为什么有的乐手要求特定的麦克风

还真不是耍大牌~

很大程度上，音频工程师的技术知识决定了音乐表演或演讲活动中观众的听觉体验。他们往往根据过去的经验和行业传统：选择麦克风并将其放置在特定位置，这个过程涉及哪些原理呢？
 

许多出色的表演者都尝试过不同的麦克风，并仔细听过表演现场的声音，或者演出结束后仔细倾听演奏录音。之后他们会对特定的麦克风产生偏好：Frank Sinatra喜欢Shure Model 55; James Taylor喜欢用Earthworks SR40V; Joni Mitchell常用AKG C451（尤其用于录音）; Rihanna则大爱Sennheiser MD 5235; Charlie Daniels的选择则是Heil PR35。我们接下来就研究一下表演者选择特定麦克风的原因。

如果表演者自己带了专用麦克风，音频师的工作会更容易一些。但在大多数情况下，配置麦克风是音频师的工作。这需要深入了解麦克风特性，人体发声过程以及麦克风和人声相互作用的方式。
 

许多现场音频师最初是从业余录音棚开始的，这些经历会让他们认为麦克风的工作是准确地拾取声源的声音。但是对于演出现场而言，这是不太可能的。由于演奏环境与录音环境非常不同，因此对麦克风的要求也极其不同。

邻近效应

现场拾音通常需要使用定向麦克风，以避免来自主PA/监听扬声器的反馈啸叫。 所有定向麦克风都受到邻近效应的影响，即麦克风接近音源时产生低音增强。 图1显示了Electro-Voice PL80手持式麦克风在两种不同工作距离下的频率响应。

图1：心型麦克风的邻近效应

虚线表示，在1厘米的工作距离，低频部分将有大约12 dB的低频增强。 如果在“扁桃体位置”——挡风部件触及嘴唇，低音增强将更加明显。 在这个位置，麦克风的存在会干扰自然的发声过程。 在制造商标示的大约6英寸的工作距离，PL-80的响应才是平坦的。
 

邻近效应可以帮助歌手提高某部分比较弱的低音，还可以将它充当降噪使用。它对低于某段（例如1 kHz）的声音不太敏感­——这样，就会在反馈之前提供稍微大一些的增益。 只有当混音台的EQ能够将“邻近效应”下的频率响应返回到正常形状时，才能以这种方式使用邻近效果而不会产生过度的低音。如果歌手的工作距离处发生邻近效应而无法通过调音台上的均衡器准确补偿，结果可能会使歌手听起来像是感冒了！

即使在相同邻近效应条件下使用时，不同的定向麦克风也具有不同的频率响应。许多人声麦克风具有内置的低音滤除以减少邻近效应，但由此产生的“近距离”频率响应虽然比图1所示的更平坦，但麦克风与麦克风之间的差异仍然很大。麦克风低频范围内的声音控制大部分取决于歌手，因为工作距离不受音频师的控制。未经补偿的邻近效应产生的有害影响对于男性来说比女性的更为严重，因为通常男性的声音范围更多处于由邻近效应提升的频率中。
 
增强峰和消减谷

很多人在使用麦克风时不喜欢平坦的频率响应，而是在高频处做一个提升。这种提升被称为增强峰，导致人们想到拥有刺耳高音的歌手是否需要“消减谷”！图2中所示的响应具有大约15kHz的增强峰值。 这种设置可以帮助一些歌手和演讲者，但也可能引起严重的反馈啸叫。与邻近效应一样，不同麦克风增强峰的形状区别很大。Frank Sinatra最喜欢的麦克风在6.5 kHz时具有8 dB的增强峰值，这在反馈控制方面带来了相当大的挑战。
 

图2: 具有内置邻近效应补偿和增强峰的麦克风频率响应

特别是对于无线话筒，最大声压级是麦克风的重要特性。“扁桃体位置”的麦克风暴露在150 dB SPL之下并不罕见。 即使是一些备受好评的无线发射器也无法在没有削波的情况下掌控这样的电平。

图3显示了AKG D1000E动圈麦克风的内部减震安装（注意箭头）。

图3：内置减震安装在高质量动圈话筒中

虽然这种特殊麦克风中的软橡胶部件会受时间的影响，但在新的麦克风中，它们可以有效地降低操作噪音。一般来说，价格较低的麦克风 - 尤其是定向动圈麦克风 - 内部减震效果较差。

挡风膜或破音过滤器对于避免手持式人声话筒中的“爆破音”至关重要。这些通常内置在专业级麦克风中，但也可以作为外部配件添加。呼吸爆破从嘴向前排出，位于水平线下方约10°-15°，因此通过仔细控制麦克风位置可以将爆破音最小化。 头戴麦克风的一个优点是麦克风不处在呼吸爆破的直线上。

图4：一个定向动圈麦克风的极性模式随频率的变化

如图4所示，麦克风的方向性随频率而变化。 这意味着麦克风的频率响应会随着声源偏离轴线而改变。

 图5：Earthworks SR40V极性

对于特殊的超心形话筒，大多数变化发生在后瓣或8 kHz以上，这使得它很少用于手持式人声使用。 图5显示了Earthworks SR40V超心形话筒的极性图。 请注意，这些极性基本上保持不变，最高可达16 kHz。
 
作为声源的声音

我们都听过有人唱歌或说话的声音，可谓“像蜂蜜一样光滑”，“丰富”，“饱满”; 或相反，尖锐或刺耳。 这些声音特性通过麦克风的频率响应（轴上和轴外）得到补充或加剧。
 

图6：尖锐声讲话者产生的频率

图6展示出了由一位女士产生的语音波形的FFT，其声音被描述为“尖锐”。由于样本长约5分钟，因此它包含了她在讲话时通常产生的大部分频率，我们可以得出结论，她的声音天生在300,600和2,000 Hz处有明显的峰值。2,000-Hz峰值（实际上是双峰值）是造成刺耳的原因。

图7：尖锐声讲话者通过Peaky Microphone产生的频率

图7，同样是这位女士的声音，使用了平坦度明显偏差的麦克风。结果是低频峰值略有下降，中间峰值增加了2 dB，几乎完全消除了2 kHz峰值。令人惊讶的是，麦克风不平坦的频率响应不再突出她声音中的尖锐。不过具有不同非平坦频率响应的麦克风也可能加剧该问题。
 

通过Peaky Microphone讲话的刺耳声音的人声源可能很复杂，特别是在近场。从鼻子辐射的声音可以像点声源一样。 胸部声音可以像平面声源一样。 这就是为什么当在歌手的近场中移动麦克风时，感知到的声音和音色可能会发生很大变化。
 

点声源距离每增加一倍电平就会下降6 dB， 线声源电平下降3 dB，平面声源根本不下降！ 在远处（几米远），歌手最终会成为一个点声源，但在特别近的距离，麦克风可能会接收到各种不同的声源形式。

传统上，声乐教师将声音根据身体某些发声部分辐射范围划分为“胸部”，“喉部”和“头部”。今天，我们更有可能听到“胸部”，“头部”和“混合”这些词。 无论使用什么术语，胸部，喉部和头部空腔的共振都会影响声音的音色。 而麦克风与声源辐射点的接近程度将影响歌手在演奏中的声音。

图8：在胸前拾取的男高音
 

图9：在喉咙处拾取的男高音

图10：在嘴巴部位拾取的男高音

图8,9和10示出了男高音歌唱者的记录的FFT，其中麦克风分别位于距胸部，喉部和嘴部1cm处。 对于胸部和喉部位置唱出了相同的音乐线，但是嘴部位置的音乐线在音高上大约是第5度（大约50％），因此歌手可以产生头音。

请注意，胸部位置的声音在800 Hz以上有一个明显的下降， 此外，喉部位置更加纯净，具有较低的非谐波相关音高振幅（FFT图中的锯齿较少）。令人惊讶的是，在喉部位置测量的低频声压级比在胸部位置测量的更均匀。
 

这些结果清楚地表明，同一个歌手的声音，麦克风所处的位置不同，我们得到的声音也有所不同，一个指向性非常强的麦克风和一个没有拾取胸音的头戴麦克风也会产生不同的声音。当我们将这些效果与距离和提升峰值效果结合起来时，我们可以很容易地理解为什么没有一个麦克风听起来对所有歌手都一样好。

在录音室中，人声话筒不必非常靠近歌手，并且它可以放置在可以同时拾取胸部，喉部和头部音调的位置，如图11所示。 当然，这会产生更自然的声音，不受在扁桃体位置使用手持式麦克风所带来的压迫式影响。 但是在现场拾音中，我们必须在反馈前尽力提升增益。

图11：在“平衡”麦克风位置拾取的男高音

虽然我们一直专注于声乐麦克风选择带来的的声学效果，但是表演心理方面也可能对表演者的麦克风选择至关重要。这些方面可能包括麦克风的“感觉”，重量和外观，所有这些都会影响表演者在表演过程中的心态; 图12显示了专为Charlie Daniels制作的Heil P35人声话筒，融合了对他而言非常重要的视觉主题以及卓越的声学性能。

总之，一位精通各种麦克风特性的音响工程师，拥有各种型号的麦克风，配合歌手的声音特征，可以大大提高歌手的表现。