往有许多不便之处。例如录音人的头部不能转动，否则重放的声像就会偏移；录音人不能发出噪音，以免干扰正常的录音。所以后来就设计出用仿真头来代替真人进行拾音。如图3-38：图3-38  用仿真头录音，耳机监听这种拾音方式实际上采用了仿真学的原理，用木材或塑料制成与人头大小、形状完全一致的人头模型，使仿真头的质地接近于真人头，并将两只压强式全指向传声器置于耳道的入口处。早期使用的仿真头大多数外形是圆的，并在上面安装两只指向性或全指向性静电传声器，效果不是特别理想。1969年以后，仿真头在德国得到了进一步的发展，德国的许多厂家沿着仿真的思路，设计、制造了许多仿真头，仿真头的头型和耳壳等较以前做了许多改进，在材料质地上也更加接近真人头，再加上耳机质量的提高，使仿真头录制的节目更加自然。Neumann公司制造的仿真头目前仿真头仍然没有能够达到人们所期望的效果。用仿真头录制的节目只能用耳机监听，而不能用扬声器监听，如果用扬声器监听，由于录音和放音过程中的双重滤波效应，会导致音质的恶化。一般的立体声节目录音用耳机监听可以得到较为自然的音响效果，细节清晰、逼真，有良好的空间感和深度感的再现。但是，其声像则不能定位于听音人的前方，而是在头内，即通常讲的头中效应。用耳机监听仿真头录音时，除了具有耳机监听的优点以外，可以产生头外定位，得到比较自然的立体声效果。但是对声源前后的定位、方位感不明确，前后方来的声音都会被定位到从两耳左右到头顶的位置上，自然效果不是特别理想。尽管如此，一些新的研究发现表明，在不远的将来，仿真头技术一定能够得到进一步的发展。首先，耳机质量得到了显著的提高，重量大大减轻，频响十分平直；开放式耳机使佩带者没有与外界的隔绝感，比较舒服；能接收红外线传送信号的红外耳机，给使用者带来了很大的方便。其次，采用扬声器听音时，在听音人耳附近抵消相对声道的信号，在听音位置上能够有接近双耳自然听音的感觉。图3-39 在人耳附近抵消相对声道的信号（TRADIS系统），图中表示的为左声道的情况在图3-39中，说明了TRADIS（truereproductionofalldirectionalinformationbystereophony）系统的工作原理。左声道的信号经过补偿滤波器、延时、反相处理被送到右声道，经右扬声器重放出来，在听音人右耳附近与左声道传播到右耳的信号相抵消。这个重放系统可以使听音人用扬声器重放仿真头录制的节目，并且可以得到横向的声像定位。然而，这种方式需要一个强吸声的听音环境，和准确的听音位置。近来IRT的研究表明，可以用扬声器重放仿真头录音而没有明显的声染色，如图3-39。图3-40  用扬声器重放仿真头立体声录音图中左右声道中的滤波器称为扩散场滤波器，它抵消了由仿真头造成的滤波器效应。第五节拾音应用相对于近距离拾音来讲，此处讨论的是对声源的远距离整体拾音。这种拾音方式利用了房间或厅堂的声学特性和乐器、人声的自然辐射以及传声器的设置。远距离拾音可以使拾取的声源在频谱上将逐渐趋于平衡，拾取的早期反射将起到加强直达声的作用，而且拾取的混响声场的能量也逐渐增加。来进行整体拾音。这种拾音方式能够获得自然的音响效果，反映出演员在演出过程中的相互交流与合作。1．声源的辐射在拾音过程中，了解声源辐射方面的知识是十分重要的。一般来讲，声源演奏的频率越低，辐射的面就越宽，指向性越差；演奏的频率越高，辐射的面越窄，指向性越强，拾音时应当充分利用声源的辐射来获取平衡的音色。如果声源的辐射方向与传声器的指向性一致，则声音容易尖锐，如图3-40。传声器设置在乐器的轴线位置上（位置1），拾取的信号虽然具有较宽的频谱，但是如果拾音距离太近，或是在混响时间较短的环境里拾音，乐器的音色往往比较尖锐、刺耳。如果将传声器设置在位置2上，由于高频的能量不是特别集中，则有可能取得理想的拾音效果。图3-41  传声器在小提琴周围水平位移在拾音时除了考虑声源自身的辐射特性以外，还应当考虑地板的反射，这些早期反射将起到加强声源的作用，影响到声源的拾取，特别是像单簧管、双簧管、大提琴等这样的乐器。另外，地板的质地也将直接影响到乐器音色的发挥。如大提琴或贝司是支在地板上演奏的，因此地板的材料就显得尤为重要，材料不同（木质、地毯或瓷砖）其反射特性也不一样，乐器被拾取的音色也就有很大的差异。同样，地板的质地对人声音质的影响也是非常重要的。图3-42 早期反射对大提琴的重要性图3-43 早期反射对人声的重要性在拾音过程中，如果厅堂的声学特性不理想，还可以利用反射板改善声源的辐射。反射板可以将声源的部分能量反射到需要的方向上，来达到改善音色、提高清晰度的目的。相反，如果希望减小声源的明亮感和清晰度，使声源温暖一些，可以在适当的位置上设置吸音板。图3-44 利用反射板改善长笛的声辐射方向2．传声器的设置在拾音过程中，乐器的音色在很大程度上取决于传声器的设置。如果传声器距离声源较近，则直达声的电平将得到提高，重放的声像更具现场感，演奏的细节更丰富，但是容易过分强调乐器的部分频段，拾取额外的噪声。如果传声器距离声源较远，则降低了直达声的比例，重放的声像缺乏现场感，但是，乐器的频谱结构却趋于平衡，传声器不仅拾取了乐器的全频段辐射，而且拾取了有益的早期反射（特别是地板的反射），并且抑制了额外的噪声。如果传声器超过了某一距离，直达声比例太低，重放的声像将缺乏清晰度，造成音质的恶化。传声器设置在声源的上方，如果在乐器的辐射区域以外，直达声的强度将得到衰减（除了大号、打击乐等乐器）。如果传声器接近地面,将拾取到更多的低频成分和早期反射。图3-45  改变传声器的位置对声音质量的影响3．乐器组的拾音对乐器组远距离整体拾音时，主要是从四个方面评价立体声节目的质量：（1）音色的平衡（2）节目信号的电平和动态范围（3）声像的纵向和空间定位（4）声像的横向定位为了录音节目能够从以上四个方面获得较好的效果，在具体的录音时可以按照一下的步骤确定录音方案。1．现场听音图3-46（1）在录音现场利用简单的方法测试厅堂的声学质量，查看是否有声学缺陷。(2）利用仪器或简单的方法确定厅堂的混响半径。（3）确定演员的演奏和表演位置。要想获得好的录音节目，不仅需要好的录音技术，更重要的是演员的演奏质量。为了保证演员的演奏质量，应当使演员在录音过程中演员之间不仅能够相互看的见，而且能相互听的见，加强演员之间的交流，更好的进行艺术表现。在声学条件不好的录音场地中，可以采用声学反射板或吸音板，改善演员之间的交流。（4）现场听取乐器的演奏，判断乐器之间音色和音量的平衡。如果乐器组的声音缺乏平衡，可以尝试着移动演员演奏的位置或采用声学障板来解决。有时细微的调整就可以改善整个乐器组的音色和音量的平衡。2．选择拾音方法图3-47拾音方法的选择主要是以立体声节目主观评价的四个方面为原则来确定：(1）音色的平衡由传声器的特性和拾音时传声器的位置决定。其中传声器的频响曲线是决定性的因素。它不仅与传声器本身有关，与传声器选择的指向性也有关系。全指向传声器具有平直低频响应；而心形传声器则高频略有提升，但是可以补偿录音时由于距离而造成的高频衰减。（2）节目信号的电平和动态范围主要取决于传声器和声源间的拾音距离，而不是传声器的技术指标特性。（3）声像纵向和空间的定位主要取决于传声器和声源间的拾音距离以及传声器的指向性（在具有自然混响的声场中）。以时间差定位的拾音制式可以提高整个节目的空间感（采用心形、全指向性或中间加障板的AB拾音制式）（4）声像的横向定位主要取决于有效拾音角是否适合于声源的宽度，采用声级差定位的拾音制式将有精确的声像定位（XY、MS拾音制式）。需要注意的是，当传声器距离声源较近时，所有的拾音方式都会有“Zoom”或“Ping-Pong”效应（特别是AB拾音制式）。3．传声器的设置图3-48传声器的设置主要取决于现场声场的声学条件、房间的形状和声源的宽度。常用的方法是先将传声器设置在混响半径上，并与声源左右对称。然后站在这个位置上仔细听乐队的现场演奏，根据听音情况，以混响半径为设置传声器的起始点，对传声器的位置进一步调整。往往传声器的最佳位置是在混响半径的附近，这主要取决于所录节目的风格和后期制作的要求。需要注意的是现场听到的音响效果并不意味着是录音后重放的效果，往往好的现场听音效果和录音重放的听音效果是不同的。至于传声器对的有效拾音角，应当略大于声源的宽度，保证一定的裕量。图3-49  传声器对的有效拾音角与其位置的关系4．控制室监听调整传声器的设置控制室监听是对整个立体声节目效果的初步评价，具体可以根据以上的四个方面来分别进行，然后作适当调整。（1）查看声源的输入电平是否平衡，（2）动态范围是否合适，（3）调整输入电平。（4）检查乐队整体的音色平衡，是否有某些频段（低频、中频、高频）过分突出，过分强调某件乐器。（5）调整立体声声像的纵深比例。声像靠后，是由于拾音距离距离太远。声像突出缺乏空间感则是由于拾音距离太近造成。（6）检查立体声声像的横向定位是否平衡。立体声声像太窄，是有效拾音角太宽造成的；立体声声像集中到两边，则是有效拾音角太窄；如果立体声声像在两扬声器间不平衡，则可能是传声器对相对于乐队不对称而造成的。实践证明，传声器位置的再次调整往往是很必要的。但是在调整时应当注意要尽量避免同时调整传声器太多的参数，造成调整的混乱。一般情况下，如果增加传声器到声源的拾音距离，往往可以同时提高主观评价的各个方面。因为随着拾音距离的增加，声源的辐射将更加均匀，地板反射的作用将逐渐加强，声源的整体频谱更趋于平衡；减小了声源的动态范围；减小了额外的噪声；扩大了有效拾音角的覆盖面，调整了声像的分布，使声像更加紧凑。图3-50  增加传声器到声源的拾音距离如果增加传声器的高度，将拾取到更多的混响声，提高了直达声/混响声的比例；降低传声器的高度，将有更多的低频成分和由地板造成的早期反射被拾取，如图3-51。调整传声器的轴向，使其指向乐器组中强度较弱的乐器，可以提高其在乐队中的平衡，丰富演奏的细节。如果此时感觉还不是特别满意，则可以考虑使用辅助传声器。图3-51   降低传声器的高度5．录音节目的艺术评价监听调整完成以后，在正式录音之前需要先试录一段节目，然后录音师同指挥、演员共同试听、评价，也可以结合其它录音风格、艺术要求相近的优秀录音作品进行比较试听，对录音方案做进一步细微的调整。当各方面满足要求以后，就可以进行实际录音，根据演员的艺术表现来把握录音的节目质量。