Статья из журнала Радиофронт №7/8 за 1931 год о принципах построения студий для трансляционного узла, но вполне подходит и для студий звукозаписи. Основные принципы неизменны.
Трансляционный узел для проведения местных передач должен иметь студию – комнату, специально для этого оборудованную.
Распространение звуковых колебаний и продолжительность их существования в обычном закрытом помещении обусловливается отражением этих колебаний от стен, потолка, пола и других предметов, находящихся в помещении. Внезапно прерванный звук в закрытом помещении будет звучать некоторое время после прекращения действия источника, его вызвавшего. Это продолжение звучания, являющееся результатом отражения звуковых колебаний, называется реверберацией и определяет собой основное акустическое свойство того или иного помещения. Так, например, а комнате с бетонными не прикрытыми стенами звук от произнесенного слова будет продолжаться некоторое время, пока не отразится несколько десятков раз и потеряет всю свою энергию. Это время и будет определять реверберацию данной комнаты.
Вопрос о реверберации должен быть прежде всего уяснен для того, чтобы правильно оборудовать студию. Если, например, поместить микрофон в упомянутую выше комнату с бетонными стенами и производить передачу, то естественно микрофон будет воспринимать не только произносимые перед ним в данный момент звуки, но и отраженные, ранее произнесенные, отчего на выходе усилителя мы получим звуковую «кашу».
Казалось бы, что наиболее совершенной комнатой для студии будет та, в которой реверберация сведена к минимуму, так как в этом случае в микрофон не попадет никаких звуковых колебаний, кроме основных. Для этого было бы достаточно завесить всю комнату материалами, хорошо поглощающими звук, - шторами, с тяжелыми складками, драпри из толстых материй и т.п., что, кстати сказать, и делалось до последнего времени многими строителями наших студий. На самом же деле оказывается, что студия с большим заглушением, где реверберация ничтожна (0,2—0,3 сек.), вносит в передачу свои искажения, придавая звуку придушенный, неестественный характер, и такую студию американцы называют «мертвой».
Для выяснения причин, делающих сильно заглушённую студию «мертвой», обратимся к рис. 1. На нем приведены кривые, изображающие рост и замирание звука в одном и том же помещении, но различна задрапированном, вследствие чего в каждом случае реверберация получалась различная. При этом в каждом случае характер и сила звукового импульса задавались одинаковыми. Кривая 1 получена при реверберации в 7 сек., 2 — в 1 сек. и 3 — в 1/3 сек. (сильно заглушенная студия). Как показывают кривые, в заглушённой студии вместе о полезным быстрым затуханием звука резко уменьшается и его сила, достигая величины в 6 раз меньшей, чем в студии с реверберацией в 7 сек., и в 2,5 раза меньшей, чем в студии с реверберацией в 1 сек. Вследствие этого некоторые гармонические составляющие звука, придающие ему живую окраску, тембр и имеющие амплитуду, иногда во много раз меньшую, чем амплитуда основного тона, могут оказаться в заглушённой студии невоспроизведёнными (настолько слабыми, что будут лежать ниже порога чувствительности микрофона). Таким образом, заглушённая студия, где реверберация сведена к минимуму, будет вносить в передачу искажения, и поэтому столь же нежелательна, как и студия с очень большой реверберацией.
На основании опытов и ряда последних исследований и расчетов установлено, что желательной реверберацией для музыкальных передач является величина в 0,8 — 1 сек. (кривая 2 на рис. 1). Для передачи речи, как показал опыт, реверберация должна быть меньше (0,45 сек.), почему допустимы студии более заглушённые и небольших размеров, причем в этом случае обязательным является расположение микрофона от оратора на расстоянии не более 1 м. Что же касается размеров студии для музыкальных передач, то они определяются количеством исполнителей, почему в студиях, предназначаемых для разных передач, удобно делать подвижные перегородки и регулировать ими её размеры. Для оркестра в 10 инструментов лучшие результаты получаются при студии в 220 м3. Чем больше оркестр и чем больше в нём духовых инструментов, тем студии должны быть больше.
Каждый материал, вблизи которого происходят звуковые колебания, обладает способностью известную часть их поглощать, или, что то же самое, отражать их не полностью. При этом различные материалы обладают различным поглощением для различных частот. Американские учёные Sabine и Watson дали таблицу коэффициентов поглощения различных материалов для частоты в 512 кол./сек., причём за полное поглощение принято поглощение звука открытым окном размером в 1 м2. Мы приводим из этой таблицы коэффициенты поглощения наиболее употребительных у нас материалов:
Как было уже указано, коэффициенты поглощения материалов изменяются в зависимости от частоты звуковых колебаний. На рис. 2 приведены три кривые, показывающие это изменение поглощения. Таким образом в студии, завешанной какой-либо одной материей, мы будем иметь неравномерное поглощение высоких и низких частот, отчего передача будет искажена. Следовательно, другое условие, которого нужно добиваться при оборудовании студии, это по возможности равномерное поглощение всего диапазона звуковых частот. Следует помнить, что пребывание в студии того или иного количества людей увеличивает поглощение звуковых колебаний, особенно высоких частот. Это характеризуют две кривые, приведенные на рис. 3.
Современные методы.По описанию американских строителей студий, хорошие результаты удается получить, применяя следующий способ заглушения. Мягкий войлок толщиной в 2,5 см плотно набивается на стены. На расстоянии 2,5 см от войлока свободно подвешивается простая ткань — вроде парусины. При такой комбинации материалов удается получить довольно равномерное поглощение различных частот, и это поглощение можно сравнивать с поглощением толстым слоем воздуха. Потолок также обивается войлоком той же толщины, а на нем подвешиваются вдоль натянутые драпри на деревянных валиках таким образом, чтобы драпри можно было сдвигать и раздвигать и этим самым подбирать нужную реверберацию для той или иной передачи. Еще раз напоминаем, что наибольшее заглушение нужно для передачи речи, несколько меньше — для пения и скрипичных инструментов и еще меньше — для духового оркестра. Последняя американская студня, отвечающая всем требованиям совершенного оборудования, подтвержденного опытом и расчетами, представлена на рис. 3.
Стены ее сделали из специального полутвёрдого оштукатуренного материала. Драпировка, стен подвижная, чтобы в случае надобности обнажить штукатурку. Потолок по штукатурке обит войлоком, поверх которого натянута легкая материя. Такую студию американцы считают «живой» и передачи из неё сравнивают с передачами на открытом воздухе. Пол современных студий для заглушения шагов покрывается или тонким холщовым ковром или веревочными дорожками. На очень интересном принципе, разработанном в Германии Шеффером, оборудована студия в Берлине и Вене. Боковые стены и потолок в этих студнях сделаны совсем незаглушенными, отделанными деревом. Передняя стена, перед которой ставится микрофон, завешивается поглощающим материалом, чтобы в микрофон попадали кроме прямых еще отраженные звуки от задней стены. Микрофон помещается на такой расстоянии от задней стены, чтобы отраженный звук попадал в него примерно через 0,1 сек., для чего длина студии должна быть 15—20 м. Этим методом удается получить весьма естественное воспроизведение звука. Микрофон в этих студиях помещается в матерчатой палатке, открытой с одной стороны для того, чтобы в него могли попадать только прямые и отраженные от задней стены звуки и не попадали отраженные от боковых стен и потолка.
При устройстве студии нужно выбирать для студии комнату, в которую меньше всего могут проникнуть какие-либо посторонние шумы, например, уличные. Совершенно недопустимо использовать под студию помещения со сводчатыми потолками или непропорциональными размерами (узкая и длинная комната или короткая и высокая). Двери в студию желательно иметь двойные, задрапированные с запором из студии. Внутри студии следует избегать каких-либо металлических креплений, а также оставлять неубранными музыкальные инструменты, не участвующие в передаче. Освещение в студии должно быть по возможности ярким и тем больше, чем мрачнее драпировка и окраска стен студии. При этом следует избегать резкого утомляющего света, для чего желательно применение матовых или молочных ламп, заключённых в светлые матерчатые колпаки. Совершенно необходимым условием для студии является наличие хорошей вентиляции. В радиовещательных студиях этому вопросу уделяется очень большое внимание, так как плохое проветривание студии отражается не только на участниках передач, но и значительно ухудшает акустику. Желательна такая вентиляция, при которой пополнение свежим воздухом происходит непрерывно, но при этом не должны применяться электрические вентиляторы, расположенные непосредственно в окнах или стенах студии, так как они, во-первых, будут создавать шум, а во-вторых, обмен воздуха будет происходить резкой струей, что также вредно отражается на акустике студии. Наиболее приемлемой вентиляцией следует считать вытяжные трубы из дерева. В студии необходимо иметь световую сигнализацию, пользуясь которой дежурный техник извещает находящихся в студии о начале и конце передач, а также о необходимых изменениях в расположении исполнителей перед микрофоном во время передачи. Деревянную коробку делят поперечными стенками по количеству надписей. В каждую часть помещают электрическую лампочку и одну сторону коробки закрывают картоном с вырезанными надписями, таким образом, чтобы каждая надпись приходилась на отдельную часть коробки, отгороженную стенками. Сверху картона хорошо закрыть коробку матовым стеклом. От каждой лампочки один провод идет в аппаратную к кнопочному включателю, при помощи которого осуществляется сигнализация. Схема такой сигнализации весьма проста и не требует каких-либо пояснений. Обычно надписи делаются следующие: 1. «Начинайте». 2. «Тише». 3. «Громче». 4. «Ближе». 5. «Дальше. 6. «Осталось 5 минут». 7. «Кончайте». Кроме этого в студии должна висеть надпись, также световая: «Микрофон включен, полная тишина». Эта надпись должна включаться при начале передач и гореть во всё время работы.
Параллельно с этой надписью должна включаться световая надпись у входа в студию: «Идет передача, входить нельзя».
Аппаратная комната с предварительны усилением для удобства располагается рядом со студией и имеет в смежной стенке окно с двойным стеклом для возможности наблюдения за исполнителями и давать им нужные указания (знаками и сигнализацией).
Расположение микрофона и исполнителей в студии.Этот вопрос уже освещался в радиолюбительской и специальной литературе. Микрофон обычно следует располагать на уровне человеческого роста или немного выше, помещая его на расстоянии 2—3 м от наиболее заглушённой стены с таким расчетом, чтобы он по возможности был удален от входа в студию. В Германии, как уже указывалось, в некоторых студиях микрофон помещают в палатке из материи, открытой с одной стороны. Основными моментами расположения музыкальных инструментов перед микрофоном являются следующие. Ближе всего к микрофону располагается смычковая группа, дальше деревянная и за ними медная и ударная. При этом следует заметить, что частотная характеристика большинства микрофонов имеет спад на низких частотах, т. е., другими словами, чувствительность их к низким частотам меньше, чем к средним и высоким, поэтому инструменты низкого регистра будут передаваться хуже, чем среднего и высокого. Для этого такие инструменты как контрабасы и альты следует располагать ближе к микрофону. На рис. 5 дано расположение оркестра в 15 чел., выработанное комиссией по акустике радиовещания при ГИМНе. Кружками обозначены смычковые инструменты: 1—I скрипка, 2—II скрипка, 3—виолончель, 4—контрабас, 5—альт. Кружки в квадратах—деревянные духовые инструменты: 7 — фагот, 8 — флейта, 9 — кларнет, 10 — гобой. Двойными кружками—медные духовые инструменты: 11 — валторны, 12 — труба, 13 — тромбон. Цифрой 6 обозначен рояль и крестиком в кружке — дирижер. Контрабас и альт расположены ближе к микрофону. Из деревянных духовых несколько ближе располагается фагот. Медные духовые, обладающие большой силой звука, а также ударные расположены сзади. Из этого ряда инструментов впереди располагают валторну, как имеющую более мягкий звук. Интересно отметить, что при расположении смычковых инструментов перед микрофоном следует обращать внимание и на сторону, с которой расположены эти инструменты от микрофона. Это объясняется тем, что сила звука у смычкового инструмента больше всего со стороны верхней деки и меньше всего со стороны нижней (задней) деки. Если скрипач сидит правым боком к микрофону (т. е. с левой стороны от микрофона), то инструмент повернут к нему верхней декой и звук поэтому попадает в микрофон более сильный, чем если бы скрипач сидел о противоположной стороны, так как при этом инструмент был бы расположен к микрофону задней декой. Поэтому первые скрипки располагают с правой стороны (см. рис 7).
То же самое с контрабасом. Он при исполнении повернут на некоторый угол вправо по отношению к корпусу исполнителя. А так как исполнитель повернут лицом в дирижеру, то для правильной установки контрабас следует помещать слева. Из отдельных инструментов, как показал опыт, рояль следует устанавливать на довольно значительном расстоянии — 8 м от микрофона. Первый ряд оркестра не следует сажать ближе 4 м от микрофона. Струнные инструменты лучше звучат на расстоянии 2—3 м от микрофона. Гармонь — 4-5 м. Арфа в оркестрах располагается возможно ближе к микрофону, примерно на том же расстоянии, что и контрабасы. Певец должен находиться от микрофона на расстоянии 2—3 м, диктор на расстоянии 1,5 – 2 м, а в сильно заглушённых студнях, как нами уже указывалось, это расстояние не должно быть больше 1 м, это же относится и к чтецам. Нужно оговориться, что все вышеприведенные цифры получены главным образом из опыта работы в достаточно заглушённых студиях и с применением микрофонов Рейсса. В более «живых» студиях эти расстояния от микрофона могут быть несколько увеличены, особенно в случаях применения конденсаторных микрофонов. Контроль передач в студни, по которому устанавливают и регулируют качество воспроизведения звука студней, чрезвычайно важная функция. Неумелый контроль может повести к некоторым ошибкам. Дело в том, что эффект звучания контрольного репродуктора при прочих равных условиях зависит также от акустики комнаты, в которой он помещен, поэтому несовершенная акустика этой комнаты (например комната с бетонными, мраморными или кирпичными стенами, где реверберация будет слишком длительной), внесёт искажения и может ввести в заблуждение лиц, корректирующих передачу, заставляя их определять качество воспроизведения звука в студии в заведомо неправильных условиях. На современных радиовещательных станциях контрольные комнаты делают специальные, с рассчитанной акустикой. На трансляционном узле следует контролировать передачу из студии в условиях, близких к тем, в которых находится большая часть репродукторов у абонентов.
