在音乐录音中：自然混响音乐录音室的发展

原创歌词 · 发表于 2018-11-28 19:22:36

在音乐录音中：自然混响音乐录音室的发展
近二十多年来用于录制音乐的专用场所—音乐录音室的发展很快，形式也不断变化。它和录音制作工艺与拾音技术相互配合、互相促进，极大地推动了音质处理设备和技术的发展和更新。在这期间，先后出现了混响时间可调的自然混响音乐录音室、短混响音乐录音室、强吸声音乐录音室以及活跃端一寂静端型音乐录音室等。与此同时，隔声小室(Booth)和隔声屏风等附属设施在录音室中得到广泛使用。尽管如此，自然混响音乐录音室在音乐录音中仍然占据不可替代的重要作用。
传统的音乐录音室几乎都是混响时间一定的自然混响音乐录音室。与对白录音室一样，有人也称之为音乐录音棚。这种录音室的基本特点是房间的体积相当大、体型尽可能不规则；混响时间及其频率特性具有不同类型音乐所要求的最佳值、背景噪声水平很低，因此，在这一声场中扩散状态良好、声场分布也比较均匀。一句话，这是一种比其它所有录音室更加接近扩散声场的声学空间。实际上它就是一个类似于音质良好的音乐厅。
一般地说，音乐的演奏几乎都需要一定的混响。作曲家在创作音乐作品时，经常考虑到其作品的演奏环境，例如，十九世纪的许多音乐家创作的教堂风格的音乐(如《圣母颂》)，是一种在混响时间很长(低频可长达数秒)、体型规则(多为圆穹)、声场分布很不均匀并带有神秘色彩的教堂中歌唱(大多是无伴奏的)的，而著名音乐家海顿、贝多芬、舒伯特和柴可夫斯基等的交响曲则是供管弦乐团在音乐厅内演奏的。尽管早期的交响乐曲也常用室内乐的乐器合奏进行演奏，与大协奏曲所用的乐器并无多大差别，但室内乐的演奏环境原为权贵们的客厅小室。此外，像电影音乐、戏剧音乐及爵土音乐(JazzMusic)等等，也都有其本来的演奏(唱)环境要求。就自然混响音乐录音室而言，至少应对以下几个问题加以考虑：
　　1．混响时间及其频率特性：任何音乐节目都要求各自的最佳混响，虽然这种混响可以由演奏音乐的环境声学条件直接获得，也可以利用人工混响进行混合而成，但根据音乐的类型和风格，通常都有一个选定值。自然混响音乐录音室的一个基本特点是录制的音乐节目的混响完全取决于录音室本身，而无需利用其它手段加以补充。因此，自然混响音乐录音室最佳混响时间的确定就成为十分重要的问题了。
关于自然混响音乐录音室的最佳混响时间及其频率特性曾有过各种不同的推荐值，尽管在数值上存在较大的差异，但在总趋势上却是相同的。图中的曲线①、②、③和④是努特生—哈里斯(Knudsen—Harris)于三十年代前后提出的适用于室内音乐、学校会堂、一般音乐和教堂音乐的最佳混响时间建议值；曲线A则是白瑞纳克在其后约二十年建议采用的音乐录音室最佳混响时间；曲线a和b及曲线I分别由日本广播协食和英国广播公司提出。十分明显，早期的建议值较大，随后的有所减短。以体积为3000立方米的情况为例，努特生—哈里斯的建议值大约1．75秒，其次是日本广播协会的，约为1．5秒。英国广播公司和白瑞纳克的推荐值都比较小，分别仅1．4秒和1．3秒左右。这与当代音乐录音室所采用的最佳混响时间值有着很大的不同。虽然目前对于大型自然混响音乐录音室最佳混响时间的合适数值尚无定论，但从七十年代以来新建或改建的自然混响音乐录音室的混响时间几乎均在2．0秒左右，例如，1973年英国广播公司在改建迈达·瓦拉(Maida Vala)1号录音室时，曾提出了1．9秒的建议。同年，在改建曼彻斯特大型音乐录音室(600立方米)的模型试验中又推荐了2．25秒—2．5秒的混响时间值，这与早期的建议值几乎增加了1秒。
究其原因，主要在于当代录音室的多样化而使其更加专用化。具体地说，传统的自然混响音乐录音室虽然录制的都是音乐，但却包括各种不同类型和不同风格的，更像是一种“多功能”自然混响音乐录音室。由于录音室的混响时间固定而不可调，实际上是采取了折衷方案。而在录音中，混响的不足、部分又总可能找到适当的方法加以补充，哪怕并不令人满意。当代的自然混响音乐录音室已与传统的情况有了很大改变，它几乎完全是为了适合于录制如管弦乐队一类大型乐队演奏“严肃”音乐(如交响乐)的需要而建造的，体积一殷都在2500立方米以上，有的甚至大于5000立方米。由于混响时间很长(通常在2．0秒左右)，扩散声场就可能建立，因此在这样的录音室中演奏，容易达到各乐器(组)、各声部之间的平衡和融合，也不至于出现声饱和现象。
我国兴建的这类音乐录音室大多沿用六十年代前后提出的设计建议值。六十年代初，我国广播声学工作者建议，大型音乐录音室的混响时间设计值为1．7秒，而建筑声学工作者则几乎采用1．4秒左右作为自己的设计标准，有的甚至更短。表4．3列出了我国若干音乐录音室的混响时间值。严格地说，其中大部分并非上述意义上的自然混响音乐录音室，而更接近于录制各种不同类型音乐节目的多功能音乐录音室。
至于混响时间的频率特性，各国没有多大差别，几乎一致认为低频(500赫以下)的混响时间应适当加长，中、高频保持平直。但也有主张高频(4000赫以上)应稍稍上翘为好。从理论上讲，这种要求是合理的。高频适当上翘，无疑对音乐的明亮度与清晰度有利，但在实际上要达到这一要求是十分困难的。在许多已经建成的大型音乐录音室中，几乎都难以使高频段有所上升，反而出现了不同程度的下跌。造成这种状况的主要原因，是因为大多数适合于录音室使用的低频吸声结构对高频都有不同程度的吸收，而高频的空气吸收则又是不可避免的。
2．房间的体积：用于录制如交响乐一类严肃音乐的长混响自然混响音乐录音室要求有相当大的体积，这不仅是混响时间和声扩散的要求，更重要的是为了避免室内的声饱和。
所谓室内声饱和就是室内声压级过高。过高的声级在听感上是声音“发炸”，震耳欲聋；而对于频率分布相当宽的音乐(特别是交响乐一类的严肃音乐)而言，在某些频段上就可能通过传声器的最高允许声级，因此，很难通过传声器之后的声衰减加以纠正。已经知道，室内声级的大小主要取决于房间常数和声源的声功率。对于较小体积的房间，如果要保证具有较长的混响时间，势必相应减小室内表面的声吸收。在声源声功率相同的条件下，室内声压级必然相应增高；粗略地说，聆听音乐的最高声级在100分贝左右。常识告诉我们，一架声功率大约0．4瓦的钢琴在一般居室(混响时间约0.8秒)内演奏和大型交响乐团(声功率约60瓦)在混响时间2秒的音乐厅内演奏，聆听者在听感上认为它们的声级都是合适的。如果把两者的演奏环境对换，则感到前者声级太小(因此许多音乐厅不得不为之采用扩声系统)，后者(姑且假定可能的话)的声级必然达到难以容忍的程度。通常的看法是，完全利用自然混响的音乐录音室，效果最好的实际上是体积在一万立方米以上的音乐厅。
解决声饱和问题的有效方法是适当增加室内的声吸收。室内边界面吸声系数的增大，从效果上讲相当于加大了房间的体积，但是也不可避免地减小了室内的混响时间。就录音而言，实用中当然可以采用人工混响的方法加以补充，只不过这样的录音室已不能再作为自然混响型的了。
　　3．房间的扩散：尽管严格意义上的扩散声场是难以实现的，大多数体型不规则或长、宽、高比例合适，室内的吸声面或反射面布置得当的大型音乐录音室是可能满足扩散声场基本要求的，例如没有清晰断续的反射声，声场分布基本均匀，方向性扩散较佳(d值在0．9以上)等。
值得注意的是，由于这类音乐录音室的体积相当大，如果处理不当，很可能缺乏必要的前期反射声。虽然前期反射声与音质的确切关系尚不清楚,但可以肯定,它将对音乐的亲切感、宏厚感及力度等感受有重要影响。在室内，早期反射声和直达声、混响声一起还对距离感和房间体积大小等感受起重要作用。即使混响时间合适，如果拾音点缺乏50毫秒以内的前期反射声，同样可能出现音质问题，例如声音“发飘”等。
　　4．混响半径：尽管房间的混响半径并非描述房间声学状态的独立参量，但它对于描述室内不同位置的混响情况却有着十分重要的实用意义。换句话说，借助于混响半径，可以在室内的不同位置上拾得不同的混响量，直至达到房间确定的最大混响量为止。
在自然混响音乐录音室中录音，一个基本的要求是尽可能保持音乐演奏时的全部信息。由于这类录音室的体积都相当大，混响时间也比较长，混响半径的理论值与实测值不会相差太大。这就可以通过录音室的体积和混响时间求出混响半径值。利用混响半径的概念，适当地选取拾音点，就有可能只用一个传声器成功地拾取整个乐队的声音。通常的做法是，首先以混响半径为依据，然后再根据听感进行具体调整，以精确选定传声器与声源之间的距离和传声器放置的具体位置。
必须指出，对于混响时间一定的大型音乐录音室而言，在乐队的整个频率范围内，混响半径并非固定值。它不但与录音室混响时间的频率特性有关，而且与乐器的指向性和传声器的指向性有关。
在不考虑传声器指向性影响(这在下一章另行讨论)的情况下，仅就声源和房间的因素而言，由于音乐录音室低频的混响时间较中频(500赫)和高频的长。
在体积一定时，相应的混响半径将比中、高频的短；乐器的辐射特性将因频率的不同而表现出相当明显的指向性。大多数乐器的指向性都随着频率的增加而加剧。已经知道，相对于无指向性声源，当指向性因素为0时，混响半径的增加值为(V／Q-1)ro，因此，随着频率的提高，混响半径将进一步增加(因为此时Q＞1)。联系到管弦乐队的席次(参见图6)总是把弦乐器放在乐队前面，后面依序分别为木管乐器、钢管乐器和三角铃的事实；从声学上讲是很有意义的。它为单点拾音提供了良好的声学条件。
　　此外，大型自然混响音乐录音室的允许噪声级可适当放宽，一般建议可取小于25dB(A)或NC—20，而小型的则不应大于22dB(A)或NC一15为宜。

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