Stereo & Soundstage: 單點 vs. 非單點 錄音之差別

讀 Atkinson 的 “Stereo and the soundstage” 感想

未完-待續

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美國 Stereophile 雜誌的編輯 John Atkinson 有一篇文章論 Stereo & the Soundstage ，我將它譯成中文 http://curiousjoe168.blogspot.tw/2014/07/stereo-soundstage-by-john-atkinson.html

對非音響迷、非工程背景的音樂人來說，John Atkinson 的文章也許不易看懂。

針對我的音樂圈的朋友，我想換個方式，說說與 Atkinson 同樣的觀點。

我把 Atkinson 在文章中幾個關鍵的觀點在這裡提出來，再用我的文字述說。

Mono 78s can accurately reproduce reverberation, yet no-one could accuse a mono system of having any soundstaging ability.

單聲道的78轉唱片可以準確地重播殘響，可是沒人能說單聲道的系統有任何重現 soundstaging ( 音像定位 ) 的能力。

[ ambience - 殘響 ]，這個聲音的特質，是我們用聽覺辦認一個空間所依據的根本。空間大/小、浴室、小教堂、高頂大教堂、大音樂廳、國家音樂廳、中山堂….,各種不同的場所的 [ 殘響 ] 特質不同，給我們不同的 [ 空間感 ]。

可是這個空間感，不需要 [ 音源方向 ] 的資訊，我們就可以辨認。把我們兩耳蓋住一耳，或是單耳失聰的人，辦認音源方向的能力雖大幅弱化，但辨認小房間、公車中、音樂廳….的能力還是有的。

不同的場所的大小、形狀…., 所呈現的不同 [ 殘響 ]，主要是 [ 直接音 ] 與 [ 反射音 ] 不同的混合關係所組成，並不需要音源方向的資訊。所以，若在錄音/音響中要呈現錄音現場大約的大小、形狀，單支喇叭就可以辦到。

下面這個例子，我把單點麥克風收音的左、右兩聲道合併，變成左、右兩邊的聲音完全一樣，變成單聲道的訊號。這樣一來，一支、兩支喇叭去重播，都是一樣的訊號，不會有所謂的 stereo 立體效果。

http://youtu.be/Gx4QAY_SR_4?list=PLro1X0q1uXMNhi_GgSKHWMEoOWCq9ogPv

前面播原始的收音，比較乾，聽的人會覺得場地比較小。把它加了人工殘響，去模擬大音樂廳的殘響，這時，你會覺得場地變大了。

你可以試著關掉一支喇叭，或只戴單邊耳機，呈現大/小音場不同的能力仍然不變。

一般人對錄音的認知，只到 [ soundfield - 音場 ] 為止。錄進去的聲音是或是太乾、或是太多殘響，這個是絕大多數演奏家關心、也有充分認知的重點。只要把錄音的結果，從乾澀難聽的小錄音室變成國家音樂廳的效果後，再下一個層次，關心的人就少了。

所以，我常想，好的單聲道錄音，許多音樂人就已經滿足。原因是 : [ 內容 ] ，幾乎是唯一的需求。至於如何呈現，心中有音樂的人其實不大在乎。我自己聽熟悉的音樂，什麼樣的爛音響我都可以自得其樂，是一樣的道理。

對現場各聲部的方向位置，在錄音中是否能準確重現，關心的人少多了。

家裡的音響、還有耳機，絕大多數是一左一右組成的二聲道，也就是英文中狹義的定義所說的 stereo。所謂的 [立體聲]，是同一件事。

Stereo、[ 立體聲 ]，到底是怎麼回事 ?

Atkinson應該已經假設讀者對 stereo 有基本概念，所以在文章內沒有明文寫出 stereo 的定義，但依據前後文，我認為他對 stereo 的認知，除了 [ 呈現方向性 ] 這個基本定義以外，他還把 stereo 分為兩個層次，一個是 stereo image, 再高一層是 soundstage。

用兩支喇叭、或兩支耳筒組成二聲道，目的就是要重現 [音像]，也就是 sound image，使聽者可以在重播中辨別音源的方向。

既然前文提到單聲道可充分呈場音場特性的例子，我們應可進一步確認 :  [ 二聲道的目的是呈現 sound image/stage，而不是重現 [ 音場 ] ( sound field)。]

就像前面的舉例，[ 音場 ]，一支麥克風收音、一支喇叭重播就可以達成。

固然音響從單聲道進入二聲道已經是上個世紀上半的事，連多聲道環繞系統都有半個世紀的歷史，但普羅大眾對什麼是真正的 stereo 仍不一定理解。在這樣條件下，評論 stereo 錄音，絕大多數人只停留在 [ 內容 ]、[ 音場 ]，至多到 [ stereo image ] 的層次，至於 soundstage，真正有內涵的評論少之又少。

我認為，錄音的呈現，若只到sound image 層次，那麼，我面前的那兩支喇叭，只用了 80%，它們成對存在目的，並沒有完全達到。若現場條件許可，我個人的價值觀，會把收錄 soundstage 資訊作為優先目標。

.......... the inter-channel amplitude differences produced by spaced microphones do not have a linear relationship with angular direction of the sound sources, and it is hard to see how a pair of spaced microphones can produce any image at all.

非單點的麥克風收音，兩聲道間的”振幅差”，與不同音源的角度變化的關係，並不是線性的。因此，根本難以想像非單點的麥克風收音能產生任何音像 ( image )。

Atkinson 在這裡說的是 : [ 他認為非單點的麥克風，無法呈現真正的 stereo image ]

針對這個論述，我基本上同意，但我不是那麼 100% 篤定認為非單點麥克風就無法呈現 sound image。我與他看法不同之處是，我認為 [ 非單點 ] 無法呈現 soundstage，但在某些特定的條件下，非單點麥克風也有能力在錄音中呈現好的 sound image, 但是 [ 特定條件 ] 發生的機會遠比我們想像中來得少。

許多不同的麥克風收音技術被發展出來。基本上，分為兩大類 : [ stereo 立體收音 ] 及 [ 多軌收音 ]。

多軌收音方式，基本上，它是放棄收錄方向資訊的方式，只能在重播時 [ 虛擬 ] 音像，所以，我們在此就不討論了。

[ Stereo 立體收音 ] 則是為了達到 [ 重現音像 ] 這個目的，在錄音時，必需適當地安排麥克風，收錄現場空間中，有關音源方向的資訊。

Stereo 立體收音，又可分為兩種 : [ 單點 ] 與 [ 非單點 ]

所謂單點，就是把兩支麥克風放在同一個位置，在平面上看，它們在同一個點。

單點的方式，按麥克風收音角度/特性的不同，又分為 XY, Blumlein, 還有一個比較特別的 Mid/Side。

來看單點收音最簡單的例子 : XY

在空間中，不論音源從哪個方向來，同一位置的兩支麥克風收音膜，總會 [ 同一時間 ] 收到 [ 同一音源的同一道音波 ]。

這個時候，我們暫時不管其他單點技術的特點，我們先記著 [ 所有單點麥克風收音 ] 最重要的特點 : [ 不論位於任何位置的單一特定音源，它的訊號在會同時抵達兩支麥克風，同一聲波在兩聲道間沒有時間差 ]

以右圖作例子，兩支麥克風一對著左、另一對著右，收音振膜在同一位置(紅點位置)，因此，不論各聲部 ( violin, trumpet,….) 位在什麼位置，同一個聲部的音波總會同時到達兩個麥克風，在兩個麥克風間沒有時間差。

那麼 [ 非單點 ] 呢 ?

麥克風不放在平面上的同一位置，彼此有距離，就是 [ 非單點 ]。

[ 非單點 ] 的兩支麥克風間的距離，自近至遠、不同角度、不同麥克風特性…的不同組合，衍生出許多變化，例如音樂廳常見的 ORTF、AB…等等。

相對於單點，[ 非單點 ] 麥克風收音的一個重要共同特性 : 除非剛好有哪一個音源與兩個麥克風等距，否則，各音源的音波抵達不同的麥克風振膜的時間不同，換句話說 : [ 音源訊號在兩聲道間有時間差 ]。

這個 [ 時間差 ] 到底是怎麼回事呢 ? 我們用實際的例子來說明。

這個是一個音樂會實況，我刻意在現場架了兩組麥克風。

指揮上方的那一支，是個 [ 單點 Blumlein 立體麥克風 ]，它是兩個麥克風組合在同一支金屬管內。

指揮左右用綠色圈起來的，是許多音樂會常見的 [ 非單點 ] A-B 麥克風收音技術。兩支麥克風距離幾公尺。

左上方箭頭指的同學，負責敲擊木製的打擊樂器。我們以他一開頭敲的三個聲響作為例子。

在 [ 非單點的 ] 的錄音中，敲擊聲會先抵達左邊的麥克風 A，再抵達 B。在電腦上的聲波圖是像這樣 :

把上圖放大 

上方的聲波是麥克風 A, 下方是 B。注意到兩者約有 6/1000 秒的時間差。

將這組左、右聲道的訊號送到喇叭重播，結果就是右聲道的同一道聲波，會比左聲道晚 6/1,000 秒抵達。

反過來想，人耳在現場聽到的情形是如何呢 ?

一般人雙耳的間距約在 17-22 公分之間。若是一個音源位於人的正左、或是正右，那麼，聲音抵達雙耳的時間差是最大的，約是  22cm / 34000 cm = 6 / 100,000 秒

若音源不在正右或正左，而是在前或後的某一角度，那麼，這個時間差只會比 6/10,000 更短，而不會更長。

若是指揮面向正前方，打擊樂器約在45度左前，那麼，打擊樂器的聲波抵達左右耳的時間差約是 3/10,000 秒。

若指揮頭向左轉，鼻尖正向著打擊樂器，那打擊樂器聲波抵達指揮左右耳的時間差是 0。
這時候，單體麥克風收音的左右聲道的零時差，就與這位指揮所聽到的，一模一樣。左右聲道的聲波，不會像上圖有時間差。

回到這個錄音例子的 6/1,000 秒的時差，比人的雙耳最高理論時間差 6/10,000 秒，剛好大了 10 倍。這個大 10 倍的效果在音響中聽起來像下面例子的前半段 :

http://youtu.be/R_zVlMGIc6g?list=PLro1X0q1uXMNhi_GgSKHWMEoOWCq9ogPv

請特別注意第一響，在耳機中，聽力敏銳者可以聽見左耳敲擊的瞬間之後，在右耳立即有另一聲敲擊，好像是聲波撞牆立即回彈。若無法明確辨別右耳的敲擊，應該可以感受到右耳在那一瞬間有一點耳膜肌肉的壓力。


若是指揮的臉正對著打擊樂器，那鼓聲抵達雙耳沒有時間差，聽起來就是上例的後半段。

## 待續