3.gif?ext=.gif)
A közeltéri (proximity) hatás az, amikor a mikrofon a hangforráshoz (pont- vagy vonalforrás) közelebb kerülve több basszust produkál. Ez a cikk a proximity hatás néhány alapvetését tárgyalja – és a jelenséget egy haladóbb szemszögből mutatja be.
A közeltéri hatás a legtöbb hangmérnök számára jól ismert. Az énekes hangjának több lesz a basszusa, ha a mikrofon közelebb kerül a szájához. Ahogy a mikrofon távolodik, a hang vékonyabbá válik.
A közeltéri hatás csak a gradiens típusú mikrofonok – széles kardioid, nyitott kardioid, kardioid, szuperkardioid, hiperkardioid, nyolcas – és minden ide tartozó mikrofon esetében keletkezik. Tehát minél közelebb kerül az iránykarakterisztika a nyolcashoz, annál nagyobb a közeltéri hatás. Továbbá a közeltéri hatás a tengelyirányban a legerősebb. Ha elfordítjuk a mikrofont, a hatás csökken.
Az alábbi 1. ábra a két különböző iránykarakterisztikájú mikrofon közeltéri hatásának számítását mutatja: mindkét mikrofon tengelyirányban van egy pontforrás előtt.
Vegyük figyelembe, hogy a közeltéri hatás a jellegénél fogva néha egyenletes hangzást produkál, ha a mikrofon közel van a hangforráshoz (pl. énekmikrofonok) – vagy egyenletes választ ad akkor is, ha a mikrofon 1 méternél távolabb van a hangforrástól (távoli felvételeknél vagy hasonló esetekben). Ezért a gradiens mikrofonokra vonatkozó ezen információk értékelésekor (például egy adatlapon) meg kell adni azt a távolságot, ahol a frekvenciaválasz semleges/egyenletes.
Ne feledjük, hogy a nyomás mikrofonok (minden irányú mikrofonok) nem mutatnak közeltéri hatást. Ez azért van így, mert a hang csak a membrán elülső részén jut be. A nyomásmikrofon tulajdonképpen egy zárt kamra előtt lévő membrán.
A hangforrások
A közeltéri hatás a hangforrástól függ. Egy pontforrás gömb alakú hangteret hoz létre, ahol az SPL a távolság duplázódásával 6 dB-enként csökken. A pontforráshoz közeli (<1 m) gradiens mikrofon közeltéri hatást mutat. Ha azonban a hangforrás például egy (végtelen) sík forrás, vagy egy bizonyos távolságban (>1 m) lévő pontforrás, akkor gyakorlatilag nincs közeltéri hatás.
Kép szöveg fordítás
expanding sound wave = bővülő hanghullám
pulsating shpere = pulzáló gömb
apparent direction of travel = látszólagos haladási irány
A pontszerű forrásokból származó SPL 6 dB-lel csökken a távolság megduplázódása esetén.
A vonalszerű forrásokból származó SPL a távolság megduplázódása esetén 3 dB-lel csökken.
A síkbeli forrásokból származó SPL 0 dB-vel csökken a távolság megduplázódása esetén.
Azt gondolnánk, hogy a világnak rendkívül zajosnak kellene lennie az olyan hangforrások miatt, amelyeknél a hang szintje soha nem csökken. Ez azonban csak akkor lenne így, ha a síkbeli források végtelen méretűek volnának – de nem azok. Így minden síkbeli forrás pontforrásként viselkedik egy bizonyos távolságból. Az alábbiakban egy gyakorlati példát láthatunk erre a jelenségre.
A hangforrás egy stúdiómonitor (Genelec 8341A). Ez a hangszóró koaxiálisan/szimmetrikusan elrendezett membránokkal rendelkezik a mély, közép és magas frekvenciák sugárzásához. A crossover frekvencia 500 Hz és 3 kHz.
A hangszóró által sugárzott mérőjel rózsaszín zaj.
A mérési távolságok 64, 32, 16, 8, 4, 2 és 1 cm.
Ha 64 cm-ről 32 cm-re vagy 32 cm-ről 16 cm-re közelítünk, a hangnyomás minden frekvencián 6 dB-lel nő. Ha azonban 8 cm-ről 4 cm-re vagy 4 cm-ről 2 cm-re csökkentjük a távolságot, a mély frekvenciák szinte állandóak maradnak, míg a magasabb frekvenciák továbbra is növekednek. Ha 2 cm-ről 1 cm-re mozgatjuk a mérőeszközt (a piros görbéről a kék görbére), csak a 3 kHz feletti frekvenciák növekednek. A méréseket minden irányú mikrofonnal végeztük (nem befolyásolja a közeltéri hatás).
Miért jön létre közeltéri hatás?
Közeltéri hatás tehát csak gradiens mikrofonoknál létezik. A magyarázat az, hogy a hang elölről és hátulról is éri a membránt. (A membrán hátsó oldala felől is van bemenet). Az elülső és a hátsó oldal közötti nyomáskülönbség (a gradiens) hozza létre a membrán mozgását. Az elülső és a hátsó oldal közötti távolság 1-2 cm-es tartományban van. Alacsony frekvencián (amely hosszú, több méteres hullámhosszt jelent) a hanghullám 1-2 cm-en átívelő nyomáskülönbsége kicsi. Magasabb frekvenciákon ez a különbség megnő (lásd Mikrofontechnika – a lényeg, 4. és 5. ábra).
Ezen elsődleges gradiensen kívül a mikrofon közelébe (≤1 m) kerülve egy másik nyomáskülönbség is jelentkezik. Ez pedig a távolsággal függ össze. Ha a membrán elülső oldalától 2 cm-re van a hangforrás, akkor a hátulsó oldalától távolabb van (mondjuk ebben a példában 4 cm). A hátsó oldaltól mért távolság most kétszerese az elülsőtől mért távolságnak. Ha a hangforrás pontforrás, akkor a hangnyomás 6 dB-lel csillapodik a membrán elülső oldalától a hátsó oldaláig. Ezt további gradiensnek kell tekinteni. Ez azonban csak alacsony frekvenciákon fejti ki hatását, mivel az elsődleges gradiens ebben a tartományban gyenge.
Összefoglalva, basszus emelkedésről van szó, amikor a mikrofon közel van egy pontforráshoz.
Tengelyirány vs. oldalirány
Egy hanghullám esetében a membrán eleje és hátulja közötti távolság a mikrofon szögétől is függ. Amikor a mikrofon közvetlenül a hangforrás felé mutat, ez a távolság eléri a maximumot. Ha nem tengelyirányban van, a távolságkülönbség csökken és kisebb a közeltéri hatás. Ha a hanghullám elölről és hátulról azonos távolságra van, nincs közeltéri hatás. Kardioid mikrofon esetében ez akkor következik be, ha a szög pontosan 90 fokos. Ha a mikrofont a proximity-semleges szögtől tovább forgatjuk, a hatás ismét megjelenik. Tehát, ha a mikrofont teljesen elfordítjuk (kb. 180 fok), a proximity hatás ismét jelen lesz.
Mikor jelentkezik közeltéri hatás?
Alapvetően a proximity-effektus akkor jelentkezik, ha a hang pont- vagy vonalforrásból érkezik, a mikrofon gradiens típusú, és a hangforrás felé mutat. A közelséghatás nem jelentkezik, ha a hangforrás sík forrás, a mikrofon nyomás típusú, vagy a mikrofon oldalra mutat. E speciális feltételek között azonban vannak variációk.
Az ekvivalens hangforrást nehéz előre kiszámítani vagy meghatározni, ha hangszerekről van szó. Az alábbiakban találunk néhány példát.
Trombita
Néha a hangszer frekvenciamenete miatt nem érvényesül a közeltéri hatás. A trombita például alapvetően pontforrásként definiálható. A hang spektruma azonban nem terjed ki a basszus tartományba. Így a proximity hatás nem jelent kihívást ennek a hangszernek a felvételekor.
Zongora
A zongorát (a közvetlenül a húrok feletti teret) síkbeli forrásnak tekintjük, még akkor is, ha az egyes húrok másnak tűnnek. A szintek viszonylag állandóak 2, 4, 8 és 16 cm-en. Nincs közeltéri hatás (semmi sem hangsúlyozza a mély frekvenciákat).
Akusztikus gitár
Az akusztikus gitár (a mikrofonok a fa fedlap elülső részén, a híd alatt vannak középen) kis távolságokból síkbeli forrás. A hangspektrum azonban ebben a pozícióban nem túl megnyerő, ezért általában más mikrofon elhelyezést részesítenek előnyben, főként amiatt, mert itt a hangnyílásból érkező hang erős.
Lábdob
Azt várhatnánk, hogy a lábdob bőr annak jelentős átmérője miatt síkbeli forrásként működik. A viselkedése azonban közelebb áll egy pontforráshoz. A dobbőr semmilyen távolságban nem tiszta síkforrás – tehát létezik közeltéri hatás. Ezért a mikrofon kiválasztásakor körültekintően kell eljárni. Nem szabad, hogy túlságosan függjön a gradiens komponenstől.
Az újonnan kifejlesztett DPA 4055 lábdob mikrofon egy gradiens mikrofon „nyílt kardioid“ karakterisztikával. A „széles kardioid“ és a „kardioid“ között helyezkedik el. Ez azt jelenti, hogy a jelentkező közeltéri hatás kisebb, mint a kardioid mikrofonoknál. Ugyanakkor teljes mélyfrekvenciás átvitelt nyújt még távolabbról is. Így a hangmérnöknek szabadságot biztosít abban, hogy a mikrofont megfelelő távolságban helyezhesse el anélkül, hogy a rezgő bőr a mikrofonba ütközne.
Továbbá úgy tervezték, hogy kezelje a dob körül és a dob belsejében létrejövő számottevő hangszintet. Ennek a mikrofonnak nem feltétlenül kell közvetlenül a dobbőrre, a dobbőrön lévő lyukra vagy az ütőfej körüli felületre mutatnia. Kiváló lehetőséget biztosít a dobon kívüli és belüli elhelyezéssel való kísérletezésre, hogy a helyzetnek megfelelő jellegű hangot rögzítsük.
Hogyan történt a mérés?
Minden hangszert egyszerre több mikrofonnal rögzítettek. Ezt követően a jeleket Smaart Live segítségével elemezték, spektrum, 1/3 oktáv sáv, átlagolási idő >1 perc.
Az adatokat (a spektrumokat) minden egyes felvételi távolságra vonatkozóan (64, 32, 16, 8, 4, 2 és 1 cm, amennyiben ezek az adatok rendelkezésre álltak) egy táblázatba vitték át.
Ekkor minden egyes távolság esetében az omni mikrofonos felvételek adatait kivonták a kardioid mikrofonos felvételek adataiból. Az így kapott görbe tehát a két mikrofon közötti különbséget mutatja. Ha nem lenne különbség, akkor ez egy egyenes vízszintes vonalhoz hasonlítana. (Az érzékenységi különbséget azonban kompenzálták). Ha közeltéri hatás van, akkor a mélyfrekvenciák emelkednek.
