3.1 几种声学效应
科学家哈斯在实验中发现,人的耳朵对延时后的声音的分辨能力是有一定的局限性的,即当两个内容相同的声音在同一时间以同样的强度到达人的耳朵时,人们不一定能够分辨出这两个声源的声音先后到达的顺序,这就是人耳的哈斯效应,又称延时效应。人耳的哈斯效应一般有以下几种。
(1) 当两个声源与人耳的距离相同,且声音的内容也相同, 那么人的耳朵是不能辨别出两个声源的的准确的位置,只能感觉到前方声场的空间感较强。
(2) 当两个声源中的一个声源延时5~35 ms,人的耳朵只能感觉到那个没有延时的声源的声音的存在和方向,而感觉不到另一个声源的存在,就好像两个声源的声音合二为一。
(3) 当两个声源中的一个声源延时时间大于50 ms,则人的耳朵能够感觉到两个声源的存在,方向由各声源所确定,经过延时的那个声源的声音为清晰的回声。
(4) 当两个声源中的其中一个声源延时30~50 ms,
人的耳朵也能够感觉到两个声源在存在,但方向仍由前面一个声源的方向所决定。人耳的哈斯效应在厅堂扩声系统中也得到了广泛的应用,例如:一般的剧院中均为长方形,靠近舞台的观众所听到的大部分是直达声,声压较大;而位于后排的观众由于离舞台较远,就得依靠放置于后排的扬声器系统所发出的声音来欣赏了。根据哈斯效应的原理,后排的观众只能通过后排的扬声器来感觉到演员的歌声主要来自后方,掩盖了前方舞台的直达声。因此一般通过对音频系统的后排扬声器信号进行恰当的延时,使后排观众听到的主要声音还是前方舞台的直达声,而后排扬声器作为对后方声场不足的补充,就可以使后排的观众欣赏到声像合一的舞台表演。德• 波埃的试验证明,当听音者位于距离两个声源相等的对称线上时,两个声源之间的声压差和时间差均为零,声像在对称线上,使听音者感觉好像只有一个声源。当某一个声源的声压差加大时,声像会向声音较强的方向转移,当声压差大于15 dB 时,会使听音者感觉到声音是由较响的声源单独发出。当两个声源之间的声压差为零,而时间差变化时,也有声像的移动,当时间差大于3 ms 时,声像是由先到的声源决定。
3.2 音响系统的设计
在实际的音响系统中,声源主要来自两个方面。一是舞台上的自然声,一个是扩声系统音箱的重发声,它包括舞台口上方的主音箱的重发声和观众厅的补音箱( 或拉声像音箱) 的重发声。这些声音均向观众席方向辐射,并依据声学效应给观众造成一定的方向感、空间感等立体声效果。这些都是在音响设计时必须考虑的问题,包括音箱分布方式及系统结构的构成,即运用延时器与系统电平的设定与调整,使音响系统的声像感一致。
例如,某观众厅主扬声器以品字型安装在台口,其高度为11 m;拉声像扬声器安装在舞台口台唇处,其高度为1 m。在距台口10 m 的( 即观众席第三排)人耳高度(1.1 m,此时略去该排地面起坡高0.2 m,为方便以约1 m 计) 处分别测得主扬声器、拉声像扬声器声压级分别为106 dB 与103 dB,通过下面计算可以看出,合成后的声压级与声像高度( 计算时考虑哈斯效应的延时特性时,延时10 ms 其等效声级相当于声级差减小10 dB) 得到了良好的拉声像的艺术效果。在距台口10 m 的( 即观众席第三排,下同) 人耳高度( 约1.1 m,以1 m 计,下同) 处主扬声器、拉声像扬声器各声音强度分别为106 dB 分103 dB, 而其在垂直高度的方向角分别为:
α=arctg(11-1)/10=45°
β=arctg(1-1)/10=0°
主扬声器与拉声像扬声器声音到达距台口10 m的人耳高度处的时间差Δt 为:
Δt =(((11-1)2+102)1/2-((1-1)2+102)1/2)/344=11 ms( 为方便估算以10 ms 来考虑)
在距台口10 m 的人耳高度处主扬声器、拉声像扬声器各声音的等效声音级L 主、L 拉(dB) 与等效声压P 主、P 拉(Pa) 分别是:
L 主=106-10(10 ms 延时的等效级差)=96 dB
L 拉=103 dB
P 主=2×10-5×1096/20=1.26 Pa
P 拉=2×10-5×10103/20=2.82 Pa
根据上述条件,在距台口10 m 的人耳高度处主扬声器与拉声像扬声器合成的等效声级与等效声角度和等效声高度便可计算出来。合成的等效声压ΣP 、声级ΣL 与等效声像轴指向角度ΣФ 、声像高度ΣH 分别是:
ΣP =(P 主2+ P 拉2+2×P 主×P 拉(sinα sinβ +cosα cosβ ))1/2=(1.262+ 2.822+2×1.26×2.82×(sin45sin0+cos45cos0))1/2=3.47 Pa
ΣL =20lg(3.47/2×10-5)=104.8 dB
ΣH =X tgΣФ =10×tg13.5=2.4 m
由上计算说明,等效声像高度为2.4 m,等效声像在舞台面上净高为1.4 m 与演员发声位置基本一致,起到了较好的拉声像效果。
4 拾音方式
舞台扩声的重要环节是拾音,其质量高低直接影响扩声质量和演出效果。舞台拾音主要是运用话筒拾取声源声像,因声源的发声方法不同,辐射方法不同,拾音的效果会产生很大差异。拾音前要根据声场环境条件,声源发声特点以及所要求的效果,正确选定拾音方式,确定话筒的位置、高度、角度,一旦话筒的布置产生差错,拾取的信号就会产生失真,而这种失真是无法在调音中进行补偿的。所以,正确布置和操作话筒是舞台拾音的基础。
4.1 舞台上的拾音与调音
( 1 ) 有线话筒的固定拾音方式
楚剧在舞台上表演,演员的动作有一定的程式,有确定的方位,一般采用有线话筒固定拾音方式,即使用强指向性动圈或电容话筒,按左、中、右分别覆盖表演区进行拾音。为了不影响观众视线,常在略高于脚灯的位置使用低话筒架。如果是大型舞台,除前沿布置3 支话筒外,在舞台中央两侧使用强指向话筒,从左右两侧边沿幕处、约1.5 m 高指向表演区进行拾音。演员在舞台前演唱或道白,由前沿3 支固定话筒拾音;在舞台中央演唱,由中央两侧的强指向话筒拾音。
( 2 ) 有线与无线话筒的混合拾音方式
舞台上程式化的5 支强指向话筒的有线话筒固定拾音方式,虽然其扩声有一定的方位感和临场感,但这种拾音方式易把舞台上的杂音也拾取进来,同时由于人声与话筒间有一定距离,话筒同时也拾取了舞台上的混响声,从而影响语音清晰度。特别是随着戏曲文化艺术事业的进步与发展,演员在舞台上活动范围越来越大,舞台扩声的这种有线话筒固定拾音方式,已不能满足需要,而这种全新的舞台演出风格必须借助于无线话筒才能实现。所以现代戏曲扩声通常再给主要演员佩带无线话筒,与有线话筒固定拾音结合起来,同时在条件具备时布置隐蔽话筒(即把话筒放在布景或道具中间),以尽力减轻道具景片对演员拾音的影响,即有线与无线话筒混合拾音方式。采用这种方式拾音时,音响师调音必须把握好远近场拾音的平衡,即尽力降低主要演员与一般演员音量与音色的不一致, 主要演员发音突兀, 一般演员发音小并发空(有距离感) 的现象,以满足听觉与舞台演出的艺术效果。
在这种拾音方式中,还必须注意无线话筒使用的几个问题。一是无线话筒在使用前必须先调试好,打开准备使用的全部无线话筒,看有无外来的无线电干扰,无线话筒之间是否有串频现象,在表演区是否有接收死点,或者掉线的现象,最好把各个话筒间的频点调开,有干扰无法解决的最好不要使用,不要抱有侥幸心理,一旦出现问题,就会破坏整场演出效果。二是无线话筒一定要选用质量优良的电池,因为这是发射、接收和音质的保障。三是正确掌握无线话筒的佩带也非常关键,戏曲演出中多数是使用领夹式无线话筒,佩带时应注意,不宜过高与过低,正确的位置应在相当于男式衬衣的第二颗钮扣以下。四是无线话筒在使用前应认真测试,做好与调音台通道相对应的标记,这样演出时才不至于手忙脚乱,才能使演出得以顺利进行。
在多声道扩声系统中,话筒布置与演员声像定位有直接关系。一般情况下,在舞台前沿放置的左、中、右3 支话筒,就确定了演员的声像位置,因左、中、右三声道扩声系统的扬声器,必然再现舞台声源的左、中、右方位。增加无线话筒时,声像移动和定位则由调音台上PAN 电位器来实现。调音时音响师要配合演员的动作和活动方位,缓缓转动电位器,以达到很自然而协调的声像移动和定位。因此音响师必须熟悉剧情和表演动作。
伴奏是戏曲艺术的重要组成部分,它不仅丰富了演唱艺术,同时还能强烈地反映出本剧种的地方特点。所以,戏曲乐队扩声不同于其他音乐扩声,有其独特的艺术性。同时戏曲乐器的个性较强、乐队整体融洽性差,各种乐器的音响比例不均匀、声音辐射方向各异,如果对乐队、乐器不了解,很难在戏曲扩声中获得良好的音响效果。所以,了解和掌握戏曲乐队的伴奏风格和乐器的个性对于调音师来说是必须的。
降噪主要是利用动态数字调音台处理器的压缩,扩展器、噪声门各种功能和音频工作站的强大降噪软件功能,能够较好清除语言录音及采访过程中的环境噪声、本底噪声等。
频率补偿是使声音的特定频率成分按处理要求给予提升或衰减,使节目信号的平均功率得到改善,这对于语言节目将使可懂度和清晰度获得改善,从而达到美化声音的目的。虽然一般语言信号频谱的80% 在1 kHz 以下,但增高可懂度和清晰度主要是高于这一频率的成分起作用,所以要提高可懂度和清晰度往往要将中高频提升。例如,在节目制作中发现语言信号存在齿音,声音略显单薄无力并且不够明亮时,用频率均衡器对10 kHz 左右的高频进行衰减以消除齿音, 分别提升100 Hz 和2 kHz 左右低频和中频分量,以增强语言的厚重度、明亮度、丰满度;对12 kHz 处的频率进行适当提升增加语言信号的层次感,使语言信号的清晰度、丰满度、圆润度、真实度、平衡度有明显改善。
混响声的强度大小和录播室建筑材料的吸声系数有着密切的关系。较硬质地的材料的吸声量极小,反射极强,混响较强,如材料吸声系数较大如壁毯等,则声音吸收多、反射较差,混响声就弱。混响是声音结构的尾部,混响声强,声音的音色就显得浑厚、丰满。后期制作中的混响,就是用人工的方法调节声音或素材的混响效果满足节目内容的特殊需要。适量的混响,可以使语言或音乐信号厚重、甜美、丰满,增加临场感,而过度的混响则会使录音信号浑浊不清,严重破坏信号的清晰度。
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