Микрофоны и микрофонные системы

    Существует несколько вариантов расположения микрофонов при записи:

· одна из общих тактик записи рояля – это использование раздельной стереопары микрофонов (или АВ). При записи по такой системе по фронту перед исполнителями устанавливаются два (или несколько включенных на один канал) одинаковых по чувствительности и направленности микрофона на некотором расстоянии друг от друга, так, чтобы каждый канал мог работать на свою зону. Стереообраз здесь больше полагается на разницу во времени прибытия звуков к микрофонам, чем на разницу в тоне. Одно из существенных преимуществ этого подхода – возможность использовать всенаправленные микрофоны, которые имеют прекрасные характеристики для записи рояля. Однако, такое размещение микрофонов может привести к проблемам попадания сигналов в противофазу.  Зачастую,  это довольно пагубно влияет на качество звука.  Стоит прослушать любую раздельную пару в моно,  чтобы проверить,  что звук при этом  не разрушается (поскольку  многие радиостанции до сих пор ещё передают монофонический сигнал).

· чем дальше друг от друга стоят микрофоны,  тем шире становится стереообраза.  Кроме того,  если слишком далеко разнести микрофоны,  то звук притянется к краям стереокартины,  создавая эффект,  который называется  «дырка в середине».  Один из путей её решения  –  это установка дополнительного микрофона посередине главной стереопары (3 АВ), он используется, чтобы заполнить центр стереокартины, что может стать хорошей страховкой.

· для достижения максимальной моносовместимости методы раздельной стереопары реально не помогут, даже несмотря на то, как великолепно они звучат на стереофонических системах. В таких случаях используются методы совмещённой стереопары (или XY). Диафрагмы микрофонов в них находятся очень близко друг к другу, что практически полностью устраняет «противофазные» артефакты при суммировании сигналов в моно. Кроме того, из-за их моносовместимости, легко будет управлять шириной стереобазы (в случае с раздельной парой, сужение стереобазы может негативно повлиять на тон инструмента).

Главный вид совмещённых установок – это XY пары. В этой системе используются два направленных микрофона (две кардиоиды или две суперкардиоиды), установленных на одной оси, и акустические оси которых повернуты и образуют некоторый угол (90 – 120 градусов, хотя они могут меняться и в пределах 0 – 180). Стереофонический эффект возникает здесь за счет разностей интенсивностей сигналов от источника. Ширина стереобазы пропорциональна углу между микрофонами – чем больше угол, тем шире стерео-картина. Хотя,  если взаимный угол больше 130 градусов, то может начать открываться  «дырка в середине». XY-методы, обычно дают более ясное и точное стерео-изображение. Кроме того, такая система записи требует использования направленных микрофонов. Из-за этого некоторые инженеры стараются избегать их, поскольку у таких микрофонов хуже внеосевая характеристика на низких частотах.

· тем не менее, есть ещё одна совмещённая система, позволяющая использовать всенаправленные микрофоны – это технология M/ S-стерео. Она содержит два совмещенных микрофона в одном месте, но с различающимися характеристиками направленности, сигналы которых подвергаются суммарно-разностному преобразованию. Обычно используются два совмещенных микрофона с характеристиками направленности круг/восьмерка или кардиоида/восьмерка. Название системы образовано первыми буквами MS, где Mittel – середина, Seite – сторона. Система MS требует введения в схему дополнительных узлов: суммарно-разностных преобразователей, стерео регуляторов направления и базы, которая имеет ряд преимуществ перед системой ХY, так как позволяет легко регулировать как общую ширину базы, так и ширину отдельных участков, занятых группами исполнителей.

Ещё одно семейство методик занимает промежуточное положение между технологиями раздельной и совмещённой пары. Они используют направленные микрофоны, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга под определённым углом. Вот краткое описание некоторых систем:

· ORTF stereo technique (французское радиовещание) использует два кардиоидных микрофона, разнесенных на 17,5 см под углом 110 градусов между капсюлями. Размещение микрофонов соответствует расстоянию между ушами, а угол моделирует теневой эффект человеческой головы. Поскольку здесь используется как различие между сигналами по времени, так и по интенсивности, эта техника создает достаточно четкий стереообраз, хорошую локализацию источников, обеспечивает угол охвата 95 градусов и поэтому широко используется на практике.

· DIN stereo является разновидностью системы АВ. Стереообраз создают два кардиоидных микрофона, размещенных под углом 90 градусов на расстоянии 20 см. Система также создает временной и интенсивностно-разностный стереосигнал, обеспечивает угол охвата порядка 110 градусов, полезна для записи на близких расстояниях.

· NOS stereo (датское радиовещание) использует два кардиоидных микрофона, размещенных под углом 90 градусов на расстоянии 30 см друг от друга. Стереообраз также создается с помощью комбинации интенсивностной и временной стереофонии. Эта техника используется в основном на близких расстояниях для записи малых ансамблей (угол охвата менее 80 градусов).

Чтобы получить качественную запись любым из вышеперечисленных способов, нужно очень ответственно подойти к выбору микрофонов. Независимо от вида и модели используемого микрофона, нужно убедиться, что он восприимчив к высокому звуковому давлению, так как динамический диапазон фортепиано очень высок.

В последнее время стало популярным использование ПЗМ микрофонов. Для корректной работы они должны быть установлены на твердой ровной поверхности для большего захвата низких частот. При необходимости следует использовать снижение сигнала путем отжатой кнопки pad на входном секторе сигнала.

Конденсаторные микрофоны с большой диафрагмой – это очень распространённый выбор. Эл Шмитт (Al Schmitt) является большим поклонником Neumann M149 при использовании его в качестве близкого микрофона внутри рояля. Джон Келли (Jon Kelly), рассказывая о своей работе с Кейт Буш, определил себя, как приверженца модели Neumann U87. Элиот Шайнер (Elliot Scheiner) также вспоминал о нём, когда рассказывал о работе над Van Morrison 'Domino'. Но у него есть ещё один любимчик – это AKG C12 (использовался при записи альбома «Everything Must Go» от Steely Dan). Другой постоянный резидент многих студий - AKG C414 – также неожиданно часто возникает на многих интервью: Крис Кимси (Chris Kimsey) использовал пару их для записи рояля в 'Start Me Up' группы Rolling Stones; Джей Грейдон (Jay Graydon) упоминал, что применял винтажный C414EB при записи своего альбома Bebop; нэшвильский звукоинженер Брайен Танкерсли (Brian Tankersley) использовал раздельную пару при работе над хитовым треком «Amazed» от Lonestar.

У всех этих микрофонов есть несколько общих и важных свойств. Во-первых, все эти микрофоны могут переключаться между разными вариантами направленности. Во-вторых, все эти микрофоны имеют прекрасный, широкий низкочастотный ответ, они очень мягко и аккуратно обращаются со звуками, приходящими вне оси.

Также широко распространены конденсаторные микрофоны с малой диафрагмой. Эд Черни (Ed Cherney), который работал с такими известными пианистами, как Билли Джоэл и Элтон Джон - это представитель большой когорты звукоинженеров, кто выбирает микрофоны Brüel & Kjaer серии 4000 (сейчас они продаются под маркой DPA - Danish Pro Audio). Первоначально, B&K производили измерительные микрофоны, и поэтому придирчиво проектировали эти свои «маленькие диафрагмы», чтобы получить плоскую частотную характеристику, как для осевых звуков, так и для вне-осевых. Эд Черни и Джей Ньюланд (Jay Newland) упоминали, что использовали кардиоидные 4011 и 4007 для совмещённой пары (XY), расположенной внутри рояля. А вот Ричард Кинг (Richard King), записывающий классическую музыку для компании Sony, отдал предпочтение раздельной паре всенаправленных 4009-х.  Он использовал их для эмбиентных (окружающих) методов стереозаписи. Естественно, что B&K – не единственный представитель: Neumann KM84 – ещё один признанный фаворит. Среди его почитателей продюсер Дэвида Боуи Тони Висконти (Tony Visconti). А Майк Хеджес (Mike Hedges) упоминает о том, что он часто использует также и пару Sennheiser MKH40-х.

Вполне очевидно, что рояль излучает свой звук не только в двух измерениях. Таким образом, высота, на которой устанавливаются свои микрофоны, тоже нуждается в рассмотрении. При вертикальном перемещении микрофонов происходят тональные изменения, не менее сложные, чем при горизонтальном. Высокие частоты в общей сложности распространяются по прямым линиям. Если поместить микрофон достаточно высоко, и так, чтобы он видел высокие струны – то удастся захватить самый яркий звук. Но если слишком высоко расположить микрофон, то открытая крышка будет оказывать высокочастотное затенение. Самые ясные высокие частоты приходят из области, расположенной немного ниже открытой рояльной крышки. Также стоит принять во внимание тот факт, что отражения между корпусом и полом станут более заметными, если поместить микрофон слишком близко к полу. Это придаёт тембру инструмента несколько скрипучий оттенок.

Другое главное решение, которое следует принять, состоит в том, чтобы решить – насколько далеко от инструмента будут располагаться микрофоны. Чем дальше от инструмента стоят микрофоны, тем сильнее они будут воспринимать звук помещения и тем больше будет в нём реверберации, изменение расстояния затрагивает не только количество окружения, но и тон инструмента.

При размещении микрофонов близко к инструменту, положения различных струн в корпусе инструмента начинают оказывать сильное влияние на записанный звук. Верхние струны занимают сравнительно небольшое место с левой стороны резонансной деки, в то время как средние и низкие струны протягиваются чуть ли не во всю длину инструмента. Помещение микрофонов ближе к одному из наборов струн неизбежно вызывает определённый дисбаланс в звуке. Это особенно характерно для направленных микрофонов.

Методы записи близкими микрофонами попадают в две главные категории: методы с раздельной парой и методы с совмещённой парой. Существует два основных подхода к размещению микрофонов внутри инструмента. Первый – это размещение обоих микрофонов позади пюпитра, на не очень большом расстоянии друг от друга и развёрнутых под таким углом, чтобы перекрыть все регистры инструмента. Эл Шмитт (Al Schmitt) говорит, что размещал пару всенаправленных Neumann M149 подобным образом. В другом интервью он упоминает, что пытался также нацелить микрофоны и на молоточки, чтобы получить в звуке больше атаки.

Второй основной подход состоит в том, чтобы поместить один микрофон (обычно всенаправленный) за пюпитром посередине секции высоких струн. Второй микрофон  примерно над тем местом, где происходит пересечение средних и низких струн. Такой подход, к примеру, использует звукоинженер Брайен Танкерсли (Brian Tankersley). Куки Маренко (Cookie Marenco) применяет разновидность этого метода: он устанавливает в середине инструмента «полусовмещённую» пару микрофонов (типа ORTF). Он использует в своих интересах направленностные характеристики кардиоидных микрофонов, чтобы соответственно поднять звук высоких и низких струн.

Есть несколько вариантов относительно того, на какой высоте от струн следует размещать близкие микрофоны. Одни инженеры (работающие со стилями поп, рок, джаз или блюз) отдают предпочтение более близкому расположению, которое позволяет захватить больше индивидуальности для каждой из струн. Другие же (такие, как Эл Шмитт), предпочитают более отдалённое размещение, где у гармоник от различных струн есть больше шансов смешаться вместе в единое целое. У более отдалённого размещения есть также одно практическое преимущество – оно захватывает более равномерную громкость нот во всех регистрах. А вот микрофон, находящийся очень близко к струнам, намного сильнее поднимет струны, находящиеся рядом с ним, чем те, что находятся от него в отдалении.

Некоторые звукоинженеры предпочитают совмещённые пары раздельным, имеются и приверженцы использования совмещённых пар и внутри рояля. Обычное их расположение – немного позади пюпитра на высоте 20 – 30 см от струн. Такой подход отстаивают Эд Черни и Джей Ньюлэнд. Расположение микрофонов ближе к молоточкам даёт более яркий и атакующий звук. Перемещение микрофонов вглубь инструмента даёт более тёплый и мягкий тон.

Имеется ещё одно интересное расположение для совмещённой пары, которое стоит рассмотреть. Микрофоны находятся внутри рояля над резонаторными отверстиями. Их высота – примерно посередине расстояния между корпусом и крышкой. Чтобы получить стерео-картину, капсюли обоих микрофонов указывают вниз по диагонали, соответственно, на высокие и низкие струны. Из-за того, что микрофоны находятся над резонаторными отверстиями, в сигнале преобладает звук от резонансной деки больше, чем это доступно для других методов. Это привносит свою дополнительную окраску в звук. [8]

При записи рояля изначально решается, каким образом расположить инструмент в акустическом поле, о выборе которого нужно позаботиться еще до выбора микрофонов и метода записи. Помещение выбирается, в главную очередь, в соответствии с желаемым звуковым образом. Если мы хотим создать интимный и близкий звуковой образ, то, соответственно, выбирается наиболее возможно заглушенное помещение и используется близкое расположение микрофонов, чтобы захватывать, как можно меньше комнатной акустики. Такой способ также дает преимущество при необходимости в последующей обработке сигнала эффектами, так как нам не будет мешать живая реверберация. Для получения живого, реального, крупного, внушительного образа рояля выбирается  большое по площади помещение и опытным путем находится наиболее удачное положение микрофонов с достаточным захватом реверберации комнаты.  Во многом именно постановка инструмента в акустическом поле влияет на его звучание. Если рояль поставить близко в какой-либо поверхности, то первые отражения возникнут очень рано и будут окрашивать акустическое поле, сужая пространство. Если инструмент расположен очень далеко от каких-либо поверхностей, в таком случае звук прямых сигналов отрывается от их первых отражений, станут слышны повторения. Кроме того, сам звук рояля перестает быть объемным и отделяется от первых отражений. В таком случае очень сложно работать с планом и акустическим балансом. Как известно, первые отражения и их характер дают ощущение размера и формы помещения.

Для джаза наиболее приемлемым является использование ближних микрофонов, так как люди привыкли слушать «подзвученное» фортепиано на концертах, также это даст больше возможностей в обработке эффектами при сведении.

Имеет очень большое значение высота микрофонов относительно самого рояля. Необходимо кооперировать высоту микрофонов с крышкой. Зрительно продолжить линию крышки и в зависимости от желаемого звукового образа, можно регулировать высоту. Например, если крышка будет захватывать область постановки микрофонов, то план будет ближе, звук будет более плотным с меньшим количеством отражений. Если поднять стереопару таким образом, чтобы она выходила за границу оптической линии крышки, тогда количество отраженных звуков из-за рояля будет увеличиваться, но с сохранением плана. Это используется для воплощения большого объема звучания.

Важно обратить внимание, каким образом ось микрофонов расположена относительно рояля, здесь не может быть геометрического центра, поскольку сам рояль геометрически несимметричный инструмент. Его крышка ближе к низкому регистру более узкая, ближе к верхнему регистру более широкая. Кроме того, основная акустическая энергия от атак идет именно в области молотков. При использовании стереопары стоит центрировать ее ось таким образом, чтобы полное раскрытие инструмента равномерно распределялось между обоими микрофонами во избежание акустического перекоса. Если сдвинуть стереопару вправо, тогда вся основная энергия сместится в левую часть, поэтому стоит центрировать таким образом, чтобы микрофоны не выходили за границу линии крышки другой стороны, чтобы они находились в области наибольшей акустической плотности излучения инструмента. [1]

М. Ставроу говорит: «Предположим на минутку, что в пианино полно гармоник. Подавляющее большинство этих гармоник имеют тон, превышающий основной, и при этом гораздо тише. Вполне оправданным будет поднять на эквалайзере верхние частоты, чтобы вытащить эти гармоники на божий свет. Если микрофон уже расположен там, где много этих гармоник, и мы поднимем верхние частоты, получится  жесткий, хрустящий, маленький звук с заниженным количеством баса (ухудшение внутреннего баланса звучания). С другой стороны, если расположить микрофон там, где звук глубок, тёмен и хорошо резонирует, это даст хороший шанс поднять высокие и услышать больше этих самых гармоник. Это раскроет резонанс и улучшит прозрачность нижних частот. В этом случае EQ также служит улучшению внутреннего баланса нот. Добавляя высоких в тусклый звук, мы заставляем звучать воздух вокруг него более ярко – будто заставляем молекулы двигаться быстрее. Это также делает звук более прозрачным. И наоборот – снижение высоких, у яркого звука заливает водой молекулы воздуха вокруг него, создавая более задавленный, натянутый звук.

Если расположить микрофон ближе к нижнему регистру фортепиано (так, чтобы ноты и клавиши верхнего регистра оказались гораздо тише), и далее поднять высокие, чтобы вытащить их обратно, звук станет сбалансированным и ярким, при этом, не становясь резким. И наоборот – расположив микрофон так, чтобы все ноты были в балансе, и подняв затем высокие частоты, верхние ноты станут очень резкими, а нижние – проваленными.

Используя всего один микрофон можно достичь неплохих результатов. Гораздо проще превратить хорошую моно-запись фортепиано в стерео с помощью различного рода спецэффектов, на этапе сведения, чем заставить плохую стерео-запись звучать хорошо. Тем более, при удачном расположении единственного микрофона в правильном месте, добавление второго для создания стерео становится простым действием». [7]