Картине акустической обстановки и диффузных признаков удаленности

Есть ли нонсенс в том, что слушатель при восприятии сте­реофонической программы не получает акустических сигна­лов сзади? С точки зрения естественных понятий физичес­кой и архитектурной акустики — да. С точки зрения физиологии слухового восприятия — да. Но не надо забывать, что физические и физиологические законы в искусстве все­гда уступают место психофизиологии, чувственным сферам. Биологическая история человеческого слуха тысячелетиями воспитывала способности ощущать в различных обстоятель­ствах достоверность при отсутствии информационной пол­ноты. Это явление называется инвариантностью ощуще­ния, и в нем один из важнейших аспектов формирования психологии восприятия звука и зрелищ.

Применительно к нашей теме можно сказать, что в есте­ственных акустических условиях, например, в концертном зале человек слышит суммарный, в том числе и диффузный, звук, обращаясь взглядом в сторону сцены, и не отдавая себе отчета в направлениях прихода звуковых волн не только спе­реди, но и сзади. Здесь уже можно говорить о некой психо­физиологической иллюзорности восприятия, то есть о том, что мы слышим сзади отражённые звуки, не видя их источ­ника. И никакие ощущения неестественности при этом не возникают. Следовательно, справедливо утверждение, что восприятие стереофонической картины, излучаемой парой расположенных только впереди громкоговорителей отнюдь не снижает достоверности оттого, что задние акустические источники отсутствуют.

Стремление расширить пространственные границы в фо­нографии путем восполнения недостающей информации привело к появлению квадрофонических систем звукопере-дачи, где задняя пара аудиомониторов излучала преимущест­венно реверберационные сигналы (мы не говорим здесь об эстетических экспериментах в попытках создания новых фонографических жанров). Квадрофония просуществовала недолго. И причины тому кроются не только в технической громоздкости и дороговизне высококачественных 4-каналь-ных систем, но и в том, что в стремлении к увеличению

реалий непроизвольно вскрылась своя противоположность — уход от искусства, условности которого всегда (и не только в фонографии) рождали некоторые формальные ограничения, специфически присущие тому или иному художественному виду.

И ограничения в стереофоническом пространстве, когда виртуальная звуковая картина сосредоточена в пределах между двумя громкоговорителями, не препятствуют эстети­ческому восприятию, как и не снижает эмоционального воз­действия картинная рама в живописи.

Разумеется, максимально убедительное впечатление бу­дет получено только тогда, когда доля диффузных компонент в фонографическом изображении станет оптимальной с эс­тетической точки зрения, а сам характер диффузного звука будет тесно коррелирован с прочими компонентами звуко­вой картины как технически (имеется в виду качественная, а не количественная сторона), так и концептуально. Сказан­ное нужно понимать так: диффузные звуки, реверберацион-ная картина в художественном изложении не должна быть автономной, вырванной из контекста, фиксировать на себе отдельное внимание слушателя.

Акустическая обстановка в фонографии реализуется од­ним из двух способов (или их комбинацией) — микрофонной передачей реверберационного процесса в тонателье, либо созданием искусственной реверберации. Анализ первого слу­чая требует небольшого исторического экскурса.

При изображении диффузного звукового поля в монофо­нии, не передающей непосредственно широтных признаков акустических объектов, использовались естественные или искусственные задержки реверберационных сигналов по от­ношению к прямым. Временная дистанция в психоакустике впрямую ассоциируется с дистанцией геометрической, поэто­му сдвиги сигналов дополняли ощущения глубины в звуковой картине, усиливали пространственные впечатления. Отсю­да — традиционное существование так называемого «даль­него микрофона».

На рис.5-19: Мд — «дальний» микрофон, Мо — «обзорный» («общий») микрофон, Т зад. — время задержки, пропорцио­нальное расстоянию S между этими микрофонами при ско­рости звука V = 343 м/сек.

Сигнал «дальнего» микрофона представляет, по сути дела, задержанный прямой сигнал источника с явно выраженной

Рис. 5-21

Рис. 5-20

Рис. 5-19

диффузной окраской, которая, собственно говоря, и переда­вала акустическую обстановку.

Появившиеся впоследствии устройства для создания ис­кусственной акустической диффузности (листовой и пружин­ный ревербераторы) формировали, практически, синхронную реверберацию. Во всяком случае, задержка их выходных сиг­налов по отношению ко входным не превышала единиц мил­лисекунд, что не соответствовало естественным акустическим процессам в помещениях с большими объемами. Возникла идея использовать для работы этих устройств сигнал того же «дальнего» микрофона с целью увеличения времени задерж­ки, дабы превратить создаваемую тогдашними реверберато­рами гулкость в подобие акустической атмосферы.

Традиция — вещь косная. И потому с появлением стерео­фонии «дальний» микрофон продолжали использовать в пре­жнем качестве. Между тем, стереофоническое изложение протяжённостей акустических объектов привело к обнаруже­нию несоответствий между различными пространственны­ми коррелятами, в частности, между временем задержки сиг­налов «дальнего» и «ближнего» микрофонов и формой реверберационного процесса, либо соотношениями квазираз­меров двух изображений, даваемых этой микрофонной парой. Возникло то, что нынче относят к области так называемых

акустических дисторсий или пространственных иска­жений. Применение микрофонных или электрических задер­жек для искусственной реверберации также сопровождалось известным произволом, ибо выбор величины задержки и про­чих реверберационных параметров носил, как правило, слу­чайный характер, без учета взаимосвязей.

Указанные противоречия особенно бросаются в глаза (в уши) при проведении записей в естественных акустичес­ких условиях. Действительно, слушатель в концертном зале получает суммарную звуковую информацию, находясь на од­ном месте. Тогда о какой же фонографической достоверности можно говорить, если сигналы приема прямых и диффузных волн получаются из разных точек пространства, расстояние между которыми иной раз приводит к временному разрыву, выходящему за пределы слитного восприятия?

Но если расположить односторонне направленные стерео­фонические совмещенные микрофоны, как показано на рис. 5-20, то задержки отражённых сигналов будут строго соот­ветствовать акустическим процессам в концертном зале или тонателье, и для любого расстояния R от источника до мик­рофонной группы Мд / Мо все временные параметры свяжут­ся самым естественным образом, характерным именно для данного помещения в данной его точке.

Нечто подобное получается и при использовании одной АВ-стереопары из ненаправленных микрофонов со взаимным расстоянием порядка бинауральной базы, то есть 16-20 см. (рис.5-21). Но, как уже говорилось, для близких источников нельзя не учитывать разность хода звуковых волн от одних и тех же точек объекта до левого и правого микрофонов, дабы не нарушать стационарности звуковой картины.

Разумеется, сказанное не накладывает вето на использо­вание любых иных способов микрофонной передачи акусти­ческой атмосферы, в том числе и традиционных. В конце кон­цов, цель диктует выбор средств, а результат оценивается на слух. Но если запись не должна привлекать внимание про­странственной ненатуральностью, то не следует пренебрегать объективными, естественными закономерностями.

Во всех случаях желательно, чтобы симметрия во взаи­моположении микрофонов и объекта носила не только зрительный, но и акустический характер. Поэтому в зоне на­хождения микрофонов предпочтительна максимальная диф-фузность, однородность и изотропность звукового поля.

Характеристика направленности стереомикрофона Мд, обращенного в тыл пространства, заметно влияет на слухо­вое ощущение объемных границ. Чем выше осевая избира­тельность микрофона (острее диаграмма направленности), тем лучше передается конечная неизоморфность общей аку­стики, что и делает более детерминированными левое и пра­вое направления. Правда, при этом уменьшается поперечная слитность диффузного изображения.

Мы наблюдаем противоположное, если диаграмма направленности у микрофона Мд, по тем или иным причи­нам, — круговая. Компактность общеакустического ква­зипространства возрастает настолько, что его горизонталь­ная протяженность почти отсутствует. Это объясняется тем, что у вертикально совмещенных ненаправленных сте-реомикрофонов горизонтальные составляющие диффуз­ного поля, собственно свидетельствующие о ширине пространства, являются, практически, одинаковыми для нижнего (левого) и верхнего (правого) приемников. Для ча­стичной компенсации этого недостатка можно нена­правленный стереомикрофон Мд располагать горизон­тально.

Заметим, что круговая характеристика направленности у микрофона Мд передает ему часть функций микрофона Мо, что снижает возможность избирательного дозирования сиг­налов, полученных от прямых и диффузных волн.

Существуют микрофонные конструкции, содержащие в одном блоке две электроакустически согласованные стерео­пары. Они идеально подходят для описанной передачи акус­тической обстановки с сохранением естественных ощуще­ний. Но иной раз возникает желание усилить впечатление пространственной глубины. В таком случае можно располо­жить стереомикрофоны Мо и Мд на увеличенном расстоянии друг от друга. Следует только помнить, что слишком боль­шая дистанция приведет к упомянутым пространственным аномалиям в фонографическом изображении. Для источни­ков с импульсным характером звуковых атак это явление может наступить уже при расстоянии свыше 2-2,5м. (аку­стическая задержка порядка 7 мсек.). И в этом случае, как всегда, нужно драматургическое обоснование такого рисун­ка акустического пространства.

Работая в студийных условиях, нужно искать такие зоны тонателье для расположения исполнителей и микрофонов,

чтобы получаемые пространственно-диффузные фонографи­ческие компоненты максимально отвечали бы режиссерской концепции. Этот поиск, выполняемый обычно с ассистентом, проводят в две стадии. Расположившись в центре зала (об­ласть наибольшей вероятностной акустической изотропнос­ти), звукорежиссер предлагает ассистенту перемещаться в разные участки тонателье, и там хлопать в ладоши, петь или играть на музыкальном инструменте; при этом оценивается характер и степень «акустического возбуждения» зала. Таким образом выбирается оптимальное из всех возможных место расположения исполнителей. Далее, ассистент устанавлива­ет направленный стереомикрофон поочередно в нескольких местах тонателье, всякий раз ориентируя его тыльной сторо­ной к исполнителям, а звукорежиссер, слушая в аудиомони-торах диффузную картину, выбирает зону нахождения этого микрофона сообразно художественному замыслу. Разумеет­ся, если пространственный (Мд) и общий (Мо) микрофоны конструктивно объединены, то поиск на второй стадии целе­сообразно проводить для всего микрофонного блока.

Недостаточность или эстетическая непригодность естест­венной диффузной акустики, часто встречавшаяся в фоно­графической практике, заставила искать способы создания искусственной реверберации. Не вдаваясь в историю этого вопроса, мы на этих страницах не будем изучать сравнитель­ные характеристики музейных камер эхо, пружинных, листовых и магнитных ревербераторов. Скажем сразу, что в сегодняшних электроакустических комплексах почти исключительно применяются цифровые приборы или компью­терные программы, лучшие из которых имитируют ревербе-рационные процессы с очень высоким качественным прибли­жением. Пользовательский сервис этих устройств позволяет варьировать многие параметры реверберации, определяющие характер искусственного акустического пространства:

1. Стандартное время реверберации на средних частотах.

2. Относительный подъем / спад времени реверберации
на частотах ниже / выше точки разделения частотных диа­
пазонов.

3. Положение этой точки на частотной оси.

4. Ширину спектральной полосы возбуждения ревербера­
тора.

5. Ширину спектральной полосы выходного сигнала.

6. Время задержки между появлением входного сигнала и
началом реверберационного процесса.

7. Форму нарастания и спада диффузного звука (харак­
тер затухания).

8. Наличие / отсутствие дискретной картины ранних от­
ражений, их количество и уровень.

9. Степень диффузности реверберационного процесса.

10. Относительные размеры имитируемого пространства
(во многих приборах вариации этого параметра автоматичес­
ки корректируют большинство прочих, зависящих от вели­
чины объема помещения).

11. Широтно-пространственную геометрию ревербераци-
онной картины.

12. Имитацию субреверберационных пространств (сцены,
куполов, галерей, т.п.)

Если приведенный список требует специальных коммен­тариев, то читателю нужно обратиться к фундаментальной литературе, например к книге В. В. Фурдуева «АКУСТИЧЕС­КИЕ ОСНОВЫ ВЕЩАНИЯВпрочем, предполагается, что будущие звукорежиссёры изучают акустические процессы в закрытых помещениях.

Ясно, что при творческом использовании электроакусти­ческих приборов звукорежиссер обладает богатейшими изоб­разительными возможностями. Скажем только, что указан­ные вариации дают хорошо ощутимые слухом изменения акустической обстановки, которая изначально может быть «сконструирована» по чисто формальным признакам (объем, задержка, время реверберации, т.д.), а затем уточнена по любому из параметров.

Как ни странно, при использовании приборов искусствен­ной реверберации существуют сложности, связанные с уста­новкой времени реверберации, изменяемого в этих устрой­ствах в довольно широких пределах— (0,3-60) секунд. Возникают проблемы психологического характера, ибо хочет­ся, чтобы выбор этого параметра подчинялся лишь художе­ственным соображениям, а наличие длительных отзвуков иной раз неблагоприятно влияет на гармоническое движе­ние, в особенности в эстрадной музыке, где оно подчиняется определенным ритмическим закономерностям. В таких слу­чаях полезно знать о том, что в слуховом ощущении время

реверберации — вещь относительная, и что в некоторых пре­делах одно и то же пространственное впечатление сохраня­ется при снижении времени реверберации с одновременным увеличением уровня диффузного звука (или наоборот, — вспомним понятие об эквивалентной реверберации).

А если реверберационный сигнал вредит гармонической музыкальной структуре, функциональным сменам, то, учи­тывая экспоненциальный характер акустического затухания и величину маскировки предшествующих отзвуков последу­ющими порядка 14-20 дБ, можно рекомендовать выбор мак­симального времени реверберации для музыкальных про­грамм не более ~ 3t, где t— временной интервал между гармоническими изменениями.

То же самое следует сказать и о других деталях ритмичес­ких структур, чёткость которых от реверберирования может пострадать. Нельзя забывать и о том, что чрезмерная ревер­берация заметно уменьшает контрастность динамических оттенков.

Особое внимание нужно уделить методам формирования входных сигналов для устройств искусственной ревербера­ции.

Казалось бы, априорным способом можно считать подачу на вход реверберирующего прибора суммарного сигнала фонографической программы, полагая, по аналогии, что в ес­тественных условиях все звуковые источники одинаково воз­буждают акустический объем. Но, к сожалению, это справед­ливо лишь со статистической точки зрения. Акустическая же динамика в реальных помещениях весьма гибко следует за­конам направленности излучения отдельных источников или их групп. На формирование как ранних, так и слитных от­звуков влияет взаиморасположение источников, временные сдвиги отдельных звуковых атак по отношению к предыду­щим стадиям реверберационного процесса и т.п. Многое из этого определяет еще и стереометрию диффузной картины.

Увы! Происходящее в электрических цепях не бывает адек­ватно натуральной акустике закрытых помещений, где все параметры подчинены огромному количеству есте­ственных взаимосвязей. Отсюда— пространственный дисбаланс, усугубляющийся еще и тем, что подавляющее большинство стереофонических устройств искусственной реверберации имеют один вход возбуждения и псевдостерео­пару на выходе.

В этих случаях необходимо организовать такую коммута­цию входных и выходных сигналов, чтобы тенденции азиму­тального изображения в искусственной реверберационной картине были подобны стереофонической панораме прямых звуков. Иначе для квазиисточников, расположенных у како­го-либо края стереобазы диффузные сигналы будут ими же замаскированы, а отзвуки от этих объектов воспримутся пре­имущественно с противоположного направления. Чтобы это­го не происходило, целесообразно использовать два ревербе­ратора (см. условный рисунок 5-22).

Разумеется, реверберационные параметры и уровни пе­редачи для обоих приборов должны быть идентичными. Ширина левой и правой половин диффузного изображения устанавливается панорамными регуляторами по правилам, существующим для квазиобъектов вообще. Необходимо толь­ко следить за тем, чтобы центральная часть картины не вы­делялась в особую зону преобладания или, наоборот, недо­статочности общеакустического рисунка.

В конструкциях профессиональных высококачественных устройств, имеющих стереофоническую входную коммута­цию, все вышеизложенные обстоятельства учтены.

Пространственный дисбаланс может быть устранен путем дополнительной избирательной подачи на вход реверберато­ра сигналов тех квазиисточников, доля которых в диффуз­ной картине оказывается недостаточной.

Суммарный же уровень общеакустических компонент, как при использовании естественной акустики, так и в случае ис­кусственной реверберации не должен превышать величины, достаточной для ее убедительного ощущения. В противном случае фонографический рисунок будет «замутнен» излиш­ней звуковой диффузией, потеряет пространственную и ди­намическую рельефность, тембральную дифференцирован-ность. Исключения составляют лишь случаи нарочитой, драматургически обоснованной пространственной гипертро­фии, связанной, как правило, с изложением больших удале­ний (формально — геометрического, а образно — и времен­ного характера).

Слуховой оценкой недостаточности акустической атмосферы в звуковой картине часто является ощу­щение громкоговорителей как собственно источников звука. Нет нужды пояснять, насколько в этом случае восприятие фонографии станет непрогнозируемо