Základní stereofonní techniky

Teorie

Velmi často se na stránkách tohoto měsíčníku můžete setkat s mikrofony a určitými doporučeními k použití. Samozřejmě, že mikrofony jsou jen jedním dílem akustického řetězce. Na druhou stranu jsou mojím „koníčkem vedlejšákem", a tak jako muzikant vedle své profese hraní může např. sbírat kytary, já věnuji čas mikrofonům a všemu co se točí okolo, včetně literatury. Té bylo napsáno sice mnoho, ale nikdy neškodí si některé věci zopakovat. Proto také zde konstatuji, že nepřicházím „s novou amerikou", ale tlumočím různé zahraniční i domácí literatury v podobě, která se mě zdá optimální. Pokud bude od vás zájem, můžeme v budoucnu pokračovat.

Metoda A/B stereo

A/B stereo, nebo-li časově dělené (diferencované) stereo, jak se někdy nazývá, užívá dvou všesměrových (kulových) mikrofonů. Mikrofoní prostor představuje malé rozdíly v čase, nebo-li fázovou informaci obsaženou ve zvuku. A jestliže lidské vnímání - slyšení je schopno identifikovat z vlastních zkušeností z reálného prostředí čas a fázové rozdíly ve zvuku a užívat jich pro lokalizování zvukových zdrojů, včetně prostorových hranic vlastního prostoru (místnosti), v němž nebo mimo něj se tyto zdroje nalézají, pak je možné tohoto jevu využít jako stereostopy zvukového snímku. Rozdíly v čase jsou řádově desetiny až milisekundy. Běžně tento čas neregistrujeme, pokud ho nemáme možnost srovnat s neposunutým časem. Říká se tomu hřebenový filtr.

Důležitým momentem při použití mikrofonů, tedy i stereotechniky A/B, je jejich umístění, předně tedy, vzdálenost mezi mikrofony.

Není možné (jako vždy) dát přesné a jednoznačné zásady, ale jisté podmínky je třeba dodržet. Doporučená vzdálenost mezi mikrofony vychází z úvahy, že lidské ucho má redukovanou schopnost lokalizace nízkých frekvencí (tedy pod 150 Hz) (tohoto jevu využívají i subwoferové reprosoustavy) a představuje tedy čtvrtinu vlnového rozsahu těchto hlubokých frekvencí - vyjde nám tedy vzdálenost mezi 40 až 60 cm. Menší vzdálenosti jsou užívány tam, kde je třeba snížit vzdálenost od zdroje zvuku, aby nevytvořily příliš široký a nepřirozený prostor. Avšak vzdálenosti menší 17 - 20cm nejsou podstatné, protože se jedná o vzdálenost lidských uší. Je třeba si všimnout dalšího extrému, a to nadměrné vzdálenosti obou mikrofonů vůči sobě. Zde se naopak zmenšují systémové schopnosti snímání signálů ze zvukových zdrojů umístěných mezi párem těchto mikrofonů. Zvětšuje se i fázová chyba, a to povede k úbytku kvality stereonahrávky, pakli-že je reprodukována mono.

Vzdálenost mezi mikrofony a zvukovým zdrojem:

Ideální vzdálenost nezávisí jen na typu a velikosti zvukového zdroje a na prostředí v kterém je nahrávka vyráběna, ale i na individuálním vkusu.

Místo, z kterého posluchač zažívá sluchovou událost, tedy i místo v kterém zpravidla umístíme mikrofon, by mělo být voleno velmi citlivě. Vezměme v úvahu, že všesměrové mikrofony nám velmi dobře zachytí i prostor v kterém je nahrávka vyráběna, ale prostor z určitého bodu. Tam, kde je umístěna stereodvojice mikrofonů. Proto v ne příliš dobrých akustických podmínkách nelze tuto metodu používat. V opačném případě má nesporné výhody.

Poměr přímého a odraženého zvuku, tedy vzdálenost mikrofonů od zdroje zvuku má v nahrávce rozhodující význam. Kritické hudební nahrávky, jako např. velký orchestr v koncertním sále, jsou dobrým příkladem důležitosti správného umístění. Zde jsou mikrofony typicky před nebo za dirigentem.

A protože většina nástrojů „ vrhá „ svůj zvuk směrem vzhůru, měly by být mikrofony umístěny dostatečně vysoko tak, aby hudebníci nedělali akustický stín jeden druhému (symfon.orchestr – většinou kolem 3,5m).

Výhodou této stereotechniky je zachycení velmi pravdivé atmosféry. Vždyť mikrofony s kulovou charakteristikou mají oproti ostatním velkou přednost v přenosu nízkých frekvencí bez závislosti na vzdálenosti od zdroje zvuku.

Naopak „oříškem" bývá monokompatibilita. Někdy velmi dobrá, někdy horší,ale mono reprodukčních zařízení není již kromě některých radiopříjímačů a hlavně televizních příjímačů mnoho. A tak, pokud si nejsme jisti v neznámém prostředí nebo podobně a víme bezpečně, že bude nahrávka reprodukována mono (reklamy, rozhlasové soutěže apd.), sáhněme raději po jiné technice.

Nejoblíbenější mikrofony: Neumann TLM 170, TLM150(M50), Schoeps CMC + MK2 až MK21, B&K 4003, 4006 a stereosetty a mnoho dalších.

Metoda DECA 3

Principielně vychází z techniky A/B stereo. Velký rozdíl mezi touto, ale i následujícími metodami stereosnímání, je v použití počtu mikrofonů. Jak z názvu Deca 3 vyplívá, jsou zde použity tři mikrofony využívající prostor rovnostranného trojúhelníku, což ale nemusí být vždy pravda. Navíc polární charakteristiky mikrofonů bývají nejčastěji všesměrové, tedy kulové, ale nejsou vyjímkou široké kardiody, nebo občas dokonce kardiody. Zde je již třeba věnovat pozornost vlivu proximity efektu, který vzniká u „ gradient." mikrofonů.

Deca 3 je možno dělit na dvě základní:

Velká deca: vzájemná vzdálenost mikrofonů cca 1,5 m. Umístění a použití jsou velké koncertní sály s velkými hudebními tělesy. Obecně lze říci , že dvojice mikrofonů se umístí dostatečně vysoko v oblasti místa, kde stojí dirigent a třetí mikrofon „vsunutý" do jeviště nad sekundami.

Malá Deca: využívá prostor mezi mikrofony kolem 40 cm a orientuje se spíše na komornější tělesa v menším prostoru.

Další kombinace lze tvořit s tzv. Rovnou Decou, kde netvoří mikrofony vrcholy rovnostranného trojúhelníku, ale obrazec se může měnit až v přímku a to jak s velkou tak malou Decou 3.

Deca 3 je metodou kreativní, ale při nesprávném použití také nebezpečná pro výsledek. To platí ve zvukařské praxi stále. Není třeba dodržovat „ učebnicové předpisy" pokud nás daný postup zavede ke kýženému výsledku. Určité jevy je ale třeba mít stále na paměti. Tak je třeba ještě připomenout, že téměř vždy v Deca 3 (ale i ostatních metodách stereosnímání) se používají mikrofony kapacitní (i (back-)elektretové). Ve vyjímečných případech by se nechalo přistoupit na systém páskových nebo dvojsystémových dynamických mikrofonů.

Nastavení na mix. stole: dva krajní mikrofony - stereováha (Pan) v levo a v pravo, prostřední mikrofon - stereováha uprostřed. „ Fader" (tlumič) , tak i zisk (gain) jsou třeba nastavit na stejnou úroveň u všech tří signálů!

Z této metody pak vychází i nejnovější metody vícekanálového sterea, kde přibývají ještě další dva mikrofony za zády dirigenta, směřující do hlediště.

A pro úplnost, musím dodat, že ambientní mikrofony Deca Three, i ostatních stereofonních techniky jsou doplňovány tzv. spotovými mikrofony „nad" nebo „u" jednotlivých hudebníků, ale častěji nástrojových skupin.

Metoda X - Y stereo

Také nazývané náhodné stereo. Užívá dvou kardioidních kapslí ve stejném bodě a vzájemně natočené o 90 stupňů.

Teoreticky by tyto dvě kapsle musely být přesně ve stejném bodě, abychom se vyhnuli fázovým problémům (které zde nejsou vůbec žádoucí) způsobených vzdáleností mezi nimi, což prakticky není možné a tak nejbližší možností jsou stereomikrofony nebo malomembránové mikrofony s axiálně uloženými kapslemi, které je třeba použít v navzájem těsné blízkosti. Pravdou je, že ještě 1 cm vzájemné vzdálenosti obou mikrofonů vytvoří hřebenový filtr zasahující pouze oba kraje slyšitelného pásma.

Zatím co A - B stereo je rozdílné v čase, stereometoda X - Y je rozdílná v rovině sterea. Výhodou metody X - Y je velmi dobrá monokompatibilita.

Nevýhodou je, že již z principu překryvu obou polárních diagramů, tedy působností obou kardioid, není stereoobraz příliš výrazný. Další nevýhodou plynoucí z použití kardioidních systémů, je omezená možnost použití na větší vzdálenosti od zdroje zvuku, kde vliv proximity efektu způsobí jisté zkreslení a ztrátu nízkých frekvencí v nahrávce.

Metoda BLUMLEIN

Další stereometodou velmi blízkou X - Y stereo je „ Blumlein". Dalo by se o ni říci vše, co bylo popsáno o X - Y stereo s těmito odlišnostmi:

Blumlein stereo používá dvou bi-direct (osmičkových) systémů ve stejném bodě a vzájemném úhlu 90 stupňů.

Zatím co X - Y stereo bude snímat převážně zvuk před mikrofony, Blumlein stereo sejme se stejnou intenzitou i zadní odražený zvuk, tedy např. i zvuk z publika. Záleží tedy pouze na situaci, která technika je vhodnější.

X - Y , Blumlein a M - S stereo je možné nakonfigurovat na některých stereomikrofonech s měnitelnými směrovými charakteristikami.

Některé stereofonní mikrofony:

Neumann SM 69, Beyerdynamic MC 833, AKG C 426B, SoundField ST250, SPS422 ...

Metoda ORTF stereo

ORTF stereo využívá dvou přímých (direct), tedy převážně kardioidních mikrofonů s prostorem 17 cm mezi kapslemi a vzájemným úhlem 110 stupňů.

Tato technika se vemi dobře hodí pro reprodukci stereosnímku, který je velmi podobný vstřebávání informací v horizontální rovině lidského sluchu.

Prostor mikrofonů se snaží simulovat vzdálenost lidských uší a úhel mezi mikrofony simuluje stínový efekt lidské hlavy. ORTF stereo poskytuje nahrávku s širším stereoobrazem než X - Y stereo a je ještě dostatečně monokompatibilní. Opět je třeba opatrnosti při větších vzdálenostech, kdy direct mikrofony budou vykazovat ztrátu nízkých frekvencí. Občas se používá i jako spotové dvojice pro sólistu, resp. sólový nástroj.

Metoda NOS stereo

Podobná technice ORTF. Užívá dvou kardioidních mikrofonů v prostoru 30 cm od sebe a vzájemném úhlu 90 stupňů.

Metoda Dia stereo

Variací na předešlou metodu je stereotechnika Dia stereo. Opět se jedná o dva mikrofony s kardiodami v prostoru 20 cm a vzájemným pootočením o 90 stupňů.

Metoda Stereo 180

Další poněkud méně známá technika stereo snímání je založena na využití dvou hyperkardioidních mikrofonech v prostoru 4,5 cm a ve vzájemném úhlu 135 stupňů.

Metoda M - S stereo

Poněkud odlišnější technika, která využívá sice dvou systémů (většinou kardiodu pro střední kanál - Mid (M) a osmičku pro strany - Side (S)), ale tří vstupů na mix. stole. Většinou se pro M - S stereo využívá stereomikrofonu, kde je již systém kapslí přednastaven, nebo se pootočením kapslí vzájemně o 90 stupňů a změnou charakteristik (kardioda - osmička) nakonfiguruje M - S stereo. Kardioda tvoří střed stereoobrazu a je také tak nastavena na mix. stole. Osmička je obklopný kanál a je rozdělena split boxem na dva stejné signály, kdy jeden je směrován vlevo (PAN) stereoobrazu a druhý vpravo, ale s otočenou polaritou o 180 stupňů !

Stereonahrávka je velmi dobře monokompatibilní, tedy dobře využitelná v multimédiálních pracovištích.

Metoda Binaural stereo

Technika Binaural stereo používá dvou všesměrových (kulových) mikrofonů umístěných v tzv. umělé hlavě. Je zde simulována situace lidského vnímání. Na tuto metodu se názory různí od velmi příznivého (reálný prostor) po zdrženlivý (příliš ostré a jednoznažné stereo kanály).

Pro Binaural stereo vyrábí mikrofony zabudované přímo v umělé hlavě několik málo firem a nejedná se o levnou záležitost.