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指向简史——录音室话筒指向性的进化

官方新闻稿 添加于 2021-09-12 ·

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作者:Danny Xavier

今天,我们聊聊话筒 - 录音师们孜孜不倦的话题


我们在这里并不想聊如何神操作您的话筒


而是想谈谈话筒的指向性和它的进化历史


今天,我们知道专业录音室话筒有着多种不同的指向性 - 使用最为广泛的心形指向适合人声和各类乐器,而全指向则是房间话筒和弦乐主话筒不可替代的选择。为了满足我们录制不同声源的需要,很多话筒被设计为可在多种指向性之间切换。但在话筒被发明之初,并不存在今天我们知道的这些指向性,现在就让我们沿着话筒的历史的轨迹,来了解一下话筒指向性的进化历程吧。


1876年 – Omni / 全指向 

在话筒被发明的初期,不论是何种类型,他们都是全指向的。全指向话筒对来自所有方向的声音都拥有基本一致的灵敏度。

 

1876年到1878年间 – David Edward Hughes 、Emile Berliner、Thomas Edison三人先后发明了碳粒话筒。在20世纪2、30年代,Western Electronic的碳粒话筒成为那个时代最据代表性的产物。

(为什么我们现在见不到这种话筒了?碳粒话筒的优点是输出电压高,不需要额外的变压器。而缺点也非常明显 - 可拾取的频率范围非常窄,相信大家都在一些珍贵的历史录音中听到过这种声音。因此,在动圈话筒和电容话筒被发明出来之后,碳粒话筒就逐渐从录音室中消失了)

 

1916年 – 电容话筒由Westen Electronic的研究人员Edward C. Wente发明。1928年Neumann公司推出了第一款量产型电容话筒CMV3,并由TELEFUKEN销售。


1931年 - Westen Electronic推出了第一款量产的动圈话筒618A。其实,动圈话筒理论上在19世纪70年代就被发明了出来,但由于在当时变压器和成熟的永磁体都还没有被发明,这导致真正意义上可用的动圈话筒直到1931年才出现。

最早期的话筒都是全指向的,不管是碳粒、电容还是动圈话筒,这些话筒的振膜后方都有一个封闭的腔体,无论来自哪个方向的声波都只能到达振膜的正面,因此不存在方向性。


实用技巧 1:何时使用全指向话筒?

  • 录制房间声:比如用作鼓组的房间话筒
  • 录制大范围的声源:比如管弦乐团、合唱团等等

实用技巧 2:基于全指向的立体声录音

AB立体声 - 由间距通常为50cm的2只全指向话筒组成。能够提供宽广、松弛的声场和自然的频率响应。适用于房间声学条件理想或大范围的声源,是录音室弦乐录音和音乐厅管弦乐录音中最常见的立体声主话筒。


实用技巧 3:全指向的方向性

任何全指向话筒在高频都会呈现出一定的指向性。这是因为高频的波长更短,更难以绕过话筒极头达到另一侧的振膜。振膜尺寸越大,出现方向性的频率也就越低。另外,单振膜全指向话筒与双振膜全指向话筒在高频所呈现出的方向性也会有所不同。单振膜在高频的方向性会趋向于心形,而双振膜则更趋向于8字形。

所以,请将全指向话筒的主轴指向你的主要声源! 


Neumann KM183 - 单振膜全指向                                              Neumann U87 - 双振膜全指向



1924年 – Figure 8 / 8字形指向

也叫Bidirectional。来自话筒前方和后方的声音有着同样的输出大小,而来自左右两侧的声音很小,形成了像数字8一样的指向性图形。


1924 – 铝带话筒由Walter Hans Schottky和Erwin Gerlach发明,跟早期的动圈话筒一样,由于可靠永磁体的迟到,它未能在那个时代走向大众。到了1931年 RCA的Harry F. Olson设计出了第一款量产型的铝带话筒PB31,并于几个月后推出了PB31的改进版本 – 跨时代的RCA 44。

铝带话筒振膜的正反两面都会接受到声波,而左侧和右侧的声音则会在振膜的正反两面抵消,于是形成了8字形的指向性。

实用技巧 1:何时使用8字形指向的话筒?

使用铝带话筒时 - 大多数情况下我们选择8字形指向的话筒并不是因为我们需要这种指向性,而是因为我们需要使用铝带话筒,而几乎所有铝带话筒都是8字形指向的。很多录音师都喜欢将铝带话筒用于OverHead和吉他音箱。



实用技巧 2:基于8字形指向的立体声录音

M/S立体声 - 由2只振膜尽可能靠近的话筒组成,其中心形的M话筒正向放置,8字形的S话筒侧向放置。2只话筒的信号经过正向、反向叠加就可以得到左右声道的立体声(很多M/S插件都可以帮你轻松做到这件事情)。M/S的优势在于,它可以通过调整心形与8字形话筒的电平比例来调整立体声宽度,这在录制鼓组和原声吉他时非常有用。


Blumlein立体声 – 由2只夹角为90°的8字形话筒组成,话筒振膜应该尽量靠近。Blumlein可以得到类似X/Y立体声的清晰定位,同时得到非常真实的声场感觉。注意,虽然Blumlein的拾音范围是360°的,但只有当声源位于前方±45°和后方135°-225°的区域内才能得到正确的立体声定位(以话筒振膜为视角),而在两侧区域,左右是反的。

 

实用技巧 3: 使用M/S立体声录制人声

只要适当调整心形指向与8字形指向的比例,就可以得到集中却又自然的立体声Vocal!




1932年 – Cardioid / 心形指向 

Cardioid这个词来自希腊语καρδιά-心脏。来自话筒前方声音的输出会明显大于来自后方声音的输出,极坐标图案看起来像一个“心”,是当今使用最为广泛的指向性。


1932年 - Nuemann推出了CMV3的改进型 - CMV3A,可以被视为是多指向性话筒的前身,因为它可以更换极头以实现不同的指向性。Nuemann公司为它设计了几款不同指向的极头,包括全指向的M9极头,8字形指向的M8极头,还有最为特殊的是M7的极头。M7将一个全指向的电容极头和一个8字形的铝带极头合并在一起使用,实现了世界上第一款心形指向的话筒。

 

随后,因为心形话筒良好的实用性,话筒制造商们纷纷开始研发心形指向话筒。RCA和Shure采用在极头腔体上开孔的方式,使话筒前后两个方向的声波以不同时间到达振膜的两侧,从而实现了单振膜的心形话筒。1939年的Unidyne Model 55是世界上第一款单振膜的心形指向话筒。现在,几乎所有动圈话筒都在使用这种模式。要将这种话筒变回全指向也很简单 – 握主话筒头就可以了(误!)

实用技巧 1: 何时使用心形指向的话筒?

心形指向作为使用最为广泛的指向类型,几乎适用于各类人声和乐器。有几个需要简单注意的地方,比如近讲效应。但搞清楚拾音方向是最重要的…



Sennheiser MD421 和 Shure SM7B的错误示范

实用技巧 2: 基于心形指向的立体声录音

A/B立体声 - A/B通常使用全指向话筒,但采用较小间距时,心形话筒也可以成为一种选择。如果你想让你的声学乐器听起来更加自然、活跃,可以尝试这种方式的录音。

X/Y立体声 - 由2只夹角为90°的心形话筒组成,话筒的振膜需要尽量靠近。能够带来非常清晰而稳定的立体声定位,是一种常用的立体声录音方式。


ORTF立体声 - 由2只夹角为110°的心形话筒组成,振膜间距17cm。这种设置模拟了人耳的状态,拥有比A/B更明确的定位,比X/Y更宽阔的声场。


Alan Blumlein,不仅是Blumlein录音的发明人,也是立体声的开创者。
向他致敬!

实用技巧 3 使用配对话筒录制立体声

在录制立体声时,我们最好使用厂家配对的话筒。这些话筒的经过厂家的测量进行了严格的匹配,以保证两只话筒的频率响应尽可能的一致。


Neumann KM184 Stereo Kit   



LEWITT LCT140 Air Stereo Pair


1936年 – Mutil-Patterns / 多指向性话筒 

话筒的指向性能够在全指向、心形指向和8字形指向或更多指向之间切换


1936年 - Von Braummuhl和Weber发明了双振膜电容极头。这种话筒极头设计有前后两个振膜,并在两个振膜的极板上开孔,使前后两个振膜都呈现出心形指向。再通过以不同振幅、相位来组合两个振膜的信号,就可以实现从全指向、8字形指向到心形指向以及更多指向的切换。 


可以看到振膜后方布满小孔的极板

通过这种组合模式,可以进化出更多的指向性,比如介于全指向和心形指向之间的宽心型(Wide-Cardioid)以及介于心形指向和8字形指向之间的超心形(Super-Cardioid)

 

 

1948年 - Nuemann推出了第一款量产的多指向性话筒,他就是闻名遐迩的U47。随后Neumann又推出了M49,与U47不同的是,M49在任何指向性模下都能够保持几乎一致的灵敏度。


Neumann U47



Neumann M49

1954年 – RCA 77D是多指向性话筒中一类特别的设计,Harry F. Olson意识到了单指向性的实用性,于是他采用了类似心形动圈话筒的方式,为铝带振膜的后方设计了一个声学导管,通过调节声波到达振膜后方的时间而改变指向性。



RCA 77D振膜后方声学导管中的阻尼填充物使用了英国奶牛的毛发,而由于每头牛的发质都不太一样,这导致每只RCA 77D的声音听起来也不太一样。。。而且这种机械结构使用寿命有限,因此这种方式也并没有得到广泛的使用,双振膜电容话筒成为了可变指向性话筒的绝对主流。


实用技巧 1: 何时使用超心形指向?

在Snare和Tom使用超心形可以减少来自其他Snare或Tom的串音。在舞台上,将超心形话筒用于吉他音箱也是一种常见的使用方式。

实用技巧 2: 何时使用宽心形指向?

用于录制一组原声乐器,比如弦乐四重奏。较低的近讲效应和离轴染色使宽心型话筒可以提供一定的隔离度,而又得到非常自然的声音。

自此,话筒的指向性进化陷入了一个很长时间的停滞期。直到今天,我们在录音棚中使用的大多数话筒仍然采用这些指向性模式…


2016年 – 可在录音完成后改变指向性的话筒

话筒的指向性终于在80年后迎来了一次新的飞跃,这可能是多指向性录音室话筒的终极形态? 


2016年 - LEWITT推出了LCT 640TS,这是一款能够在通过软件随时调整指向性,并可以在录音完成后更改指向性的电容话筒。它的指向性可以在全指向、宽心形指向、心形指向、超心形指向和8字形指向之间无极过度,并能够实现单话筒的立体声输出。

它同样遵循了双振膜电容极头的设计,但与前辈们不同的是它有两种输出模式:在单输出模式下,它和传统的多指向性话筒一样 – 切换并输出某种特定指向性的单声道信号。而当他切换到双输出模式后,前后两个振膜的信号可以分别输出、记录,并在插件中进行处理。借此,它获得了可以在录音完成后调整指向性的能力,为录音带来了极大的可塑性与灵活性,几乎适用于录音室中的一切声源。


实用技巧 1:何时需要在录音完成后调整指向性?

  1. 调整音色 - 不同的指向性会带来不同的音色,在任何声源上都一样,但在吉他音箱上尤其明显和实用。
  2. 调整空间感 - 为你的人声、乐器增加/减少真实的空间感。作为鼓组的房间话筒时,这种对空间可塑性对与混音师来说非常有用。
  3. 调整串音 - 我们有时可能会遇到这样的问题,混音时发现人声话筒里串进了太多的Click,或是地通话筒里串进了太多军鼓。让话筒指向性变得更加尖锐,这种情况就可以得到大大的改善。在同期录音当中你也有可能会发现,将话筒指向性调整的更加宽阔有助于增加乐器的融合度和乐队的整体感。
  4. 指向性自动化 - 现代技术给了我们更多创作的空间与可能性,给指向性做Automation?谁说不行呢。


实用技巧 2:何时使用单话筒的立体声输出?

双振膜话筒的立体声输出实际上是2个夹角为180°的心形话筒。一个最典型的使用方法是 - 侧着放在鼓手的头顶上方作为立体声OverHead使用。或者是男女对唱?ASMR似乎也不错?Whatever… 任何你想到的方法都值得尝试。

以上,就是录音室话筒指向性的发展历程。感谢无数前辈的努力和技术的不断前进,在今天,我们以不算太昂贵的价格就可以获得一只音质卓越、便于携带而又灵活易用的多指向性话筒,让我们的创作变的轻松而自由。


文章出处 https://www.lewitt-audio.com/

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