Звукорежиссура и запись фонограмм: профессиональное руководство

А. В. Севашко




            Звукорежиссура и запись фонограмм



    Профессиональное руководство









Москва
ДМК П ресс, Додэка-ХХ1» 201 5

УДК 78.02
ББК 85.3

      С 28


     Севашко А. В.

С 28 Звукорежиссура и запись фонограмм. Профессиональное руководство. —

      М.: ДМК Пресс, 2015. — 432 с.: илл.


      ISBN 978-5-97060-267-6



          Эта книга посвящена теме «консервации» и воспроизведения объемной звуковой картины, призванной вызывать у слушателей определенный эмоциональный отклик. На ее страницах рассматриваются такие актуальные проблемы современного «фонограммостроения», как акустика помещений и музыкальных инструментов, психоакустика, теория и практика создания объемной звуковой картины средствами двухканальной стереофонии, особенности применения многоканальных систем типа Dolby Stereo, специфика использования аналоговых и цифровых технологий звукозаписи и многие другие, не менее интересные вопросы.
          Материал, изложенный в 40 главах, можно использовать как учебное пособие для звукорежиссеров и звукоинженеров всех уровней квалификации — от начинающего любителя до опытного профессионала. «Работники пульта и микрофона» найдут в ней комплексное изложение теории и практики ремесла, множество профессиональных секретов и ценных рекомендаций. Особый интерес данное издание вызовет у пользователей компьютеров, освоивших музыкальный Hard and Soft, но мало знакомых со звуком как таковым.
          Несмотря на то что книга написана с расчетом на целевую аудиторию, она, безусловно, заинтересует широкий круг читателей. Автор надеется, что многие явления, описываемые на ее страницах, станут настоящим открытием для меломанов, которые получат возможность существенно расширить свой кругозор, разобраться в тонкостях звучания фонограмм, профессионально оценить качественные характеристики своей аппаратуры и научиться получать максимальное удовольствие от прослушивания современной и классической музыки.
          Данное издание будет полезно и композиторам, музыкантам, аранжировщикам, саунд-продюсерам, а также специалистам, имеющим отношение к производству, продаже и эксплуатации звукового, кино- и видеооборудования.


УДК 78.02
ББК 85.3


         Все названия компаний или продуктов, упоминаемые в книге, являются торговыми знаками или зарегистрированными торговыми знаками их владельцев.
         Ничто из этой публикации не подлежит ни перепечатке, ни размещению в базах данных, ни передаче в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая электронные, механические, фотокопирование, запись и т. д., без соответствующего на то письменного разрешения владельцев авторских прав.

ISBN 978-5-94120-158-7 (Додэка)
ISBN 978-5-97060-267-6 (ДМКПресс)

© А. В. Севашко
© Издательский дом «Додэка-XXI»
© Издание, ДМК Пресс, 2015

        Содержание






Предисловие...................................................13

Глава 1. Звук — от зарождения к восприятию....................17
   Откуда появляется звук? ...................................18
   Понятие акустики...........................................19
   Геометрическая акустика....................................20
   Плоская волна..............................................20
   Сферическая волна .........................................21
   Волновые характеристики реальных излучателей звука.........21
   Влияние среды распространения на характер волн.............22
   Фазовые характеристики волн................................22
   Кое-что из теории нелинейной акустики .....................23
   Отличительные характеристики звуковых волн.................23

Глава 2. Громкость и динамика звука...........................25
   Понятие звукового давления.................................26
   Понятие интенсивности звука................................26
   Электрические аналоги понятий давления и интенсивности.....26
   Минимально заметная разница громкостей.....................27
   Логарифмический характер шкалы ощущений человека...........27
   Нерукотворный памятник Беллу...............................27
   Проверка выбора десятичного основания для логарифма слухового ощущения ........................................30
   Психоакустическая модель ощущения громкости................30
   Еще одно понятие, относящееся к громкости, — сон...........33

Глава 3. Основы теории о высоте звука.........................35
   Инфранизкочастотный диапазон...............................36
   Ультразвуковой диапазон....................................37
   Юмор — это чувство дистанции (Б. Брехт) ...................37
   Диапазон слышимого звука. Чистый тон.......................38
   Многотоновые звуки, понятие частотного спектра.............38
   Частотные интервалы в теории передачи сигналов.............40

3

Содержание

Глава 4. Психоакустическая оценка тембра и высоты звука.......41
   Понятие тембра .............................................43
   Понятие основного тона......................................44
   Понятие обертонов ..........................................44
   Понятие форманты............................................44
   Возможности коррекции тембра корректорами АЧХ ..............46
   Зависимость высоты звука от частоты основного тона..........47
   Зависимость высоты звука от частоты обертонов...............47
   Зависимость высоты звука от характеристик, не связанных с частотой ....................................47
   Оценка высоты тона созвучий.................................48
   Частный случай — два тональных звука с обертонами...........48
   Зонная теория ..............................................48
   Что такое цент..............................................49
   Нелинейный характер слуха. Субъективные тона ...............49
Биения......................................................50
Глава 5. Музыкальные стандарты высоты звука, или «Небольшое отступление для технарей, подзабывших теорию музыки».................................................51
   История создания нотного ряда...............................52
   Пифагорово решение проблемы транспонирования................53
   Пифагорова комма или «волчья квинта»........................54
   Чистый строй................................................55
   Равномерная темперация — модель Веркмейстера................55
   Сравнение музыкальных строев................................58
   Последовательные и одновременные сочетания звуков...........59
   Понятие гармонического и мелодического интервалов...........60
   Аккорды.....................................................61
   Аккордовые и неаккордовые звуки.............................62
   Другие музыкальные строи....................................62
   Масштаб частоты в электроакустических измерениях............62
Глава 6. Архитектурная акустика ...............................63
   Что происходит со звуковыми волнами в замкнутом пространстве? . . 65
   Исследование реакции на акустический импульс ...............65
   Понятие диффузности звукового поля..........................69
   Время стандартной реверберации..............................69
   Значение ранних отражений...................................71
   Необходимость применения законов нелинейной акустики........71

4

Содержание

Глава 7. Защита от акустических шумов.........................73
   Линеаризация АЧХ реверберации..............................74
   Допустимый уровень шума....................................74
   Источники возникновения шумов..............................75
   Методы борьбы с шумами.....................................76
   Борьба с шумами воздушного происхождения...................76
   Борьба с шумами ударного происхождения.....................78
   Глушение шумов в системе вентиляции........................79
   Борьба с низкочастотными шумами электрического происхождения . . 80

Глава 8. Моделирование акустики...............................81

Глава 9. Радиус гулкости и акустическое отношение.............93
   Понятие акустического отношения............................94
   Практическое применение АО.................................95
   Введение понятия ОРНГ......................................95
   Показательный пример использования ОРНГ....................98
   Зависимость ОРНГ от частоты................................100

Глава 10. Критерии качества фонограмм........................101

Глава 11. Теоретические основы стереофонии, или «Объемное звучание — парадоксы без мистики»..............107
   Отличие «живого» звука от воспроизведенного электроакустическим трактом...............................108
   Возможности человека по локализации источников звука ......108
   Деление психоакустической теории на моноуральную и бинауральную............................................109
   Особенности моноурального восприятия.......................110
   Бинауральное слияние.......................................110
   Бинауральная локализация...................................111
   Монофонические фонограммы .................................115
   Двухканальные стереофонические фонограммы..................116
   Разрешающая способность двухканальной стереофонии..........116
   Ухудшение локализации в условиях реальной студийной записи . ... 118
   Ухудшение локализации в условиях домашнего прослушивания стереофонических фонограмм................................119
   Выводы о реальной разрешающей способности стереофонии
   на современном этапе создания и воспроизведения фонограмм .... 122
   Курьезы...................................................124

5

Содержание

Глава 12. Методика установки колонок для прослушивания стереофонических фонограмм...................................125

Глава 13. Практические опыты стереофонической записи.........133
   Особенности монофонической записи.........................134
   Интенсивностная стереофония с использованием пары совмещенных и регулируемых по направлению микрофонов......135
   Интенсивностно-фазовая стереофония с использованием пары разнесенных микрофонов...............................138
   Сравнение интенсивностей и интенсивностно-фазовой стереофонии...............................................138
   Перспективная технология стереозаписи со странным названием — «Искусственная голова»........................140
   Необходимость полимикрофонной технологии стереозаписи.....141
   Необходимость линейности фазовой характеристики звукозаписывающего тракта.................................142
   Балансирование стереокартины..............................143

Глава 14. Вариант «фотографической» технологии полимикрофонной стереозаписи.................................145
   Изображение расстояния до виртуальных источников звука....147
   Задание параметров угловой локализации виртуальных источников звука..........................................147
   Технология «фотографической» стереозаписи.................148
   Усовершенствование метода фотографической записи при невозможности исключения взаимопроникновения сигналов . . 154

Глава 15. Трех- и более канальная стереофония................159
   Особенности терминологии...................................160
   Разрешающая способность стереофонии........................160
   Развитие системы двухканальной стереофонии.................160
   Типичный пример озвучивания современного американского кинофильма................................................162
   Задачи, решаемые системами Surround Sound.................163
   Максимальная формула Surround Sound 10.1..................164
   Ограничение формулы 10.1 до 5.1...........................167
   Особенности технической реализации Surround-систем........167
   Технологии объемного звука в домашних кинотеатрах.........172
   Перспективные форматы записи и воспроизведения объемного звука...........................................173
   Доступна ли для «рядовой» студии запись в формате Surround 5.1? . . 175

6

Содержание

Глава 16. Акустика инструментов, рождающих музыку.............179
   Определение музыкального инструмента.......................180
   Классификации музыкальных инструментов ....................180
   Трехгрупповая система классификации музыкальных инструментов...............................................180
   Система классификации музыкальных инструментов Хорнбостеля-Закса..........................................181
   Развитие конструкций инструментов в отсутствии геометрической теории......................................182
   Акустические характеристики музыкальных инструментов.......183
   Характер атаки и затухания звука...........................183
   Частотный диапазон и спектр звука..........................185
   Тембр — обертоны и форманты ...............................185
   Стабильность основных тонов и формант......................185
   Особенности настройки инструментов.........................186
   Переходные тона............................................186
   Случаи отсутствия основного тона...........................186
   Громкость излучения и динамический диапазон ...............186

Глава 17. Ударные инструменты.................................189
   Тимпаны или литавры........................................190
   Большой барабан............................................194
   Тарелки....................................................196
   Малый барабан..............................................197
   Тамтам.....................................................198
   Треугольник................................................199
   Кастаньеты ................................................200
   Колокольчики...............................................200
   Колокола...................................................201
   Ксилофон...................................................202
   Маримба....................................................203
   Вибрафон ..................................................204
   Бубен......................................................204
   Изучаем «Самоучитель игры на бубне»........................204
   Большая ударная установка..................................205
   Подготовка к студийной записи ударной установки............207
   Особенности настройки барабанов............................207
   Технология настройки двухсторонних барабанов «в унисон»....209
   Технология настройки двухсторонних барабанов на фиксированный интервал..................................210

7

Содержание

   Студийная запись ударной установки........................211
   Выбор типов микрофонов, наиболее подходящих для записи ударной установки.........................................213

Глава 18. Челеста ...........................................215

Глава 19. Клавесин...........................................217

Глава 20. Фортепиано.........................................221
   История создания и конструкция............................222
   Особенности акустики рояля................................224
   Соотношение акустики инструмента и акустики помещения.....225
   Стереофонический образ инструмента........................227
   Проблемы ухода за инструментом............................228

Глава 21. Духовые инструменты ...............................231
   Основы звукоизвлечения....................................232
   Сравнение со струной......................................232
   Возбуждение колебаний.....................................233
   Настройка акустического резонансного усилителя на заданную частоту.......................................234
   Условное деление на деревянные и медные ..................235
   Флейта....................................................236
   Большая флейта............................................237
   Малая флейта..............................................238
   Альтовая флейта ..........................................238
   Особенности записи флейты.................................238
   Гобой.....................................................239
   Английский рожок..........................................240
   Кларнет...................................................241
   Малый кларнет.............................................242
   Альтовый кларнет (бассетгорн).............................243
   Бас-кларнет...............................................243
   Особенности записи кларнетов .............................243
   Саксофон .................................................244
   Фагот.....................................................245
   Контрафагот...............................................247
   Запись деревянных духовых инструментов....................248
   Медные духовые инструменты................................249
   Корнет....................................................249
   Альт-корнет...............................................249

8

Содержание

   Тенор.....................................................250
   Баритон ..................................................250
   Труба.....................................................250
   Тромбон...................................................252
   Валторна..................................................253
   Туба......................................................255
   Фанфара...................................................256
   Особенности записи медных духовых инструментов............256
   Электрифицированное будущее? .............................257

Глава 22. Орган..............................................259

Глава 23. Баян, аккордеон, губная гармоника..................267
   Баян......................................................268
   Аккордеон.................................................271
   Губная гармоника..........................................271

Глава 24. Скрипка, альт, виолончель..........................273
   Скрипка...................................................274
   Альт......................................................277
   Виолончель................................................279

Глава 25. Контрабас..........................................281

Глава 26. Акустическая гитара................................285
   Конструкция и акустика инструмента........................286
   Типы гитар................................................289
   Особенности записи акустической гитары....................290

Глава 27. Электрогитара......................................295

Глава 28. Бас-гитара.........................................301

Глава 29. Арфа...............................................305

Глава 30. Ограниченные по составу коллективы исполнителей . . 309
   Камерные составы..........................................311
   Запись хоровых произведений...............................312
   Запись современной электронной музыки.....................314
   Запись ансамблей, исполняющих современную акустическую музыку ......................................315
   Запись джаз-бэндов .......................................316

9

Содержание

Глава 31. Оркестры ..........................................319
   История оркестра...........................................320
   Симфонический оркестр......................................320
   Почему большой оркестр получил название симфонического?...321
   Как сочетаются в симфоническом оркестре отдельные инструменты и группы?.....................................322
   Струнная группа............................................323
   Группа деревянных духовых инструментов.....................323
   Группа медных духовых инструментов ........................324
   Группа ударных инструментов................................325
   Группа инструментов, не вошедших в другие группы...........326
   Стереофонический образ симфонического оркестра.............327
   Запись симфонического оркестра с солистами ................327
   Запись симфонического оркестра и хора......................328
   Другие виды оркестров .....................................329

Глава 32. Лампа или полупроводник — стоит ли игра свеч? .... 331
   О минусах транзисторов....................................332
   О плюсах транзисторов ....................................333
   О минусах ламп............................................333
   О плюсах ламп ............................................334

Глава 33. Микрофоны..........................................337
   Конденсаторные микрофоны с внешним источником напряжения для поляризации обкладок ......................339
   Электретные микрофоны......................................342
   Пьезоэлектрические микрофоны...............................342
   Динамические микрофоны.....................................343
   Радиомикрофоны.............................................343
   PZM-приемники звука .......................................344
   Характеристики приемников звука............................346
   Проблемы, возникающие в процессе эксплуатации приемников звука..........................................348

Глава 34. Контрольные акустические агрегаты и головные стереотелефоны...............................................351
   Характеристики динамиков и акустических колонок............352
   Оценка переходных процессов................................354
   Проблемы соответствия рекламы и действительности...........354
   Проблемы с качеством.......................................354
   Искажения, возникающие в слуховой системе человека.........355

10

Содержание

   Классификация акустических колонок.........................355
   Особенности акустических агрегатов ближней зоны............356
   Особенности акустических агрегатов дальней зоны............357
   Необходимость фазирования..................................358
   Подбор стереопары..........................................358
   Особенности подключения пассивных акустических колонок.....359
   Магнитное экранирование....................................359
   Головные стереотелефоны....................................359
   Особенности применения головных телефонов в студиях звукозаписи......................................360
   Перспективы развития электроакустических систем............361
   Технология NXT ............................................361

Глава 35. Аналоговые магнитофоны..............................363
   Принципы работы магнитофона................................366
   Технические характеристики современных магнитофонов........367
   Достоинства и недостатки аналоговых магнитофонов...........368
   Многоканальная аналоговая запись...........................371
   Будущее в прошлом?.........................................371

Глава 36. Караул, оцифровывают!...............................373
   Формат CD .................................................374
   Формат SACD................................................374
   Формат DVD-Audio...........................................376
   Многоканальная запись и сведение в формате PCM — Pro Tools лидирует.........................376
   Станция премастеринга и авторизации звука формата SACD.....379
   Необходимость применения DSP...............................380
   Устаревшие алгоритмы цифровой обработки звука..............383
   Влияние высоких частот на качество звуковоспроизведения....384
   Сравнивать рано............................................385
   Требования к трактам записи-обработки фонограмм форматов DVD-Аи SACD.......................................386

Глава 37. Звукорежиссер и индикаторы уровня — кто прав, кто виноват?..................................................389
   Для чего нужен визуальный контроль уровня сигнала? ........390
   Технологические проблемы...................................390
   Аналоговая магнитная запись ...............................390
   Цифровые системы...........................................391
   Радиопередачи .............................................391

11

Содержание

   Громкость .................................................392
   Характер звукового сигнала..................................393
   Характеристики и типы стандартизованных измерителей.........393
   VU-meter...................................................395
   Квазипиковый ИУ............................................395
   Peak Level Meter...........................................396
   Over.......................................................397
   Градуировка шкалы: почему не в вольтах? ...................397

Глава 38. Можно ли научить профессии звукорежиссера?..........399

Глава 39. Звукозапись в законе................................407
   Раздел 2. Авторское право...................................409
   Закон Соединенных Штатов Америки Об Авторском Праве (версия 1976 г.) ..........................................410
   Конвенция об охране интересов производителей фонограмм от незаконного воспроизводства их фонограмм от 29 октября 1971 г. . . . 412
   Раздел 3. Смежные права....................................416
   Раздел 5. Защита авторских и смежных прав..................418

Глава 40. Опасности профессии.................................419
   Об ущербе, наносимом колебаниями в неслышимых диапазонах частот.....................................................420
   Инфразвук..................................................420
   Ультразвук.................................................421
   О вреде громкого звука ....................................421
   Меры по защите слуха.......................................423
   Обеспечение электромагнитной безопасности при эксплуатации компьютерной техники......................424
   Заземление.................................................425
   Защита от статического электричества.......................427
   Профилактика оборудования..................................429

Заключение....................................................431

12

        Предисловие






В 2005 г. исполнится 130 лет с момента изобретения акустоэлектрического преобразователя, получившего название «микрофон». Спустя два года аналогичный юбилей отпразднует технология консервации звука. Около полувека назад фонограмма шагнула в массы и постепенно проникла практически в каждый уголок цивилизованного общества. На сегодняшний день звуковоспроизведение является, пожалуй, самым широким и демократичным каналом передачи смысловой и эмоциональной информации. С другой стороны этого процесса — в части создания фонограмм — до недавнего времени складывалась совершенно иная картина. Запись звука оставалась уделом избранных.
   И вот, наконец, свершилось! С появлением мультимедийных компьютеров любой и каждый получил возможность записывать собственные фонограммы, причем на достаточно высоком, почти профессиональном уровне. Хочешь — твори для себя и друзей. Достиг определенного исполнительского уровня — выставляй свои произведения на продажу. Овладел технологией сайтостроительства — публикуй нетленные творения в Сети или открывай свою собственную Интернет-радиостанцию. Кстати говоря, потоковое вещание в сети не такое уж дорогое удовольствие, да и наполнение программ «чужим» авторским продуктом вполне по карману среднестатистическому жителю СНГ. Перспективы стать «самому себе звукорежиссером» с прицелом войти в лигу профессионалов весьма заманчивые.
   Первым барьером на пути к цели становится компьютер. Овладели Windows, простили Била Гейтса, пошли дальше. Споткнулись об интерфейс своего первого звукового редактора, как правило, англоязычного Sonic Foundry Sound Forge. Призвали на помощь книги, «хэлп», друзей — справились с проблемой. Всевозможные подключаемые эффекты и более сложные многодорожечные программы пошли проще, благо терминология уже знакома. Все, точка, технология стала управляемой. Первая фонограмма записана. Вроде бы все сделали правильно, — а не звучит. Точнее звучит, но совершенно не так, как хотелось бы.
   Переходим ко второй фазе. Эврика — виновата техника! Изменили все доступные параметры в Properties и Preferences, оптимизировали операционную систему. Уверенности в своих силах прибавилось — интерфейс-то теперь знаком до мельчайших нюансов; а результат — тот же. И снова книги, журналы, друзья, Интернет. Реклама недоговаривает, FAQ и форумы отрезвляют... Сравнили свои финансовые возможности с перспективой экономической

13

Предисловие

отдачи, теперь уже более скромной, и приобрели новый программно-аппаратный комплекс. Придирчиво исследовали качество работы инструментов, в большой номенклатуре представленных на рабочем столе нового звукового редактора; без сожаления удалили все, что звучит с технической точки зрения неудовлетворительно. Пришло время оценить содеянное. В сравнении со старыми фонограммами нынешние звучат много привлекательнее: меньше шумов, искажений, появился мелодизм... Но все равно продукт остается откровенно любительским и недостойным публикации.
   Этап третий — творческий. Приходит понимание, что ни одна, пусть даже самая современная и совершенная, технология не будет рисовать сама по себе. Леонардо да Винчи писал: «...те, кто влюбляются в практику без науки, подобны кормчим, выходящим в плавание без руля или компаса, ибо они никогда не могут быть уверены, куда идут. Практика всегда должна быть построена на хорошей теории... и без нее ничто не может быть сделано хорошо в случаях живописи». Любой художник должен иметь определенный багаж теоретических знаний, практических секретов и навыков. Существуют законы линейной перспективы, изображения объема, пропорций, субъективного восприятия цвета, баланса света и тени и много-много других постулатов, которые нужно учитывать и уметь воплощать в полотне. Ведь не зря же людей в беретах, в перепачканной краской одежде и с палитрами в руках многие годы обучают писать натюрморты, пейзажи, портреты, опираясь на талант, но не останавливаясь на одном лишь природном даре. Может быть, стоит провести параллель между написанием картин и записью фонограмм? Какие закономерности лежат в основе процесса восприятия звукового потока, откуда они берутся, с чем связаны, как их реализовать в непростых условиях ежедневной практики? Вопросы заданы — ищем ответы.
   Пути поиска информации те же. Большинство изданий, посвященных фундаментальным исследованиям звуковых полей и особенностям психоакустического восприятия звука, перенасыщены формулами и анализами результатов узкоспециальных экспериментов. Материалы такого рода достаточно интересны сами по себе, но, к сожалению, имеют ограниченное утилитарное применение. Кое-что полезное для практической работы удается почерпнуть из русско- и иноязычных специализированных журналов и их сетевых копий, но цельная картина так и не складывается.
   И вот невероятная удача — Вы покупаете эту книгу! (Прим. редакции: это первая, но далеко не последняя удачная шутка автора.) На ее страницах автор предпринял попытку в доступной форме изложить научные представления о возникновении, распространении и восприятии акустических полей; выявить наиболее важные характеристики звуковых волн, влияющие на их смысловую и эмоциональную оценку; поделиться секретами эффективных приемов записи и воспроизведения фонограмм; оценить достоинства и недостатки основных элементов технологии звукозаписи. Много внимания уделено описанию особенностей акустики музыкальных инструментов,

14

Предисловие

определяющих как их собственный характер, так и индивидуальность исполнения музыкальных произведений. Заключительные главы посвящены ответам на некоторые вопросы, касающиеся профессиональной деятельности звукорежиссера — обучению, правам, охране труда.
   Делающий первые шаги найдет в этой книге оригинальное изложение теории и практики звукорежиссерского ремесла. Более опытные работники микрофона и микшера смогут, как минимум, упорядочить свои знания, задуматься над какими-то проблемами, а может быть, и решить некоторые из них на пару с автором или оппонируя ему.
   Книга написана специально для звукорежиссеров и звукоинженеров, но может быть интересна и полезна читателям самой широкой аудитории, интересующимся вопросами качественного звуковоспроизведения. В надежде скрасить академическое изложение материала, автор позволил себе лирические, патетические и юмористические отступления от основных тем.

15

Глава 1.Звук —
 от зарождения к восприятию

л

Глава 1. Звук — от зарождения к восприятию

                                   — Я так и знал, что ты пописываешь, — сказал Никитич, — у тебя и взгляд такой... Ты все больше никуда не смотришь...
                                   Он прочитал мои писания, подергал плечом, провел рукой по крутым седым завиткам, прошелся по чердаку.
                                   — Надо думать, — произнес он врастяжку, замолкая после каждого слова, — что в тебе есть искра божия...
                                   Мы вышли на улицу Старик остановился, с силой постучал палкой о тротуар и уставился на меня.
                                   — Чего тебе не хватает?.. Молодость не беда, с годами пройдет... Тебе не хватает чувства природы.
                                   Он показал мне палкой на дерево с красноватым стволом и низкой кроной.
                                   — Это что за дерево?
                                   Я не знал.
                                   — Что растет на этом кусте?
                                   Я и этого не знал. Мы шли с ним сквериком Александровского проспекта. Старик тыкал палкой во все деревья, он схватывал меня за плечо, когда пролетала птица, и заставлял слушать отдельные голоса.
                                   — Какая это птица поет?
                                   Я ничего не мог ответить. Названия деревьев и птиц, деление их на роды, куда летят птицы, с какой стороны восходит солнце, когда бывает сильнее роса — все это было мне неизвестно.
                                   — И ты осмеливаешься писать?.. Человек, не живущий в природе, как живет в ней камень или животное, не напишет во всю свою жизнь двух стоящих строк... Твои пейзажи похожи на описание декораций. Черт меня побери, — о чем думали четырнадцать лет твои родители?...
                                                        Исаак Бабель. «Пробуждение»


И мы с вами, уважаемые читатели, начнем рассмотрение нашей темы — звукозаписи — с основы основ — природы звука.
   Несмотря на то что главы, посвященные теории звука, написаны в соответствии с модным ныне направлением — в эстетике клиповой нарезки, объем информации, изложенный здесь, достаточен (и необходим) для понимания практической части книги.



    Откуда появляется звук?

Откуда появляется звук? Понятно, что из музыкальных инструментов, из динамиков и так далее. А все-таки, какова его изначальная природа? Попробуем разобраться.

18

Глава 1. Звук — от зарождения к восприятию

   Все сущее состоит из материи. Неотъемлемым атрибутом материи является движение. Отдельные тела совершают движения, обладающие той или иной степенью повторяемости. Движение с периодическим характером называется колебательным. В честь немецкого физика Генриха Герца частота периодического процесса, при котором за одну секунду происходит один цикл процесса, называется 1 Герц и обозначается 1 Гц. Если механическое тело находится в упругой среде, то его колебательные движения создают волны, распространяющиеся в этой среде. Когда частоты воздушных волн попадают в диапазон от 16 до 20 000 Гц, колебания воздуха воспринимаются барабанной перепонкой и возникает звук, который способен услышать человек.
   Интересно, что определение диапазон, широко применяемое в качестве технического термина, имеет музыкальное происхождение. «Диапазон» проистекает от греческого словосочетания dia pason chordon — через все струны.


    Понятие акустики

Звук, как явление природы, начали изучать очень давно. Так, во времена Древней Греции в IV в. до н. э., когда теория музыки только зарождалась, Архит Тарентский выдвинул революционную идею о звуке как колебании воздуха. К сожалению, он полагал, что высота звука зависит от скорости распространения волны, а не от его частоты. Важную роль в зарождении акустики сыграли работы Аристотеля (IV в. до н. э.) и Пифагора (VI в. до н. э.). В буквальном переводе с греческого akustikos — означает «слуховой». Технологическая революция XX в. расширила это понятие на весь диапазон частот — от 0 до 10¹²...10¹³ Гц. В этой книге нас интересует первоначальное значение слова акустика — учение о звуке как упругих колебаниях, слышимых человеческим ухом.
   В настоящее время не существует единой теории, объясняющей все акустические процессы, происходящие в природе. Относительно независимо друг от друга развиваются ряд разделов акустики, среди которых: геометрический, нелинейный, статический, волновой, архитектурный, строительный, психофизиологический, музыкальный, электроакустический. Учитывая, что перед звукорежиссером-практиком не возникает необходимости решения всех научных противоречий, попытаемся извлечь из вышеперечисленных направлений некий достаточный минимум полезной информации.
   В качестве основы для построения упрощенной акустической модели удобно выбрать геометрическую теорию, как наиболее простую и наглядную, которую, при необходимости, придется дополнять элементами из нелинейной теории.


19

Глава 1. Звук — от зарождения к восприятию


    Геометрическая акустика

Геометрический раздел основан на следующем предположении: звук распространяется в виде звуковых лучей, представляющих собой линии, вдоль которых движется звуковая энергия. Уравнения геометрической акустики по своей форме близки к уравнениям геометрической оптики, хорошо знакомым читателям еще из курса школьной физики. Для звуковых лучей справедливы те же законы отражения и преломления, что и для световых волн. Формулы линейной геометрии являются приближенными и тем точнее отражают реальность, чем меньше длина исследуемой звуковой волны. Если считать, что размеры помещений или препятствий на пути звука сравнимы или много больше длины волны звука, то возникает необходимость в учете таких явлений, как дифракция волн, которые линейная теория уже не описывает. В таких случаях приходится усложнять задачу и учитывать нелинейные члены уравнений.
   В соответствии с геометрической теорией, звук распространяется в виде волн, подразделяемых на несколько типов. Каждому типу свойственны особые условия возникновения и распространения. К простейшим типам можно отнести плоские и сферические волны. Реальный процесс состоит из суммы различных волн, но рассматривать удобнее каждое слагаемое в отдельности.



    Плоская волна


Плоскую волну могут создавать колебания плоской поверхности (рис. 1.1). Все лучи плоской волны перпендикулярны плоскости излучения и параллельны друг другу. При этом частицы среды распространения начинают


20