音响工程与电声技术Electroacoustical Project and Technology第四章 音频信号的拾取与处理技术学习目标:学完这一章，你应当能做到： 1. 解释什么是ENG与EFP，以及它们之间的区别； 2. 能够根据工作需要选择与使用合适的话筒； 3. 会使用单点拾音； 4. 描述什么是近区效应； 5. 会使用X-Y制、MS制、大AB制拾取双声道立体声音频信号； 6. 叙述小AB制的几种类型； 7. 叙述音频信号的幅度、频域、时域处理常用的技术手段 ； 8. 会使用Audition 2.0录制并处理音频信号。第一节 音频信号的拾取技术声音素材的拾取是整个电声系统需要进行的第一步工作，它为后期对音频信号进行的处理与重放工作奠定了基础，并决定了原始音频素材的质量。一、音频信号的拾取系统1、ENG系统ENG（Electronic News Gathering）电子新闻采集是电视 制作的一种方式。在这种方式中，声音素材的拾取主要是针对 语音信息，因此只要求清晰、自然、真实的记录被访者的讲话 内容即可，对声音拾取的主要要求是防噪、防风。此外，由于ENG方式拍摄的主要是新闻信息类节目，因此 话筒以及录音器材对于画面并无太大影响，有时话筒等录音器 材在画面出现反而会增加真实感。当空气的气流吹向麦克风时，振膜受振便会产生难听的干扰噪声。尤其在外景录音，当风吹 过麦克风时，所录的风声却与人耳听到的截然不同，一点儿也听不出是风吹树叶的沙沙声或吹过 屋旁的潇潇声，而是一些砰砰声、隆隆声或爆裂声。在室内录音一般没有风的问题，但当麦克风 追随声源而必须快速移动时也会引起气流对振膜的冲击，产生干扰噪声；另一个问题是在近距离 录音时，演员口中气流冲击麦克风，特别是有些带有“破”、“拖”、“搏”的字更易产生气流 ，其发声气流冲击麦克风振膜时会产生讨厌的爆破声。为解决上述问题，可以给麦克风安装上防风罩。小型防风罩由带微孔的泡沫塑料制成， 这种塑料不影响麦克风的灵敏度，质地较轻，可以在室内使用，也可以室外轻风中使用。在有微 风的情况下，要用一种更结实的网式防风罩，又称猪笼式防风罩，麦克风整个装在这个圆筒里， 刮大风时再用一个毛皮套子套在防风罩外面。防风罩还可以起到保护麦克风的作用，使其免受机 械振动并防止尘土、水或磁性微粒进入。 ENG2、EFP系统EFP（Electronic Field Product）电子现场制作是一种 现场同期声录制方式。其主要特点是录音受画面要求的制约， 即由于待录声音源同时又是待拍摄的主体，因此，录音器材能 否在画面出现、所录声音的现场感等均受画面效果制约。 典型的EFP系统是以大型数字调音台为核心，支持多路话 筒的拾取、调音、混合与监听。而基于数字音频工作站的配置 ，其主要特点是大型数字调音台模块已经整合为计算机系统的 一部分，其主要功能可以由硬件或软件实现。根据节目现场与 录音要求的不同，所采用的器材的种类、数量、性能档次也有 较大的差异。现场录音3、后期配音系统后期配音系统主要用于各类对声音要求较高的作品或节目 （如电影、电视剧、MTV等）的后期配音与配乐工作。其主要 特点是录音器材的选用和布置无须考虑画面拍摄的影响，但却 对录音质量却有较高的要求。因此，需要在专用的录音场所， 如录音室、录音棚内等进行。后期配音系统与EFP系统相比，最主要的差异在于前者由 于对音频处理效果的要求更高，因此，往往需要配置更多的诸 如均衡器、滤波器、延时器、混响器、压限器、扩展器、噪声 门和降噪器等周边设备。二、话筒的选用1、以话筒的性能参数依据 指向性 灵敏度 频响特性 最大输入声压级 输出阻抗A、指向性话筒分为单一指向性和可变指向性两大类。前者只有如前面 所介绍的全向、双向、心型等指向性之一，而后者可以通过转换 开关的切换，从而具备多种指向性。可变指向性话筒对于录音环 境和需要的适应性较强，但价格却较为昂贵。注：动圈式话筒都是单一指向性的话筒。B、灵敏度一般电容式话筒的灵敏度比动圈式要高。但在实际拾音中 ，并非话筒的灵敏度越高越好，比如在环境嘈杂的街道或者演 唱会现场，就应该使用灵敏度较低的话筒，以免环境噪声对有 用信号的干扰。而对于录音棚中人声的拾取则一般使用灵敏度 较高的话筒。C、频响特性一般的电容话筒要比动圈式话筒的带宽要宽，无论是低频 段还是高频段都具有更宽的频响范围。因此在选择话筒时，可 根据声源的音域特点来考虑选用频响特性与之相适应的话筒。例如：语音的音域较窄，因此可选用频响较窄的话筒；诸如鼓、贝斯、 大提琴等低音乐器，则需要频段向更低的频率展宽，因此需要低频特性 好的话筒；反之，诸如小号、小提琴等高音乐器则要求高频特性较好的 话筒；而对于整个交响乐队的拾音则要求频响范围很宽的话筒。D、最大输入声压级一般动圈式话筒可承受的最大输入声压级要比电容式话筒 高，专业话筒可承受的最大输入声压级比非专业话筒高。 因此：在拾取诸如专业演讲或朗诵、美声唱法中的男女高音、打击乐、 交响乐团合奏等大声压级的声源时应选用最大输入声压级较高的话筒。 例如：对于一些专业演讲或歌唱等的拾音应用中，话筒的最大输入声压 级一般要求大于120dB。E、输出阻抗话筒输出阻抗过高，容易使输出信号在传输过程中产生静 电干扰；而输出阻抗过低将容易产生电磁干扰，两者都会使话 筒输出信号劣化。由于输出阻抗高的话筒只能配接很短（如1-3m）的音频线，否则将会使 信号的高频段受到严重干扰；因此在专业拾音领域一般都采用低输出阻 抗的话筒，它一般可以配接几十米甚至上百米的音频线。但需要注意的 是，话筒的输出阻抗并非越低越好，一般以150 -250之间为宜。2、以话筒的类型为依据 3、以声源和拾音场所的声学特性为依据 4、以具体厂家型号的话筒的具体特点为依据三、单话筒拾音1、单话筒拾音技术单话筒拾音又称为单点拾音，其主要特征是所有声音信号 都由一个话筒，在声场中的一个点拾取。单话筒拾音是最基本也是最常用的一种拾音方式，其它拾 音技术都是在它的基础上发展起来的。从现状来看，由于后期 混音设备逐渐普及且都功能强大，尤其是计算机音频工组站的 广泛使用，使我们在后期制作过程中能够通过多轨混音的方式 对单话筒拾音的素材进行编辑处理，从而模拟出各种多话筒拾 音的效果来。因此，单话筒拾音是最为重要的一种拾音方式。2、单话筒拾音方式中话筒的放置话筒位置的放置对于拾音质量至关重要，拾音时需要充分 重视话筒放置的问题，否则会给后期制作带来麻烦。在考虑话 筒的放置时，应主要从以下几个方面来考虑： 话筒与声源的相对空间关系，包括距离、高度、角度等； 录音场所的声学特性； 声源（人、乐器等）的声学特性和活动情况。（1）话筒与声源的距离当话筒太接近声源时，一方面会因为所拾取的直达声比 反射声强太多从而使声音感到干冷；另一方面，会因为近区 效应而使所拾取的音频信号的低频抬升，造成声音浑厚、丰 满的效果，而严重时则会出现输出电压过大、声音过载、产 生非线性畸变的后果。反之，当话筒离声源太远时，由于反射声占的比例增大 ，因此房间的声学特性将对拾音产生重大影响。若过多的反 射声加入则会使混响时间增长，从而造成声音不清晰，甚至 有回音，从而导致声像模糊。这给后期处理带来很大的难度 甚至无法达到处理的要求。但是，适当的拉开话筒与声源的距离对于拾取环境声非 常有利，而且话筒的输出电压会减小，近区效应不明显。拾音类型距离拾取声音的特点适用场合（人声） 近距离拾音15cm绝对的直达声，音色纯净 、清晰度高；给人以真实 、亲切、柔和的感觉。低语调的主持人或通俗 唱法。中距离拾音510cm混响轻微，音质清晰、明 亮；给人以轻松、活泼、 开朗、爽快的感觉。中音主持人或民族演唱 歌手。 主持人：5cm左右 民族唱法：510cm 远距离拾音1020cm 混响适度，输入声压级较 大，泛音数量较多；给人 以浑厚、丰满、圆润、平 衡的感觉。美声唱法。1020cm拾音距离的分类5cm10cm15cm20cm通俗唱法歌 手低语调主持 人民族唱法歌 手中音主持人美声唱法歌 手（2）话筒与声源的相对高度从拾取单个声源的角度看，话筒高度应该与声源接近，如 拾取歌手或者演讲者的声音时，无论使用动圈式或者电容式话 筒，都应该使振膜略微高于他们的嘴部，因为演员或者演讲者 通常都会略微抬头歌唱或演讲。为了顾及谱架或其它设备的摆 放，可以在拾音时采用电容式话筒倒置放置（吊放）此外，用单话筒拾取乐器声时，话筒的高度受到乐器声乐 特性的影响，对于诸如二胡等民族乐器，话筒的高度应与乐器 高度一致，若是小提琴、吉他等存在共鸣腔的乐器，一般应将 话筒对准共鸣腔音孔位置。在电视、电影或现场节目的拍摄过程中，可采用单话筒拾 取环境声（观众声、现场声等）以及声音的整体感觉（交响乐 队等），这时若不想话筒出现在画面中，则通常将话筒用吊杆 吊起一定高度，或将话筒安排在现场的房顶进行拾音。需要注意的是，只有电容话筒可以采用倒置放置的形式，动圈式话筒 只能正放，而且应该使其护网顶部正对声源。电容话筒 正放电容话筒 倒放话筒防喷罩（3）话筒与声源的相对方位方位常用话筒的指向主轴与声源和话筒连线的夹角表示。 若无特殊要求，应将话筒的指向主轴对准声源（即夹角为0） ，以获得最大的输出电压及抑制侧向声源的串入。声源2声源1指向主轴对于带有指向性的话筒，我们就需要考虑话筒的方位角的 问题，即在话筒主轴两侧灵敏度低于主轴-6dB处所夹的角度。在这个角度内的声源，所拾取的音频信号显得浑厚、有力 ，而在这个角度外的声源，所拾取的声音则显得单薄、无力。 因此我们在使用带有指向性的话筒时，一定要注意拾音的方位 角。拾音场合距离方位角 目的 / 效果近距离对 通俗唱法拾音15cm15 30 可避免低频气团的“pu”声1中距离对 民族、美声唱法拾音520cm15 左右远距离对 美声唱法、乐器拾音1020cm 0 为了获得最大的输出电压 2常见拾音场合的方位角选择注：（1）当话筒与声源的方位角成0 时，气流声会很容易产生低频“pu”声；而当 话筒与声源成15 30 时，音色的低频、中频、高频都比较均衡。当话筒置 于45 90 时，语音气流掠过话筒振膜，使音圈振动减小，所以低频声音小 ，相对高频成分比例增加，但总音量变小。（2）在远距离拾音的场合，气流声已经微乎其微，所以为了获得最大的输出 电压，我们必须将话筒的指向主轴对准声源。3、单话筒拾音应注意的问题单话筒拾音时，若在音质良好的录音室中拾音，则重点应 放在直达声、前期反射声和混响声的比例控制上。对于语音节目的录音，对白录音室的混响时间一般都较短 ，直达声与第一反射声之间的时间差对语音音色的影响十分重 要。若房间的容积相当大时，第一反射声的延时就有可能加长 ，这时应采用隔声屏风或者附加反射面的方式来缩短直达声与 第一反射声之间的时间差。一般认为：侧向反射声对音色具有重要影响，并建议将第 一反射声的延时控制在25ms左右。对于语音，延时大于35ms时 将出现发生点和共鸣点分裂的“怪音”，从而失去延时在25ms左 右的亲切感。此外，单话筒拾音方式避免了多话筒拾音常常出现的梳状 滤波器效应，因此通过话筒本身诸如频响、指向性、近区效应 等方面的特性来调整音色就成为有效、可行的措施。4、电视摄像中的单话筒拾音 在与采访对象相隔一段距离或者是在嘈杂环境中采访时， 我们应选用强指向性话筒，这样一方面可以保证被采访人的声 音拾取的灵敏度，同时也有效的避开了噪声干扰。 无线话筒的使用使节目主持人能够更为自由的在采访现场 活动，尤其是领夹式无线话筒还将主持人的双手解放出来，从 而使其肢体语言更为丰富，并且可根据现场情况操作。（比如 商品的介绍或者旅游景点的解说等等）需要注意的是，摄像机 最多同时使用2个话筒，再多就要使用调音台了。在电视节目的制作过程中，ENG（电子新闻采集） 是最主 要的一种录音方式。这