音樂會環(huán)繞聲拾音制式的主觀聽感對比實驗＊

周芳卉 范翎（.山東農業(yè)大學；.南京藝術學院）

2018 年11 月，由中國電影電視技術學會主辦，南京藝術學院承辦的“2018全國高校聲音藝術教學交流暨第四屆聲音學院獎”活動于南京成功舉辦。作為本次活動最重要的環(huán)節(jié)，學會邀請中國傳媒大學李大康教授主持“交響樂環(huán)繞聲現(xiàn)場錄音工作坊”以及“交響樂環(huán)繞聲混音工作坊”。工作坊以南京藝術學院音樂廳為場地，通過多種不同的環(huán)繞聲拾音制式為南京藝術學院交響樂團錄制《命運之力》序曲，對交響樂環(huán)繞聲錄制的準備工作、前期錄音及后期混音的全過程進行現(xiàn)場操作演示，逐一分析了各個環(huán)節(jié)的必要性和靈活應變措施，并就一些常見的問題進行了細致的現(xiàn)場解答?；顒咏Y束以后，在素材整理及實驗設計完成以后，試圖通過主觀聽感評價實驗來探究不同5.1 環(huán)繞聲制式在交響音樂會錄音中的不同表現(xiàn)特性。

一、實驗素材的錄制

（一）錄音場地聲學環(huán)境

此次“工作坊”的錄音場地為南京藝術學院音樂廳，根據《南京藝術學院音樂廳音質測試報告》，南京藝術學院音樂廳建筑面積為5085.7 m，包括808座的觀演廳和能容納120 名樂手以及200 名合唱隊的演出舞臺，音樂廳舞臺進深16m，臺口至觀眾區(qū)后墻24m，觀眾區(qū)兩側墻間的最大距離為21m。該音樂廳的設計符合JGJ57-2000《劇場建筑設計規(guī)范》的要求，各項參數如表1：

表1 南藝音樂廳聲學設計參數

（二）錄音作品與樂隊編制

本次演奏團隊為南京藝術學院學生交響樂團，演奏曲目是意大利著名作曲家威爾第的代表作之一《命運之力》序曲。這首序曲來自四幕歌劇《命運之力》，由皮亞韋編劇，威爾第譜曲，整首序曲色彩變化豐富，旋律優(yōu)美且充滿戲劇性。交響樂隊為雙管編制，采用美式排位。

（三）傳聲器設置

在此次交響樂環(huán)繞聲錄音中，前方主傳聲器采用了Decca Tree、ORTF 和MS 三種不同的拾音制式，并增設了側展傳聲器。后方環(huán)繞聲傳聲器則采用了Hamasaki Square、DPA5100 和PZM仿界面?zhèn)髀暺魅N拾音制式。除此以外，也為弦樂、木管、貝斯、豎琴以及打擊樂設置了部分輔助點傳聲器。

主傳聲器Decca Tree 共使用到三支全指向電容傳聲器。L、R 傳聲器型號為DPA4003，間距距離2m；C 傳聲器型號為DPA4006，向聲源方向伸出1.5m。主傳聲器高度距聲源最近距離約4.0m，位于聲源中間位置。

MS與ORTF制式設置在Decca Tree 后方的一定距離，其中MS 制式所使用的傳聲器為紐曼SM69，ORTF 制式使用的傳聲器為Schoeps MSTC 64。

環(huán)境聲傳聲器Hamasaki 陣列選用兩支Schoeps MK8 與兩支Sennheiser MKH8040，四支傳聲器相互間隔2m，架高5m，距前方主傳聲器10m。DPA 5100 是一款獨立式環(huán)繞聲麥克風，內置五個微型壓力傳感器，置于觀眾席中間位置，架高5m，距前方主傳聲器10m。PZM使用了兩支Neumann KM183 與兩支Earthworks QTC50 作為仿界面式傳聲器，分別貼在音樂廳側墻上。

本次實驗未使用到側展傳聲器和輔助點傳聲器的音軌，因此不做詳細說明。

二、主觀聽感評價實驗

（一）實驗對象

本次實驗的對象是主傳聲器Decca Tree、ORTF和MS，環(huán)境傳聲器DPA5100，Hamasaki 和PZM，這六種制式分別兩兩組合，形成九組，九組隨機排列，測試素材為“工作坊”錄制的《命運之力》序曲節(jié)選片段，使用Logic Pro X 音頻工作站進行播放。用于實驗的所有音軌除了做聲像和響度處理外，不加入任何效果器處理，并且每組回放的素材響度都是相同的。

圖1 《命運之力》序曲拾音位置圖

綜合前人的研究并結合實際條件，以下5 種描述環(huán)繞聲特性的評價參量：

①定位感：樂隊中各樂器的定位準確與清晰度。②聲場寬度：感知樂隊的橫向寬度。③縱深感：樂隊中各樂器在縱深上的感知距離。④包圍感：感覺聲音的包圍程度。⑤臨場感：感覺與在音樂廳現(xiàn)場聽感的相似程度。

5 個參量分別按照5 分制進行評分，分別為無法忍受、勉強能聽、尚可接受、比較滿意和十分滿意。

（二）實驗場地與被試者

實驗場地位于南京十字錄口商業(yè)錄音棚監(jiān)聽室。監(jiān)聽室面積為20 平方米，混響時間在0.1s 以內，背景噪聲低于NR10 噪聲等級曲線，聲學環(huán)境基本符合TU-R BS.1116 文件的規(guī)范要求。實驗場地配有標準5.1 環(huán)繞聲系統(tǒng)，5 個揚聲器型號為Yamaha NS-10，LFE揚聲器為Presonus T10，按照ITU-R BS.775-1 國際標準擺放。

被試者由專業(yè)組和非專業(yè)組構成，專業(yè)組包括：錄音工作者、音樂制作人、樂隊指揮、樂隊演奏人員、音響行業(yè)工作者及錄音專業(yè)的師生，專業(yè)組須有豐富的高保真和臨場聽音經驗，對音樂有一定的理解能力，不具備以上條件者，都歸為非專業(yè)組。

根據實際情況，本次主觀聽感評價實驗共邀請了36 位被試者，包括專業(yè)組與非專業(yè)組，具體構成如下：

專業(yè)組共24 人。

性別：男性16 人，女性8 人。

年齡：20 歲以下1 人，20～30 歲16 人，30～40 歲5 人，40 歲以上2 人。

非專業(yè)組共12 人。

性別：男性5 人，女性7 人。

表2 專業(yè)組和非專業(yè)組各參量評分均值表

圖2 不同主傳聲器和環(huán)境傳聲器的組合的總體參量值

表3 錄制方式的優(yōu)劣排序

年齡：20 歲以下3 人，20～30 歲4 人，30～40 歲4 人，40 歲以上1 人。

（三）實驗具體流程

第一步：被試者進行聽力檢查。第二步：發(fā)問卷調查表，被試者進行閱讀，對被試者有疑惑的地方進行口頭講解，說明本測試沒有正確答案，需按照真實的主觀感受進行判斷，不應受其他被試者的影響。第三步：試聽示例，讓被試者熟悉評價參數，確定被試者可以進行打分后，正式開始測試。第四步：播放測試素材，共9 組素材，3 組為一個單元，每單元之間休息30 秒。第五步：詢問被試者是否有想要重放的組別，并進行重放。第六步：向每個被試者確認其各項評分，并回收問卷調查表。

三、實驗結果

（一）專業(yè)組/非專業(yè)組被試者在對參量的評分中的差異性

我們使用假設檢驗法中的獨立樣本雙總體均值檢驗來分析。首先，定義原假設和備擇假設如下：H0：專業(yè)組和非專業(yè)組不存在評分差異。H1：專業(yè)組和非專業(yè)組存在評分差異。專業(yè)組和非專業(yè)組各參量評分均值如表2。

通過假設檢驗可知，參量“臨場感”“包圍感”“聲場寬度”“定位感”的P 值分別為0.6726、0.05686、0.5191、0.6443，均大于0.025，因此無法拒絕原假設，說明專業(yè)組和非專業(yè)組在臨場感、包圍感、聲像寬度、定位感這四個參量上的評分差異并不明顯。參量“縱深感”的P 值為1.03393410^{-4}，小于0.025，因此拒絕原假設，說明專業(yè)組和非專業(yè)組在聲像深度上的評分存在明顯差異。

經過分析，非專業(yè)組受訪者對“臨場感”“包圍感”“聲場寬度”“定位感”這四個參量上評價能力和專業(yè)組的評價能力差異較小，但是在“縱深感”參量上，專業(yè)組的評價能力要高于非專業(yè)組。由于專業(yè)組的樣本數量大于20，在后續(xù)針對“縱深感”參量的分析，我們僅使用專業(yè)組的評分數據作為分析依據。

（二）不同主傳聲器拾音制式的表現(xiàn)

總體而言，MS 主傳聲器在“定位感”參量上表現(xiàn)較好，Decca Tree 和ORTF主傳聲器的定位感性能基本持平，但Decca Tree 在差評量上大于ORTF。因此，“定位感”參量上的優(yōu)劣排序為：MS＞Decca Tree＞ORTF。主傳聲器“聲場寬度”和“縱深感”參量上的打分較為接近，Decca Tree 在兩個參量上的評價分布都呈現(xiàn)出正態(tài)分布，中位數都為1，但“聲場寬度”的穩(wěn)定性高于“縱深感”。MS 與ORTF 可簡單得從中位數分布上得出答案，MS 在“聲場寬度”“縱深感”的評價中位數分別位于-1，0，ORTF 的評價中位數則分別位于0，0.5，因此，給出三款主傳聲器在“聲場寬度”和“縱深感”參量上的優(yōu)劣排序為：Decca Tree＞ORTF＞MS。

（三）不同環(huán)境聲拾音制式的表現(xiàn)

在包圍感參量上，PZM 環(huán)境傳聲器表現(xiàn)最好，從其中位數點可以看出，有一半以上的被試者都給予PZM 最高評價；Hamasaki 傳聲器表現(xiàn)最穩(wěn)定，圍繞分值1 呈現(xiàn)正態(tài)分布，基本沒有負面評價；DPA5100 環(huán)境傳聲器表現(xiàn)相距甚遠。因此，三款環(huán)境聲傳聲器在“包圍感”參量上的優(yōu)劣排序為：PZM＞Hamasaki＞DPA5100。

（四）不同傳聲器組合在“臨場感”參量上的表現(xiàn)

根據圖2 中的9 組錄制方式的評分對比，我們可以得出9 組錄制方式的優(yōu)劣排序如表3。結合上述結論可以看出，主傳聲器的優(yōu)劣對音質的影響起主要作用，環(huán)境傳聲器的優(yōu)劣對音質的影響相對次要，如排名較優(yōu)的PZM 或Hamasaki 環(huán)境聲傳聲器搭配MS 主傳聲器并沒有取得較好的評分，排名較差的DPA5100 環(huán)境傳聲器搭配Decca Tree 或ORTF 主傳聲器仍然能取得較好的評分。通過綜合排序可以看出，Decca tree 與PZM 或者Hamasaki 的組合最具臨場感，而MS 與DPA5100 的組合的臨場感表現(xiàn)差強人意。

四、實驗結果分析

通過主觀聽感評價實驗結果我們結合客觀理論進行分析：（1）在本文所述5.1 環(huán)繞聲拾音制式的主傳聲器陣列中，“定位感”參量的優(yōu)劣順序為MS＞ORTF＞Decca Tree。采用強度差原理的MS制式具有較精確的聲像定位，而采用時間差與強度差原理的ORTF 與Decca Tree 制式與之相比聲像定位較為模糊，但整體的融合度與氛圍感更勝一籌。“聲場寬度”參量方面，三種制式的優(yōu)劣排序為：Decca Tree＞ORTF＞MS。Decca Tree 制式的傳聲器間距最大，并且三支傳聲器都為全指向性，因此拾音范圍更廣，可獲得充分的橫向反射聲，使前方的回放聲場更加寬廣。ORTF 制式的兩支心型指向傳聲器相隔一定距離，其回放聲場的寬度優(yōu)于MS，但遠不如大間距的Decca Tree 制式。MS 制式受固有的聲像定位原理影響，在拾取的聲音信號中，反射聲以強度差的形式存在，與時間差式相比，給人的主觀聽感印象較為狹窄?！翱v深感”參量方面，Decca Tree 明顯優(yōu)于MS 與ORTF。由于中置傳聲器前置，相對于左右傳聲器來說距離遠端聲源更近，能夠拾取到更多樂隊后部的聲音細節(jié)信息，因而實現(xiàn)了較好的縱深感。（2）在環(huán)境聲傳聲器陣列中，“包圍感”參量的優(yōu)劣順序為PZM＞Hamasaki＞DPA5100，四 支PZM 制式傳聲器貼在音樂廳兩側的側墻，能夠高效地拾取作用在側墻周圍的反射聲，因此提供了更好地空間印象；同時，其大間距的設計降低了各傳聲器信號之間的相關性，可營造出較豐富的包圍感。Hamasaki 制式傳聲器調整到合適的距離時，也可獲得良好的包圍感，它的傳聲器指向性可以有效的避免直達聲的拾取。而DPA5100 作為內置膜片一體式傳聲器，其距離側墻與后墻的距離較遠，無法充分拾取反射聲，因而塑造的聲場空間尺寸最小，包圍感最為薄弱。（3）“臨場感”參量所考量的是主傳聲器與環(huán)境聲傳聲器組合的綜合表現(xiàn)能力，大部分被試者更傾向于選擇塑造的聲場較為廣闊、音質更為自然的組合，對聲像定位并沒有過多的苛求，在主傳聲器與環(huán)境聲傳聲器的所有組合中，“臨場感”參量表現(xiàn)較理想的組合為Decca tree+PZM與Decca tree+Hamasaki，其中Decca tree+PZM 所塑造的整體聲場空間最為廣闊，Decca tree+Hamasaki 塑造的前后聲場融合度則更好一些。

MS+DPA5100 在“臨場感”參量的表現(xiàn)力最差，它們整體所塑造的聲場空間最為狹窄，音質不夠溫暖松弛，且缺少音樂廳的氛圍感及廳堂感。在MS+PZM與MS+Hamasaki 這兩個組合中，前方聲場較窄，后方聲場寬闊，因此前后方聲場產生了明顯的分離感，融合度較差。ORTF+PZM 與ORTF+Hamasaki 這 兩種組合在條件有限的情況下也可作為備選方案，它們在定位感上更優(yōu)于Decca tree+PZM 與Decca tree+Hamasaki，但在前方聲場塑造上不夠寬闊且無法獲得更豐富的低頻。

五、總結

從此次主觀評價的結果來看，傳聲器指向特性、傳聲器制式以及各類制式的不同組合都會直接影響到聽者的主觀聽感。心型指向主傳聲器比全指向主傳聲器的聲像定位和清晰度更好，全指向主傳聲器比心形指向主傳聲器的音質更加柔和、松弛，低頻更佳豐富；時間差式主傳聲器塑造的聲場空間更加寬廣，但聲像定位感較差，強度差式的主傳聲器塑造的聲場空間較為狹窄，但聲像定位感更好。通過主觀聽感實驗結果可以看出，主傳聲器的優(yōu)劣對環(huán)繞聲音質的影響起主要作用，環(huán)境傳聲器的優(yōu)劣對音質的影響相對次要。在環(huán)繞聲錄音實踐中，傳聲器的設置要根據錄音場地的大小、聲學環(huán)境、審美需求等因素進行合理的搭配使用，同時也應根據聲學環(huán)境、錄音器材、審美需求等各方面因素進行合理的取舍。