教学现场的拾音技术发表.doc

教学现场的拾音技术贾晋生一、背景多媒体教学已经是教学的重要手段，对教学现场进行录像和直播也相当普遍。在对图像的质量要求越来越高，对现场的声音也有更高的要求。一个高质量的电视节目，不仅是高质量的图像，还有高质量的声音。在实际制作中，人们的注意力往往集中在图像的质量方面，而对声音的质量重视不够。可是用户说图像差一点没关系，声音不能差。这不是矛盾吗，这说明什么呢？不是说声音比图像重要，而是图像声音都要重视。由于过去人们对声音的忽视，还记得吗，那时叫电视的声音是“伴音”。不重视了自然对它的了解就少了。因此，我们有必要在声音采集方面进行探讨，以提高电视节目中的声音质量。最近我公司在研制精品课程的录播系统时，对声音采集技术进行了深入地研究。在师生互动性很强的教学现场，如实地记录教师与学生之间的对话，声音的采集方法是至关重要的。教师的声音相对要好解决一些，在学生声音方面困难较多，如学生的座位很分散、由于多种原因回答问题时声音普遍很小、全体发生时声音又很大，这些都是很难协调的矛盾。经过我们的努力，成功地解决了上述问题。在拾音技术上有较大的创新和突破，实现了教师与学生都不使用无线话筒的前提下，同样能获得很好的声音效果。二、远距离拾音技术图像制作和声音制作属于两个不同的技术领域。要掌握它们，就必须对它们有深入地了解。要像重视图像质量那样重视声音质量。如果对声音方面的知识了解不够，技能不高，就难以解决声音方面出现的问题。对声音音质评价有很多术语，这些术语对声音的描述角度不同，但对声音的评价具有普遍意义。理解这些基本概念有利于我们掌握音质评价的方法，有助于提高声音制作水平。以下是摘选的几个对语言声音的评价术语：清晰度对语言而言，指可懂度；包含细节、透明、清澈等因素。敏捷的时间响应，非常低的失真和噪声。清晰的反义词为“模糊”、“混浊”。明亮度声音明亮、活跃，有较多的高频成分，谐波相对于基波而言较强。明亮的反义词为“灰暗”。丰满度听感温暖、舒适、有弹性。要求好的低频特性，但没有过多的低频扩展，在100300Hz附近有足够的电平。丰满的反义词为“单薄”、“干瘪”。柔和度听感悦耳、柔顺、舒服。高频和中高频没有被夸大或者被衰减，听起来没有锋利、焦躁的感觉。柔和的反义词为“尖利”、“生硬”。力度声音的听感坚实有力，有良好的瞬态响应，有足够的动态再现。在20100Hz之间，响应良好。它的反义词为“平淡”、“力度差。空间感体现声源所处的厅堂的感觉真实、活跃。有一种令人愉快的混响量。高频响应可扩展至1520kHz。现场感能有声源就在你面前发出的那种感觉，也即“身临其境”的感觉。中高音部提升有助于增强现场感。 在实际的制作中，你常常会遇到，自己采录的声音与现场的感觉不一样，因不能解释其中原因而感到困惑。其实问题就出在拾音器上，就是话筒的问题。人耳在物理声学上是最科学和最智能的。首先在声学方面，人的双耳具有很强的方向性，能对声音的来源准确定位。对声音分辨力强，动态范围很大。在智能方面，选择性很强，能滤掉不想听到的声音。目前还不能做出能像人耳一样的高智能的拾音设备。但是随着科学的发展，已经有很接近、很实用的拾音器了，只要我们选择得当，就能得到比较理想的声音。现场直播需要现场同期声，在录播环境较大的场合，使用无线话筒比较合适，无线话筒技术已经很成熟，体积也能做得很小，目前已得到了广泛的应用。在教学节目的制作中，也同样使用了无线话筒。无线话筒有它的不足，用过的人都知道，这里不再赘述。教学现场不同于文娱舞台，教师的活动范围要小得多。完全可以不使用无线话筒，在教室里拍摄节目，声音的采集可以使用固定话筒。在介绍教室拾音技术之前，我们首先了解一下有关使用话筒的知识。正常的使用话筒时，讲话人与话筒的距离应该在30至50厘米，太近太远都会出现问题，太近则气声、噗声、齿音严重。太远不能扑捉到声音的细节，也不能很好的屏蔽其他声音。这是因为声音在空气中传播时，声音强度的衰减是距离倍数的平方关系。衰减的速率是每倍距程-6dB。简单的说就是距离加大1倍，声音强度减小1倍。而距离增加2倍，声音强度减小4倍。举个例子说明，如果讲话人A距话筒30厘米，讲话人B距话筒2米，俩人都用正常声音讲话。采录到的声音结果，后者的声音比前者的声音至少要小40dB。基本不影响前者的声音。无线话筒就是借助这个特性工作的，不管讲话者怎样移动，话筒带在讲话者的身上，话筒与头部的距离始终不变，而其他的声源远离话筒，所以抑制噪声的效果好。要解决不佩戴繁琐的无线话筒，对话筒的选择很重要。话筒的技术指标除了频响、灵敏度外，还有一个很重要的指标，就是指向性。话筒的指向性是声学方面的一个指标，是一个三维空间的参数。图1所示的是一般话筒生产厂商给出的二维坐标图，圆圈外围的数字是话筒平面拾音的角度，即前后左右方位。也可以理解为三维的纵面的前后上下。大圈小圈代表话筒接收到声音强度的衰减量，越靠近中心越大。从图1中的左面曲线可以看出，不同的方位接收到的强度不同。图中的的颜色（虚线）代表不同的声音频率，声音频率对指向影响较小。话筒的指向性与话筒的声学物理结构有关，与材料物理结构关系不大。不过，一般的强指向话筒大多采用电容话筒。图1话筒的指向性话筒的指向性是指话筒的灵敏度和声波入射角的关系，入射角是声波入射方向与话筒主轴（正面）的夹角。就是一般所说的话筒拾音的角度范围，由于话筒的声学结构不同，使接收声波的方向产生了不同，话筒一般分为全指向性（图1中右一）、双指向性（图1中左一）、单指向性（心型指向图1中左二）三种。图2是枪式采访话筒（MK817）是一种强指向话筒，主要用于新闻采访、舞台拾音、影视同期录音等场合。话筒里装有声学干涉管，使侧面和后面传来的声音不会在拾音范围，因此能有效抑制环境噪声。 图2 强指向话筒MK817强指向话筒是远距离拾音的最佳工具，所谓远距离拾音是一个相对的概念。是行业内一个专用词，将2米左右的距离称为“远距离”。可以这样理解，强制向话筒在拾音时。两个同样距离的、响度也一样大的声源，一个在0度，一个在90度。当话筒指向0度的声源时，能正常拾取0度声源的声音。这时，拾取到90度声源的声音是很小的。这样话筒就具有了选择性，而全指向话筒则不能选择，得到的两个声源的声音会一样大。有这个选择性是很重要的，上面讲了30厘米与2米声音的变化了40dB，要拾取到2米处的声音，话筒放大电路的增益要提高40dB才行。试想如果这时使用普通的话筒（普通话筒大部分是全向的），会无选择的拾取声音，得到的声音是很乱的，基本上不能用了。所以指向性越强的话筒，就越适合远距离拾音。在教学现场采取远距离拾音技术，就能实现不使用无线话筒的愿望。远距离拾音技术不是现在才有的新技术，它很早就应用在戏剧舞台上。但早期的话筒指向性差，效果不好，现在的话筒有了很大的发展。目前很多影视的同期录音都采用这种技术。他的主要优点是利用自然混响，拾取的声音更自然、更真实。不像近距离拾音那样，声音紧贴屏幕，声音听起来很不舒服。固定的强指向话筒，它的拾取范围也是固定的。在教室里，话筒吊装在一个固定的位置。不可能像同期录音那样，工作人员用长杆子挑着话筒跟着演员走。由于话筒固定不动，如果教师走出这个拾音范围，拾音的效果就不好了。多话筒的方法可以解决这个问题。请看图3教室话筒分布图。图3 教室话筒分布图三、全场景全自动拾音图3是录播教室的平面图，每个格子为0.5米，在教室的不同区域里，共布置了6支强指向话筒（MK430），教师的4个，学生的2个，位置分布见图中所示。根据我们对录播教室拾音的设计，要求教师在教室前部的活动范围内，教师的头部与话筒的最远距离不得超过1.5米。图中教师话筒1和2，位于教室前方两侧。距黑板2米，高度为2.2米至2.5米之间，向下倾斜25度，这样的设计，是保证教师在讲台两侧讲话时话筒正确的拾音。讲台话筒在讲台桌面上，向黑板方向倾斜65度左右。教师在正常授课、使用电脑时，都会在这个区域。这支话筒放置在这里，能取得很好的效果。这3支话筒的设计是保证教师在面向学生讲课时，都能得到清晰的声音。黑板话筒为教师面向黑板讲话时使用的。将它设计在黑板的左上方，一般教师讲解黑板上的内容时，右手持粉笔或教鞭，这种情况头会偏向左侧。这样的设计有利于拾取到教师的声音。学生的话筒在教室的中部，距黑板2.5米和5.5米各一支。话筒朝向教室的后方，向下倾斜40度。对学生的声音效果比教师的低一些，每支话筒的拾音范围比教师的范围大，距离话筒较远的学生，站立时头部距离话筒虽然超过2米，也能比较好地得到学生的声音。如果强调教师与学生的互动效果，对学生的声音要求高的话。可以在增加两支话筒。在教室中线的两侧，布置4支话筒会得到很高的声音质量。教室大到100平米时，学生可以使用6支话筒。很多支话筒就需要使用调音台，在制作现场时需要由专人来控制。根据教师的位置开启不同位置的话筒，还要根据教师与话筒的距离不同，及时调整音量。在实际应用中是有困难的，因为长时间的、准确的调整音量和及时开闭话筒，是一件很不容易的事。但又必须这样做才能完成对声音的采集工作。这是教学现场多话筒拾音所必需的。尤其在自动录播系统时，没有人来操作。针对这个关键的问题，我公司研发了E-4080型全场景全自动调音台，它能很好地解决这一难题。调整音量、开闭话筒自动完成。实践证明，在不需要人员操作的情况下，能够出色的完成声音的拾取工作。E-4080型全场景全自动调音台有8路话筒输入（其中4路设有无线话筒辅助输入）、2路立体声输入、2路立体声输出；每一路话筒都有语音滤波器（线路除外），去除人声以外的频率成分，使声音清晰干净；每一路都能自动控制音量（线路除外），不管声源远近，确保声音大小一致；每一路都能自动开启和关闭，有声音则立即开启，没有声音5秒钟以后自动关闭；开关电路采用无痕进入和退出技术，不会因话筒的接入与关闭产生噪音；2路立体声线路输入，可接入笔记本电脑、中控台等声音信号；教师与话筒的距离会在0.3到1.5米之间，音量变化在26dB以上，学生处的音量变化会更大，全体学生同时回答时、桌椅移动时与地面的碰撞声，声音的强度很大。会超过50dB以上，自动调音台必须能跟踪这个范围，并能在瞬间调整，在声音效果上不能有明显的变化，更不能有失真的情况发生。在自动开闭话筒的环节，声音门限电平的选择很重要，高则声音进入突然，低则开关失控。自动调音台可根据话筒的主次使用不同的门限，在音量和信噪比等方面完美的协调和兼顾。四、对教室的要求教室的墙壁、屋顶、地面，尽可能的使用吸引材料。最大限度的减少声音的混响。学生话筒多，话筒线也很长。不必担心这不会影响声音的效果，由于话筒使用48V幻象电源供电。话筒与调音台之间，采用平衡和低阻抗传输，这样即使话筒线80米长也没有问题。五、优势全场景全自动现场拾音的优势是不言而喻的，教师和学生都不需要佩戴任何设备，录播工作就像平常上课一样，制作出的电视节目更加真实。对于投资来说，本方案的投入并不大，主要是与无线话筒方案相比，因为性能好的无线话筒价格不菲，而且后期维护的费用积累起来也不小。E-40