Источников звука

До сих пор мы рассматривали тембральные качества ис­точников звука, не говоря о той окраске, что создаётся акус­тическим полем помещения, в котором они располагаются. Между тем, реверберационные процессы оказывают такое неотъемлемое влияние на звучание музыкальных инструмен­тов, человеческих голосов и некоторых источников шума, что люди воспринимают тембральную смесь прямых и диффуз­ных акустических волн почти как априорную категорию, точ­нее, условно априорную, ибо каждое помещение вносит в звук свой неповторимый цвет.

Наиболее существенные воздействия реверберации при­водят к следующему: • изменяется временная структура акустических сигналов,

характер атак и затуханий.

• изменяется спектральная характеристика звука, воспри­
нимаемого слушателем, удалённым на такое расстояние
от источника, когда интенсивности прямых и отражён­
ных (диффузных) волн становятся соизмеримыми.

• сглаживается тембральная динамика, благодаря чему ни­
велируется колористическая пестрота, свойственная,
к примеру, духовым музыкальным инструментам при пе­
реходе из нижних регистров в верхние или наоборот; по­
добная тембральная неоднородность бывает заметна
в soloструнных инструментов при переходе с одной стру­
ны на другую.

Трансформация временных параметров вполне очевидна, ибо реверберационный процесс — явление инерционное, как в начальной, так и в конечной стадиях, следовательно, ощу­щаемые в диффузном акустическом поле атаки и затухания звуков кажутся более длительными. При этом необходимо учитывать психоакустические феномены, связанные с дей­ствием зрения, обостряющего избирательность слухового восприятия в направлении источника, в отличие от электро­акустической звукопередачи, где собственно источниками звука становятся громкоговорители, воспроизводящие сум­марные сигналы прямых и диффузных волн.

Сообщение о сглаживании тембральной пестроты тоже, вероятно, не требует особых доказательств; достаточно и здесь ссылки на инерционность диффузного звукового поля. А вот пункт об изменениях спектрального акустичес­кого состава нуждается в более подробных комментариях, так как существуют, по меньшей мере, три причины этих изменений.

Во-первых, в точке прослушивания или микрофонного приёма всегда действует текущая интерференция между зву­ковыми волнами, излучаемыми непосредственно источни­ком, и волнами ранних, пока еще направленных отражений, благо они наиболее коррелированы. Это явление приводит к образованию почти гребенчатой характеристики, когда че­редуются усиленные и ослабленные спектральные области, где могут быть сосредоточены, в частности, форманты музы­кальных инструментов. Эффект особенно заметен в неболь­ших, узких залах с хорошо отражающими поверхностями. Малые длины свободного пробега акустических волн, ничтож­ное поглощение в воздухе на стадии ранних рефлексов, — всё

это способствует максимальному проявлению интерференци­онной картины.

Рис. 6-3

Надо сказать, что получаемая таким образом неравномер­ность спектра отражается не только на формантах. Запись органов с большим спектральным составом не только прекрас­но иллюстрирует сказанное, но и являет примеры тому, как в результате незначительных перемещений микрофона можно даже выделять или ослаблять отдельные ноты в составе ак­кордов широкого расположения. Действительно, представим себе, что микрофон (для простоты — монофонический) распо­ложен в точке, где разность хода волн приводит к интер­ференционному уменьшению звукового давления на частоте 392 Гц (нота солъ первой октавы; длина волны излучения ос­новного тона— 86,7 сантиметров) (см. рис. 6-3).

Это означает, что второй звук аккорда

будет заметно тише соседних.

Но достаточно сместить микрофон приблизительно на 43 см. в направлении предполагаемого отражения или в сто­рону органных труб, как громкостной баланс аккорда изме­нится в пользу звука солъ.

Аналогичная ситуация наблюдается иногда при передаче фортепианной музыки.

Однако бояться этого явления не следует. Оно не слиш­ком распространено, и существует, преимущественно, в за­лах с такой архитектурной акустикой, где локальные отра­жения преобладают над диффузными волнами, достаточно «перемешанными» в пространстве и времени. И потом, нали­чие описанного эффекта в какой-то области зала следует вос­принимать как убедительный совет не использовать таковую для установки микрофона, если спонтанная неравномерность спектра претит естественному ожиданию.

Но иногда интерференционное изменение уровня форман-тных или обертоновых спектральных зон успешно применя­ется в фоноколористических целях, причём результат оказы­вается гораздо натуральнее, нежели в случаях электрической коррекции. Для этого в разных точках зала, на сравнительно небольшом расстоянии от источника, где интерференция ещё актуальна, устанавливается несколько микрофонов, сигна­лы которых сравниваются друг с другом; таким способом выбирается оптимальный вариант.

Влияние интерференции снижается, если слушатель (микрофон) либо значительно приближается к источнику звука, что бывает ущербно в смысле эстетики восприятия, либо удаляется от него, насколько это возможно; в обоих слу­чаях энергии прямых и отражённых волн становятся несо­измеримыми. Но большое удаление от источника, помимо возрастания акустического отношения, приводит к увеличе­нию двух других фоноколористических эффектов, связанных с диффузным звуковым полем.

На сей раз мы сталкиваемся уже с собственно ревер-берационной окраской. Действует не статистическая, а волновая составляющая акустической диффузии, когда в помещении возбуждаются колебания, не только совпада­ющие, но и очень близкие по частотам к тем или иным компонентам спектра сигнала источника. За счёт этого тембр уплотняется, становится сочнее и ярче. Качествен­ные изменения катализируются ещё и тем, что процесс спектрального наполнения происходит с едва ощутимой задержкой во времени, отчего возникает впечатление, буд­то новые краски рождаются самими звуками, сливаясь бу­кетом своих цветов с тем, что излучают музыкальные ин­струменты.

И наконец, архитектурная специфика некоторых помеще­ний дополняет происходящее в них собственными резонанса-ми. Пусть они возбуждаются компонентами исходного звука, их энергия настолько велика, что они воспринимаются, как чужеродные (разумеется, в физическом, а не эстетическом смысле). Такое наблюдается в храмах с акустически резониру­ющими куполами, залах с галереями и присущей им субре­верберацией. Эта окраска используется в фонографии не толь­ко для создания определённых настроений, но и как способ изложения конкретной семантики, изображения места дей­ствия. В спектрах суммарных сигналов такая колористика про­является, как некая новая, псевдоформантная область; её сте­пень может корректироваться изменениями микрофонных позиций или расположения источника. И голос солиста, зас­тавляющий звучать какую-либо архитектурно-акустическую нишу, окрашивается богатыми свежими тонами; создаётся звуковая аура, иной раз совершенно экзотическая.

Окраску звука за счёт интерференции и реверберации можно создавать, конечно, с помощью электронных уст­ройств. Так, задержанный во времени сигнал, суммируясь с исходным, обеспечивает текущую электрическую интерфе­ренцию, что приводит к последовательному по спектру сло­жению — вычитанию разных составляющих, иначе говоря, реализуется гребенчатый фильтр. Чтобы процесс не затра­гивал область основных тонов музыкального источника, вре­мя задержки должно быть не более четверти периода колеба­ния для самой высокой из исполняемых нот. В большинстве практических случаев эта величина не превышает 1 мсек., следовательно, при такой обработке звукового сигнала не слишком заметны пространственные эффекты, описанные в главе «ФОНОГРАФИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ».

Надо сказать, что убедительная окраска звука с помощью реверберирующих электронных устройств может быть про­изведена, практически, без изменения ощущаемого акусти­ческого отношения в виртуальном звуковом источнике, если время искусственной реверберации составляет доли секун­ды, а то и вовсе единицы миллисекунд. При этом «цвет» ок­раски создаётся формированием избирательной спектраль­ной характеристики диффузного сигнала (выходного сигнала ревербератора). С точки зрения психоакустики, воспринимаемый продукт ассоциируется с работой тех или иных естественно-акустических резонаторов, порождающих

форманты музыкальных инструментов или человеческого голоса.

В главе, посвященной редактированию фонографии, бу­дет показано, что подобная обработка легко достигается с по­мощью компьютерных звуковых станций.

Заметим, что непосредственное применение искусствен­ной реверберации в колористических целях не даёт резуль­тата, полностью аналогичного натуральному, ибо, в отличие от естественных акустических процессов, почти все исполь­зуемые сегодня электронные устройства не генерируют соб­ственные колебания, спектр которых максимально коррели­рован со спектром входного сигнала, а лишь формируют последовательные многократные «отражения», постепенно уплотняющиеся во времени. Разумеется, добавка такого про­дукта вносит в звук определённую окраску, но для её ощути­мого появления необходимы дозировки, большие, нежели при использовании акустических свойств помещений или хотя бы механических ревербераторов (пружинных или листовых), к сожалению, вышедших из употребления. Можно, впрочем, рекомендовать цифровые устройства с программами «REVERB GATE»,у которых либо имитируется только началь­ная стадия реверберационного процесса, либо диффузные сигналы прекращаются с исчезновением входных; таким об­разом, звуковой материал не подвергается излишнему влия­нию так называемых «реверберационных хвостов», а реали­зуется лишь колористическая функция.

Интересные результаты даёт совместное использование программ реверберации и изменения высоты тона (PITCH).Минимальное, буквально на один цент, транспонирование реверберирующего спектра сообщает звуку окраску, чем-то напоминающую натуральную, и в то же время необычную по своей сути.

Что до имитации акустических резонансов и субревербе­рации, то лучше всего применять два реверберирующих уст­ройства, включённых каскадно, причём входным сигналом для второго ревербератора служит выходной сигнал первого, претерпевший избирательную частотную коррекцию. Такой способ даёт результат с большим ощущением натуральнос­ти, благодаря множественным задержкам и двойному про­цессу нарастания диффузности. Впрочем, при отсутствии достаточного количества аппаратуры возможно (для целей окраски звука, а не для создания полноценной акустической

атмосферы) использование одного электронного ревербера­тора, с соответствующей коррекцией входных и выходных сигналов и оптимальным, сообразно художественной зада­че, подбором программных параметров.