Stereofonie se jeví už minimálně 50 let jako nedostačující. Není divu, že se zvukoví technici i muzikanti pouští do kombinací jiných. Ať už se jedná o organizaci reprobeden, tak i o způsob nahrávání, tedy o rozestavění mikrofonů. Podívejme se letem světem na několik prostorových - surroundových uspořádání.
Kvadrofonie: čtyři audio monitory v rozích nepokrývají kruh v souladu s tím, jak člověk prostorově slyší.
Nedokonalá čtyřka: kvadrofonie
Kvadrofonní (čtyřkanálový) zvuk, tedy ozvučení či záznam, kdy se používají čtyři kanály, otestovali už v sedmdesátých letech třeba The Pink Floyd. Reproduktory jsou v takovém případě umístěny ve čtyřech rozích poslechového prostoru, drží mezi sebou úhly 90 stupňů a mají za úkol pokrýt rovnoměrně prostor kolem posluchače. Tato mikrofonní technika i poslechové rozmístění monitorů se na tehdejší možnosti ukázaly nejen technicky komplikované a hlavně poslechově nedostatečné.
Aby audio inženýři zjistili, jak člověk vnímá zvuk kolem sebe, používají nápodobu lidského těla, hlavně hlavy.
Mohou za to "odstáté" boltce: zadní a přední stereo rovina nejsou totéž
Člověk totiž díky vlastnostem vnějších uší, hlavně boltců nevnímá zadní horizontální rovinu stejně jako přední. Zatímco u přední roviny dosáhneme pomocí dvou symetricky rozmístěných stereo reprobeden snadno iluzi, že je přední rovina zvukově kompletně pokryta, u zadní roviny se to už tolik nedaří. Jednak stejně intenzivní signál přicházející ze stejně vzadu vzdálených reprobeden, jako jsou nastavené i umístěné ty přední, vnímáme až o 40% slaběji (ušní boltce jej zastíní). Hlavně se ale „trhá“ tzv. fantomové centrum – místo na 180 stupních, ve kterém naopak při poslechu zepředu (na 0 stupních) vnímáme signál nejsilněji či nejčitelněji. Proto zvukoví technici postupem času začali hledat a zkoušet nové konfigurace.
Při uspořádání 5 reprobeden pokrýváme nejhustěji přední rovinu.
5.1: Hustěji pokrytý předek a pořádný basy
Jako velice slibná se ověřila konfigurace 5 reprobeden, kdy základní bedna leží na centru (C – Centrum) na 0 stupních, další dvě pak pod úhly 30 a 30 stupňů od centra vytvářejí klasické přední LR stereo (L - Left, R - Right). Pro pár zadních surroundových S beden (LS - Left Surround, RS - Right Surround) se pak osvědčil jako nejlépe fungující a zadní prostor pokrývající úhel 80 stupňů, měřeno od páru LR, nebo jinak i 110 stupňů, měřeno od C.
Ke kruhu pěti reprobeden pak stačilo přidat subwoofer LF a poslech 5.1 byl na světě. Chytil se a hlavně v domácnostech a coby TV či HiFi poslech funguje dodnes.
Pozn. Mimochodem přímé pokrytí středu speciálním monitorem vytvořilo mnohem hrubší a tvrdší barvu na centru, než byla ta, která vzniká měkkým prolnutím dvou reprobeden ve stereo konfiguraci. Podobně, jako je ostřejší světlo z bodového reflektoru a měkčí barva smíchaná prolnutím reflektorů dvou.
7.1: Ty kluku ušatá, a ještě hustší pokrytí předního půlkruhu!
Hledání a vývoj však pokračovaly. Technici testováním pokrývali hlavně ty zóny, které se z pozice posluchače ukazovaly jako nejvíce hluché, nebo také, kde byl zvuk nejvíce roztržený. V brzké době tak přibyl tzv. přední rozšiřující W „Wide“ pár (LW - Left Wide, RW - Right Wide) umístěný zhruba na 60° od centra. Zadní surround pár se pak mírně posunul, např. ze 110° na 120° od centra. Systém se zabydlel jako 7.1.
10.2: Když to nejde v rovině, nasolíme to nad hlavu
A zahušťovalo se důsledněji a důsledněji. Jak 5.1 či 7.1 se totiž pohybují jen v rovině horizontální. Na řadu přišla i tzv. rovina mediální fungující na vertikále, neboli na ose Z. A tam jsme opět u jiného způsobu vnímání, než jsou horizontální půlkruhy přední a zadní. V případě mediální roviny dokážeme díky kratším vlnám a stínění hlavy, vlasů i boltců dobře identifikovat vyšší signály vyzařované z bodů nad hlavou. To už se nám nedaří u signálů nižších. Ty přestože jsou vysílány z míst nad hlavou, vnímáme, že probíhají pod naším tělem.
Přečtěte si také:
Vybíráme poslechové monitory: mix hudby na sluchátkách ano či ne?
Neušetřím tím, že budu míchat jen na sluchátka? Vždyť je tam zvuk mnohem čitelnější, detailnější a vlastně i pocitově silnější? Ale na reprobendnách už to tak pak nezní. Proč?…
Vybíráme audio monitory: podle místnosti a vzdálenosti od posluchače
Hledáte nejvhodnější poslechové monitory do svého studia? Jaké se hodí pro menší místnost, kde budete poslouchat blízko u počítače? A jaké byste měli vybrat do místnosti střední? A…
Proto byly nad hlavu posluchače v dalších systémech přidávány výškové reproduktory (hluboké nejsou z již uvedeného důvodu v pozici nad hlavou třeba). K tomu se zahustil zadní půlkruh o reprobednu B na zadním centru (BS – Back Surround) a přibyl i druhý subwoofer. Vznikl tak systém 10.2. První číslo značí počet reproduktorů v kruhu, druhé potom počet subwooferů. Ještě přesnějším je potom značení 7.2.2. kdy první číslo vyjadřuje počet reproduktorů v rovině hlavy, druhé počet subwoferů a poslední číslice představuje počet výše – nad hlavu umístěných reproduktorů.
Surroundové mikrofonní techniky
Tak jako existují párové (tedy stereo) mikrofonní techniky – např. XY, AB, MS, NOS, ORTF ad., dopočítáme si i poměrně slušného čísla prostorových mikrofonních technik. Podívejme se však pro jednoduchou demonstraci jen na několik.
Surroundové, prostorové techniky můžeme rozdělit do dvou kategorií:
- techniky pro zachycení ambience - mikrofony jsou rozprostřeny tak, aby co nejlépe zachytily okolní atmosféru prostoru,
- techniky pro zachycení přímého signálu - mikrofony jsou rozprostřeny tak, aby co nejlépe pokryly přímý signál přicházející ze zdrojů (hlasů, nástrojů ad.)
Obě kategorie se obvykle se používají ve vzájemné kombinaci: vepředu blíže ke zdroji leží mikrofony pro přímý signál, vzadu s různými odstupy potom mikrofony pro zachycení ambientního okolního prostoru.
Pro surroundovou mikrofonní techniku "dvojité ORTF" potřebujeme 4 stejné mikrofony s ledvinovou směrovou charakteristikou.
Zachycení ambience v kruhu
Řada surroundových ambientních technik vychází z párových technik stereofonních. Tak je tomu např. u tzv. Double ORTF nebo Double Mid-Side.
V případě Double ORTF jde zásadě o dvě stereo konfigurace ORTF umístěné zády k sobě. Shrnuto, Double ORTF se skládá se ze čtyř kardioidních mikrofonů umístěných v pravoúhlém obdélníku, v horizontálních rovinách jsou mikrofony umístěny 17 cm od sebe (průměrná vzdálenost uší). Zadní pole je 25 cm (10 palců) vzdáleno od pole předního, rohy tak svírají úhel 110 stupňů.
Pozn. Pro Double ORTF jsou přímo vhodné páry Rode NT55-MP nebo TF-5. Jednak jsou od výrobce perfektně kalibrované a také jdou umístit na lištu Stereo Bar, pomocí které rychle naměříme a nastavíme jak potřebnou vzdálenost, tak úhly.
Rode TF-5: 2 páry jsou ideální pro techniku Double ORTF.
I Double Mid-Side (MS) vychází ze stejnojmenné stereofonní konfigurace. Původní stereo technika zde rovněž funguje jako zdvojená a zády k sobě. Jen si vystačíme se třemi mikrofony – jednou osmičkou umístěnou na ose X a dvěma ledvinami umístěnými na ose Y zády k sobě. Připomeňme si, že stopu signálu z osmičky zdvojujeme a převracíme pak na jednom kanálu fázi. Double Mid-Side má výhodu, že změnou intenzit osmičky a ledvin můžeme měnit nasměrování šíři předního i zadního pole.
Obě techniky - Double ORTF i Double Mid-Side jsou vítány pro svou prostorovou úspornost.
Mikrofonní technika INA-5 vyžaduje 3 "ledvinové" přední mikrofony pro snímání přímého signálu a dva zadní "ledvinové" pro nahrání prostoru.
Zachycení ambience i přímého signálu
Jako přiklad kombinované techniky může posloužit tzv. INA-5 nebo také ICA (Ideal Cardioid Arrangement, tedy ideální kardioidní uspořádání). Používá pět kardioidních mikrofonů s centrálním mikrofonem umístěným 17,5 cm před dvěma ledvinami pro levý a pravý kanál směřujícími ven. Levý a pravý mikrofon jsou od sebe vzdáleny 35 cm. Dva další zadní kardioidní mikrofony jsou umístěny asi 60 cm (24 palců) za přední čelní linií a 60 cm (24 palců) od sebe, s úhlem 150 ° od středu mikrofonu. Vzdálenosti mezi předními třemi mikrofony lze změnit tak, aby se přizpůsobily okolní odezvě.
Čtyři mikrofony v jednom: Rode NT-SF1. Lehce přenosný, okamžitě zprovozněný a s vynikajícím zvukem.
Jedním „mikrofonem" celý prostor? No problem.
Výrobci se samozřejmě snaží, aby zvukovým mistrům ušetřili čas i námahu. Proto konstruují zařízení, kdy nemusíte mikrofony pracně uchytávat, měřit vzdálenosti a úhly, ale vše najdete na jedné konstrukci. Příkladem může být zařízení Rode NT-SF1, ambisonický mikrofon pro 360° záznam. Obsahuje čtyři mikrofonní kapsle TF45C s extrémně nízkým šumem a širokým frekvenčním rozsahem. Jsou situovány tak, aby pokryly kvadranty nejen v horizontální, ale zároveň i vertikální rovině.
K mikrofonu Rode NT-SF 1 patří i volně stažitelný VST plug-in SoundField, který umí překlopit signál ze 4 kanálů do většiny prostorových formátů: 5.1, 7.1, 7.1.2, 7.2.2 ad.
Čtyři výstupní signály nazývané jako formát A jsou pak zpracovány pomocí softwaru nebo hardwaru do druhé sady signálů zvaných formát B. Pomocí programu SoundField pak můžete měnit směrování, polohu a rotaci mikrofonů a převracet je do prostorových mixů od konstelací 5.1 až po úplný 7.1.4 surround mix.
Pozn: Ambisonický mikrofon se mimochodem výborně hodí i pro „obyčejné" stereo – pomocí plug-inu "Szone_sps200" na něm můžete do detailu vymodelovat všechny důležité párové techniky a nastavovat u nich směrové charakteristiky, stereo úhel, rotaci, citlivost (zoom) ad.
K ambisonickému mikrofonu je mimochodem dodáván i plug-in "Szone_sps200", který umí výborně namodelovat většinu stereofonních technik. Ušetříte čas!