Звукорежиссура и запись фонограмм

А. В. Севашко




            Звукорежиссура и запись фонограмм



Профессиональное руководство



2-е издание, электронное








Москва
ДМ К П ресс, Додэка-ХХ1»

2023

УДК 78.02
ББК 85.3
      С 28






      Севашко, Анатолий Владимирович.
С 28    Звукорежиссура и запись фонограмм : практическое руководство / А. В. Севашко. — 2-е изд.,
      эл. — 1 файл pdf : 434 с. — Москва : ДМК Пресс, Додэка-XXI, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный.
         ISBN 978-5-89818-358-5
         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

      Электронное издание на основе печатного издания: Звукорежиссура и запись фонограмм : практическое руководство / А. В. Севашко. — Москва : ДМК Пресс, Додэка-XXI, 2015. — 432 с. — ISBN 978-5-97060-267-6. — Текст : непосредственный.



           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.



В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.


ISBN 978-5-89818-358-5                                      © А. В. Севашко
© Издательский дом «ДодэкаXXI»
                                                            © 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

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