Урок 7. Я хочу, чтобы песня звучала

(c)Юрий Петелин
http://www.petelin.ru

Предыдущие "Уроки музыки на компьютере" были посвящены вопросам записи MIDI-музыки. Эта тема неисчерпаема и мы обязательно вернемся к ней. Однако в мой адрес j_petelin@chat.ru поступает довольно много вопросов из области создания домашней звуковой студии. В ответ на пожелания наиболее нетерпеливых читателей мы открываем серию статей о применении компьютера для записи и обработки звука.

MIDI-музыка, написанная талантливым человеком, владеющим к тому же всем арсеналом выразительных средств MIDI-системы, интересна сама по себе и далеко не всегда нуждается в каком-либо дополнительном "оживлении". Вместе с тем, замечательные результаты можно получить и, сочетая синтезированные звуки со звуками реальных акустических инструментов. К тому же заметную часть музыкального творчества составляют песни. В этих случаях без звукозаписи, конечно, не обойтись.

Асимметричный ответ 

Совсем не так давно, чтобы создать качественную фонограмму, необходимо было обратиться в коммерческую студию звукозаписи. В таких студиях используется дорогое специализированное оборудование: профессиональные микрофоны, многоканальные микшеры, приборы обработки, цифровые аудиомагнитофоны и многое другое.

Кто бы мог подумать, что в течение нескольких лет ситуация изменится кардинальным образом! Асимметричным ответом монополистам от звукозаписи стала домашняя студия, базирующаяся на персональном компьютере.

Суть ее работы заключается в том, что звуковой сигнал, поступающий с микрофона, трансформируется в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) звуковой карты и записывается на жестком диске компьютера.

Таким образом, АЦП + винчестер = цифровой магнитофон. Стоимость оборудования, перечисленного в левой части равенства, меньше чем стоимость профессионального цифрового магнитофона. Да к тому же магнитофон нужно было бы еще купить, а компьютер у вас и так уже есть. Требования к компьютеру и звуковой карте - предмет отдельного разговора. Пользуйтесь пока теми, которые у вас имеются.

Вместо "железных" приборов обработки (компрессоров, ревербераторов, гармонайзеров и т.п.) в домашних условиях можно использовать виртуальные. Речь идет о средствах, входящих в звуковые редакторы (об одном из них см. здесь). Даже если покупать лицензионный диск, то стоимость программы оказывается намного меньше, чем стоимость комплекта приборов обработки.

Что осталось? Микшер и микрофон.

Микшер предназначен для смешивания и коммутации сигналов от нескольких источников, поканального регулирования уровня громкости, тембра, панорамы и глубины эффектов. Кроме того, микшер позволяет согласовывать уровни выходных сигналов различных источников с чувствительностью устройства записи и управлять свойствами смикшированного сигнала. Простейший аппаратный микшер есть в любой звуковой карте. А среди прикладных программ, поставляемых вместе с ней, вы найдете и виртуальный микшер, обеспечивающий управление микшером реальным.

Большинству микшеров звуковых карт присущи одни и те же недостатки:

• Микрофонный вход только один;
• Слишком высок уровень шума на этом входе.

Первый недостаток не столь уж и страшен. Маловероятно, что в условиях домашней студии вы решитесь записывать большой оркестр, а уж одного-двух вокалистов да инструменталиста можно записать и поочередно.

А вот высокий уровень шума - это серьезно. Первопричина шума, прежде всего, таится в самом компьютере. Внутри его корпуса чрезвычайно высока интенсивность электромагнитных излучений, вызванных протеканием высокочастотных токов по бесчисленным электрическим цепям. Эти хаотические излучения наводятся на вход чувствительного микрофонного усилителя, встроенного в звуковую карту.

К счастью, кроме микрофонного входа у звуковых карт есть еще и линейный. Он характеризуется меньшей чувствительностью, значит, в меньшей степени подвержен воздействию шумовых наводок. Чудес не бывает, шумовое напряжение на этом входе такое же, как и на микрофонном, но предполагается, что уровень полезного сигнала, поступающего на линейный вход, значительно больше уровня сигнала с выхода микрофона. Следовательно, отношение сигнал/шум на линейном входе будет больше. Поэтому в целях снижения уровня шума было бы разумно использовать внешний малошумящий микрофонный усилитель. Его задача состоит в усилении сигнала, поступающего с микрофона, до уровня, достаточного для линейного входа. Такие усилители могут выполняться в виде отдельного устройства или входить в состав микшеров. О них мы поговорим в другой раз. Сейчас же речь пойдет о микрофоне.

Микрофончики, микрофоны, микрофонищи 

Общим в микрофонах разных типов является то, что мембрана (диафрагма) микрофона воспринимает и передает звуковые колебания элементу, преобразующему их в электрические колебания. При этом содержащаяся в звуке информация не должна претерпевать заметных изменений.

Рассматривать будем только микрофоны электродинамические и электростатические. Микрофоны других типов не обеспечивают необходимого качества.

Электродинамические микрофоны делятся на катушечные и ленточные. К электростатическим микрофонам относятся конденсаторные и их особая разновидность - электретные микрофоны. Принцип действия электродинамических микрофонов заключается в том, что колебания звукового давления вынуждают двигаться диафрагму и связанную с ней катушку индуктивности (в катушечных микрофонах) или ленту (в ленточных). Движение этих элементов в поле постоянного магнита приводит к возникновению на концах катушки или ленты электродвижущей силы, изменение которой и несет информацию.

Конденсаторному микрофону необходим внешний источник питания. Жестко натянутая мембрана под действием изменяющегося звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Эти два элемента составляют конденсатор, являясь его обкладками. При колебаниях мембраны емкость конденсатора изменяется. В электрической цепи появляется переменный ток, пропорциональный звуковому давлению. Электретные микрофоны по принципу действия являются теми же конденсаторными, однако, напряжение на обкладках конденсатора обеспечивается не внешним источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода. Материал этих элементов обладает электретным свойством - способностью сохранять заряд длительное время.

К основным характеристикам и параметрам микрофонов, определяющим их качество, относятся следующие:

• Чувствительность. Высокая чувствительность - это хорошо, но не всегда, поэтому лучшие образцы микрофонов снабжены переключателем чувствительности.
• Динамический диапазон. Микрофон должен "слышать" тихие звуки и не перегружаться от громких.
• Частотная характеристика. Если заранее неизвестны частотные характеристики источника звука, т.е. вы, например, не знаете какой голос у исполнителя - бас или сопрано, то предпочтительнее микрофон с равномерной частотной характеристикой. Но для записи голоса конкретного человека или звука определенного музыкального инструмента лучше использовать микрофон, подчеркивающий те характерные составляющие, которые определяют красоту звучания.
• Уровень собственных шумов микрофона. Чем он меньше, тем лучше.
• Характеристика направленности. По виду характеристики направленности микрофоны делят на три основных типа: ненаправленные (характеристика направленности - окружность, микрофоны хороши для записи группы певцов или инструментов), двусторонне направленные (характеристика направленности - восьмерка, применяются при записи дуэта) и односторонне направленные (кардиоидные и суперкардиоидные - характеристика направленности напоминает сердечко; используются в сложных акустических условиях; звуки, приходящие со всех направлений, кроме одного основного, такими микрофонами почти не воспринимаются). Лучшие микрофоны имеют переключатель характеристики направленности, поэтому их можно применять в любых условиях.

Микрофон - не тот элемент звуковой студии, на котором следует экономить. Ведь от него в первую очередь зависит качество записанного звука, а значит и ваш успех. Поэтому к приобретению микрофона нужно отнестись очень серьезно.

Куда податься компьютерному музыканту 

Микрофонов в ярких упаковках продается сколько угодно не только в специализированных магазинах, но и в любом ларьке с аудиоаппаратурой. Глаза разбегаются. Что выбрать? Почитайте профессиональные журналы, посетите несколько хорошо зарекомендовавших себя магазинов, прислушайтесь к мнениям специалистов и независимых экспертов. Предлагаю вам и свою субъективную, разумеется, точку зрения.

Ни в коем случае не следует покупать дешевые китайские микрофоны. Бесполезны для звуковой студии малюсенькие электретные мультимедийные микрофоны на длинной ножке и гарнитуры, состоящие из наушников и микрофона. Никуда не годятся древние микрофоны в пластмассовом корпусе, которыми некогда комплектовались бытовые магнитофоны.

Выбирая между динамическими и конденсаторными микрофонами, я бы отдал предпочтение последним. Высокая чувствительность, широкий частотный и динамический диапазоны, способность воспринимать малейшие оттенки голоса - для студии это плюсы. Минус один: "среднестатистический" конденсаторный микрофон дороже своего динамического собрата.

Если у вас не просто много, а очень много денег, то найдите фирменный магазин, торгующий профессиональным звукотехническим оборудованием, и закажите там самый дорогой конденсаторный микрофон самой известной зарубежной фирмы. Вероятность того, что вы получите качественную, надежную вещь, а также твердые гарантии, в этом случае весьма высока.

Если найденный вами магазин не очень крупный и микрофон вы купили хоть и от всемирно известной фирмы, но не самый дорогостоящий, то, не исключено, что со временем вы разочаруетесь в своем выборе. Дело в том, что микрофон требует особых условий производства, настройки и тестирования, которые, возможно, имеются на головном предприятии фирмы, но отсутствуют в азиатском, скажем, ее филиале. Как установить истинные обстоятельства и место рождения заграничного изделия - вопрос риторический. Удастся ли его заменить по гарантии или при необходимости отремонтировать - сложный.
Итак, куда же податься бедному компьютерному музыканту? Мой совет: к отечественному производителю. Если вы его, конечно, сможете найти.

Нет пророка в своем отечестве? 

Поскольку увлекаться звукозаписью я начал еще в прошлом тысячелетии, то, разумеется, мне известно, что в СССР существовали НИИ, КБ, заводы, занимавшиеся разработкой и производством микрофонов. Доводилось также видеть, щупать и пробовать в работе некоторые из изделий. Отдельные впечатляли. Мне казалось, что до наших дней этот сектор науки и производства, конечно, не дожил. Но оказалось, что я ошибаюсь! В поисках отечественных разработчиков звукотехнической аппаратуры я сначала обошел и обзвонил известные мне магазины - никаких следов. Перекопал груду периодической литературы - тоже напрасно. Сдвиги появились лишь, когда в поиске был задействован Интернет. Оказалось, что предприятий искомого профиля в России (и особенно в Питере) много. Какие только изделия они не выпускают! Причем основаны эти изделия на собственных исследованиях. И производственная база серьезная, доставшаяся в наследство от точного приборостроения, космоса и прочих специальных отраслей.

Вот только магазины предпочитают заниматься уже "раскрученной" импортной продукцией. Денег же на рекламу у отечественных предприятий, как правило, нет. Поэтому найти их трудно.

Смутное упоминание о предприятии "Неватон" сначала удалось отыскать в Интернет (забегая вперед скажу, что на англоязычный сайт http://www.nevaton.freeservers.com я вышел совсем недавно), а вот убедиться в том, что оно расположено в Питере и занимается как раз конденсаторными микрофонами, я смог этим летом на выставке "MUSIKMESSE PROLIGHT+SOUND ST PETRSBURG", когда случайно набрел на очень скромный стенд с очень красивыми микрофонами и познакомился с директором предприятия Александром Барановым. Попасть на экскурсию по этому некогда чрезвычайно закрытому предприятию человеку с улицы не просто. Но если воспользоваться очередной книжкой "Музыкальный компьютер. Секреты мастерства" вместо визитной карточки, то все дальнейшее - дело техники. Осмотрев производство, я стал буквально упрашивать разрешить снять в "Неватон" сюжет для телепередачи "Музыкальный компьютер". Потому что это - настоящая фантастика. Однако, похоже, есть там что-то, что не должно попадать в кадр, и просьбы мои результата не дали. Поэтому попробую описать увиденное словами.

Представьте себе комнату размером с небольшой кинозал. Пол и потолок выложены специальным поглощающими звук материалом. Стены толщиной более метра образованы пористыми элементами конической формы. Все помещение опирается на гигантские пружины. От наружных стен комната тоже отделена. Невероятной толщины дверь перемещается по рельсам.

Так выглядит камера абсолютной тишины. Находиться долго здесь просто жутко. Сознание не в силах смириться с такой тишиной. Невольно начинаешь думать, что это репетиция будущего вечного упокоения. А на самом деле это всего лишь помещение, в котором снимаются частотная характеристика и характеристика направленности каждого изготовленного экземпляра конденсаторного микрофона. В стене находится излучатель. Испытываемый микрофон располагают рядом с измерительным. В соседней комнате установлены прецизионные генератор и усилитель. Аппаратура включается, самописец вычерчивает на бумаге характеристики. Для оценки свойств ветрозащиты микрофон крепится на длинном маятнике, совершающем равномерные колебания. Маятник приводится в движение, и аппаратура измеряет уровень выходного сигнала, который появляется от взаимодействия микрофона с воздухом.

Рядом - еще одно подобное по размерам помещение. Стены, пол и потолок гладкие, сделаны из отражающего звук материала, причем нет ни одной параллельной поверхности: каждая из них образована несколькими гранями. Это реверберационная камера. Здесь все нацелено на получение длительного и плотного эха. Помещаемый сюда микрофон исследуется на предмет равномерности частотной характеристики, полученной не односигнальным способом, а воздействием шума с широкополосным спектром. В этой камере приходится очень сильно напрягать слух и внимание, чтобы различить и понять слова собеседника. Подобные условия, также как и абсолютная тишина, в реальной жизни не встречаются.

Зато третий зал моделирует стандартную акустическую обстановку. В нем стены напоминают шахматную доску: панели, отражающие и поглощающие звук, чередуются. Находиться здесь приятно, комфортно. Это не случайно. Именно здесь каждый микрофон прослушивается и здесь ему выносится экспертное заключение.
Дело в том, что графиками всевозможных характеристик полностью оценить качество микрофона невозможно. Микрофон может иметь близкие к идеальным параметры и при этом "не звучать". Экспертиза - дело тонкое, то ли, наука, то ли искусство. Во всяком случае, качество звучания микрофона эксперт описывает почти поэтическими, образными выражениями. Например, от микрофона требуется, чтобы звучание было: незамутненным, неразмазанным, теплым, наполненным, объемным, неприплюснутым, ненасупленным, незажатым, недушным, неспертым, полетным. Признаюсь, все эти термины я почерпнул из статьи И. Иванова в журнале "Музыкальное оборудование" (июль 2000). Рассказывая о сравнительном тестировании, автор делает вывод, что микрофон МК 416 "Неватон" в ряде экспериментов воспринимается на уровне Neumann U 87 и значительно превосходит AKG C 3000.

А после того, как мне позволили послушать несколько микрофонов, и в самом деле захотелось говорить стихами.

В общем, когда я ознакомился с перечнем концертных залов и именами исполнителей, применяющих разработанные здесь микрофоны, то меня все это уже нисколько не удивило. В таких уникальных условиях именно уникальные микрофоны и должны получаться. Учитывая, что стоят они в два-три раза дешевле зарубежных аналогов, понятно, что "заграница" их приобретает охотно.

Семейство конденсаторных микрофонов "Неватон"

Знаю, что многие компьютерные музыканты при оценке свойств того или иного изделия, отметая всевозможную лирику, принимают во внимание только сухие цифры. Поэтому приведу технические характеристики четырех из примерно десятка микрофонов с маркой "Неватон".

МК 47 - конденсаторный стереомикрофон для записи по системе XY. Представляет собой два двухмембранных преобразователя с углом разворота от 0° до 90°, расположенных в общем корпусе. Чувствительность 10 мВ/Па или 20 мВ/Па (переключается). Уровень собственного шума 17 дБА.

МКЭ 400 - ненаправленный миниатюрный (петличный) микрофон. Позволяет получить студийный звук при малых размерах. Чувствительность 10 мВ/Па. На рисунке этот микрофон разглядеть не так просто. Во всяком случае, он значительно меньше разъема, с помощью которого подключается к микшеру.

Миниатюрный электретный микрофон МКЭ 400

МК 403 - конденсаторный микрофон граничного слоя. Имеет необычную плоскую форму. Если установить (вернее положить) его на стол, то он будет равномерно воспринимать звук с верхней полусферы. При одновременной записи в студии голосов нескольких человек такой микрофон заменяет собой соответствующее количество петличных микрофонов.

МК 416 - конденсаторный микрофон с переключаемой характеристикой направленности (круг, восьмерка, кардиоида, широкая кардиоида). Уровень собственного шума 14 дБА. Чувствительность 15 мВ/Па. Имеется также переключатель затухания 10 дБ.

Конденсаторный микрофон МК 416

И в заключение немного о грустном: в прайс-листах питерских магазинов, которые удалось просмотреть через Интернет, микрофоны предприятия "Неватон" по-прежнему не значатся. Поистине, нет пророка в своем отечестве! Или все-таки есть?