Музыкальных инструментов

Можно провести деление существующих музыкальных ин­струментов на ударные, щипковые, смычковые и духовые. Такая классификация отражает способ возбуждения колеб­лющегося элемента — струны, пластины, мембраны, язычка (трости), столба воздуха. Среди перечисленных, пластины и мембраны, в подавляющем большинстве случаев, являются также и излучателями звука. Собственно источником звука является и колеблющийся воздушный поток. Струна, сама по себе, даёт ничтожно слабую акустическую энергию; для её усиления струны через специальные опорные конструк­ции соединяются с декой, обладающей большой излучающей площадью. Акустические фильтры (резонаторы), имеющиеся и том или ином виде почти во всех инструментах, выполняют

много функций: в духовых они являются элементами, фик­сирующими высоту звуков, в струнных и фортепиано — обес­печивают тембральные качества, межрегистровую баланси­ровку, в некоторых ударных— играют роль акустических усилителей.

Приведенная классификация несколько отступает от тра­диции. Дело в том, что учебники по акустике музыкальных инструментов, гораздо более подробно освещающие то, о чём здесь говорится вскользь, не всегда уделяют внимание раз­нице в характере направленности призвуков от возбуждения и излучаемых полезных звуков. Между тем, проблемы, воз­никающие при микрофонном приёме музыкальных источни­ков, часто связаны именно с этими обстоятельствами.

Согласно законам акустической механики, реакция воз­буждаемого элемента всегда направлена встречно возбуж­дающему усилию (удару, щипку, смычковому сцеплению), по той же линии. Заметим, что микрофон, направленный по азимуту этой реакции, подчёркнуто передаст призвуки, свя­занные с атакой звука.

Наиболее отчётливо это наблюдается у ударных инстру­ментов, особенно у интонирующих— вибрафона, ксилофо­на, маримбы, когда изменение акустического ракурса от вер­тикального (перпендикулярно брускам, по линии ударов) до горизонтального существенно изменяет громкостнои баланс между атаками и послезвучанием. У перепончатых ударных (барабанов, литавр) атака звука также наиболее ярка в на­правлении, строго противоположном удару.

Спектр возбуждения изобилует высокочастотными со­ставляющими. У музыкальных инструментов, снабжённых деками, направленность излучения не постоянна во всём зву­ковом диапазоне. Колебания деки имеют сложный спектраль­ный состав; вблизи её излучается плоская волна, направлен­ная перпендикулярно деке, что особенно справедливо для звуков верхних регистров, а также сигналов атак и оберто­нов. Направленность же излучения основных тонов нижних регистров, практически, отсутствует.

На рисунках 3-1 и 3-2 стрелками а и b показаны преиму­щественные направления, в которых у струнных и ударных музыкальных инструментов распространяются шумы, связанные со звукоизвлечением. Напротив, азимуты по стрелкам си d, соответствуют минимуму этих призвуков. Гео­метрия подсказывает простой вывод: в большинстве случаев

Рис.3-1

направление при микрофонном приёме под углом = 45° к из­лучающей поверхности (деке) обеспечивает наиболее мягкое звучание источника. Именно такие микрофонные азимуты используются, если драматургия записываемого произведе­ния не требует какой-либо тембральной специфики, когда указанные призвуки желательны.

Направленность излучения у роялей требует дополнитель­ных комментариев. Только наличие деки и струн с их удар­ным возбуждением объединяет этот инструмент в рассмат­риваемом аспекте с прочими, приведенными на рисунках. Но в акустическом механизме роялей действуют резонаторы, определяющие тембры конкретных моделей фортепиано. Направленность излучения этих резонаторов — вертикаль­ная, и она особенно проявляется при малых расстояниях от их горловин. Звучание рояля, прослушиваемое или микро-фонизированное вблизи резонаторов, обладает специфичес­кой окраской, нарочитая передача которой в фонографии не исключается, хотя требует драматургических обоснований. В таких тембрах встречается и гнусавость, и «жирность», и жёсткость, и пронзительность. Совокупный звук фортепиа­но образуется на расстоянии, не меньшем 70-100 см., как от центральной части струн и деки, так и от молоточков. При этом возможен выбор разных точек «акустического взгляда» на инструмент: из-за спины пианиста, где наиболее актив­на, так сказать, ударная составляющая, с хвостовой сторо­ны, — там края деки и струн изобилуют излучениями наибо­лее высоких обертонов, или в срединном направлении, наиболее привычном для филармонических слушателей. От­крытая под углом ~ 45° крышка рояля дополняет его звуча­ние тембральными деталями, излучаемыми декой вверх плос­ким фронтом. Эти акустические волны, когда их длина существенно меньше размеров крышки (что справедливо для спектральных компонент > 500-1000 ГЦ.), отражаются в го­ризонтальном направлении.

При обычном слушании крышка рояля выполняет, конеч­но, полезную функцию. Но для близко расположенного мик­рофона, в точке его нахождения возможна интерференция между прямыми и отражёнными излучениями деки, что при­водит если не ко громкостной, то, по меньшей мере, к темб­ральной неоднородности фортепиано. В таких случаях бы­вает целесообразно удалять крышку.

Для максимального сглаживания атак в фортепианных звуках используют низкие позиции микрофонов, вплоть до расположения их под инструментом. Но такой акустический ракурс может оказаться невыгодным из-за повышенной вос­приимчивости микрофонов ко всяким призвукам, в частно­сти, шумам педального механизма. Впрочем, как будет пока­зано в главе «МИКРОФОННЫЙ ПРИЁМ АКУСТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ»,природа таких шумов часто бывает связана с вибрацией корпуса рояля и пола под педальной рамкой.

Пианино, по существу, не является студийным музыкаль­ным инструментом. В редких случаях с ним приходится иметь дело во внестудийных условиях. Можно отметить три основных азимута акустической направленности пианино. Из-за спины пианиста наиболее ярко слышны атаки звуков, в особенности, если снята передняя крышка инструмента. Часто оптимальной является суммарная направленность из­лучения внутреннего объёма пианино, с установленной пе­редней крышкой и поднятой верхней; при этом эмпирически подбираются расстояние до инструмента и угол «акустичес­кого зрения». Третий вариант использует то обстоятельство, что дека пианино открыта с двух сторон. «Задний» азимут даёт большую спектральную насыщенность при минималь­ной активности атак, но в этом случае только качество инст­румента, в частности, его деки, может гарантировать темб-ральную и громкостную сбалансированность во всех регистрах.

У медных духовых (амбюшурных) инструментов звуковая волна излучается раструбом. Чем выше исполняемая нота, тем более плоский фронт волны, и направленнее излучение. Это особенно проявляется в непосредственной близости от инструмента. Но надо помнить, что вблизи раструба ощутима аэродинамическая составляющая сигнала — движение воз­душной массы, и это диктует особые требования к микрофон­ной технике (см. главу «МИКРОФОННЫЙ ПРИЁМ АКУ­СТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ»).Акустический ракурс обычно выбирается с учётом специфики амбюшурных инструментов, музыки и традиций исполнения. Так, к примеру, вполне при­вычно, что у валторн, раструбы которых в оркестре направле­ны в сторону и назад от слушателей, звук матовый, мягкий, слегка приглушённый и, казалось, лишённый обертонов, осо­бенно в pianissimo. Примерно то же можно было бы сказать

и о тубе, раструб которой направлен вверх. Но этот инстру­мент, звучащий, в основном, в контроктаве и субконтрокта-ве, излучает почти сферическую волну, ненаправленную в принципе, так что «заглядывать» к нему в раструб можно толь­ко ради подчёркивания высших гармоник, придающих звуку тубы жёсткость или резкость.

А вот её собрат по регистру— сюзафон, применяющийся и традиционных джазовых ансамблях «диксиленд», имеет раструб, направленный в сторону слушателей, отчего звуча­ние более конкретно, сфокусированно.

В группе тромбонов, у которых соотношение размеров раструба и длины волны излучения при игре в первой и вто­рой октавах делает эти инструменты весьма направленны­ми, может встретиться экзотический представитель — эффо-ниум, имеющий два раструба. Нижний, меньшего размера, направлен к слушателю, но плоская волна излучается им лишь в звуках верхнего регистра, дополняя их акустической яркостью за счёт азимутальной концентрации. А направлен­ный вверх больший раструб придаёт эффониуму мягкое зву­чание, особенно на низких нотах. При этом нижний раструб излучает обертоны, сохраняя тембральную полноту инстру­мента во всём рабочем диапазоне.

Раструбы язычковых духовых инструментов полностью излучают звук лишь на самой низкой ноте рабочего диапазо­на, когда закрыты все клапаны. Остальные звуки по своей направленности связаны с аппликатурой инструментов. Это не подлежит простому описанию, можно только указать на определённую тенденцию: чем выше регистр, тем ближе зона излучения к мундштуку.

Особые свойства направленности проявляют флейты. Их звук генерируется у лабиума, где создаётся вихревой поток с частотным спектром, близким к шумовому. Комбинации от­крытых и закрытых клапанов меняют параметры акустичес­ких резонансов флейты, соответственно, высоту звучания. Нo, в отличие от других духовых инструментов, здесь область мундштука является постоянно излучающей, причём фронт звуковой волны близок к шаровой. В то же время, вблизи губ флейтиста действует мощная аэродинамическая струя, по­этому соблазн помещать микрофон прямо у мундштука флейты, во имя сверхкрупного фонографического плана, тре­бует надёжной защиты электроакустического приёмника от

«задувания». Тем не менее, такой способ звукопередачи в сво­ём существовании должен быть бескомпромиссен, ибо даже небольшое удаление микрофона от мундштука, если и облег­чит аэродинамический режим, приведёт к ощутимой гром-костной неравномерности приёма: в аппликатурных комби­нациях с открытыми верхними клапанами направленность их излучения станет резко определяющей, чего не происхо­дит, например, при исполнении ноты СИ малой октавы, когда все клапаны закрыты, а излучающим является выход­ное отверстие флейтовой трубки. Тогда уже надо удалять мик­рофон от исполнителя до тех пор, пока указанная неравно­мерность не исчезнет (на практике — до 1-1,5 метров).

Подобные рекомендации относятся ко всем инструментам группы деревянных духовых, где клапаны распределены вдоль мензуры.

Воздушный толчок при звукоизвлечении на духовых ин­струментах приводит к появлению так называемой постоян­ной составляющей и асимметрии звукового сигнала на ста­дии атаки. Особенно это свойственно медным духовым с коротким воздушным недемпфированным путём, например, тромбонам. Это явление естественное, в большой степени определяющее априорный тембр инструмента, и вряд ли сто­ит компенсировать постоянную составляющую с помощью существующих компьютерных опций типа «DC offset»(см. главу о редактировании фономатериалов).

Стуки клапанов духовых инструментов в максимальной степени распространяются по линии их движения, что сле­дует учитывать в случае близкого микрофонного приёма. В том же направлении ориентировано «шипение» воздушных струй у деревянных духовых, в особенности у кларнетов. Для снижения заметности таких призвуков иногда бывает доста­точно изменить акустический ракурс на 90 ° по горизонтали.

Струнные щипковые инструмены излучают призвук соб­ственно щипка по линии движения медиатра или ногтей (у гитаристов). Эти же компоненты звуков, как высокочастот­ные, излучаются по нормали к деке.

В направлении движения смычка у скрипок, струнных альтов, виолончелей и контрабасов наиболее отчётливо слышны «канифольные» призвуки. Вблизи эф этих инстру­ментов в спектрах звуков возрастают составляющие нижних формант (см. § 3-2).

Что до человеческого голоса, то не следует считать, буд­то рот является его единственным излучателем. Опыт показывает, насколько восприимчивы направленные мик­рофоны к акустической работе грудной клетки, гайморовой пазухи, подгортанной области, то есть анатомических полостей, наличию которых обязано существование спек­тральных формант, в особенности у профессиональных пев­цов. Соответственно, вертикальное изменение акустическо­го азимута в ближнем плане, от уровня грудной клетки до верхней части головы заметно варьирует тембр голоса от насыщенного в низкочастотной области, мягкого и округ­лого, до острого, звенящего, плоского, с преобладанием вы­сокочастотных формант. Излучение же вблизи рта чревато преобладанием естественных призвуков — причмокиваний, «всхлипывающих» вздохов, пр. Так же подчёркиваются ши­пящие, свистящие и звонкие согласные звуки. Разумеется, с удалением от микрофона человеческий голос интегриру­ется в единый акустический продукт.

Баяны, гармоники, аккордеоны излучают звук в двух азимутах, в соответствии с регистрами левой и правой рук исполнителей. Казалось бы, это несложно учитывать при работе на малых расстояниях до них (рис. 3-3). Но боль­шинство звуков этих инструментов распространяется не только в направлении ближайшего микрофона, — к ним будет восприимчив и другой. Тогда, при суммировании мик­рофонных сигналов из-за спонтанного текущего сдвига их фаз (что связано с разными расстояниями до излучающих областей инструмента), произойдёт электрическая интер­ференция, приводящая к заметной громкостной неравно­мерности исполняемых звуков. Если же в стереофоничес­кой картине сигналы данных микрофонов передавать сепаратно в левый и правый каналы воспроизведения (а это может быть обосновано изложением гипертрофированных размеров объекта), то неизбежны как разрыв звукового изображения в середине, так и его «размазанность» из-за той же фазовой неразберихи (см. главы «ФОНОГРАФИЧЕС­КАЯ КОМПОЗИЦИЯ»и «ФОНОГРАФИЧЕСКАЯ СТИЛИ­СТИКА»).

Ситуация в корне изменится, если для звукопередачи выбрать большее расстояние между инструментом и ми­крофоном (в этом случае он может быть и один). Тогда сум­марный звук не будет характеризоваться актуальными

направленными свойствами, и его межрегистровая сбалан­сированность определится только исполнителем.