古典音樂的三維聲拾音
——拾音方式比較分析與應用案例

曹 勐，周朔然

（1.中國音樂學院，北京 100101 ；2.麥吉爾大學，加拿大 蒙特利爾）

近年來，針對古典音樂的三維聲拾音技術，從理論研究到實踐探索都取得了大量成果，筆者在《古典音樂的三維聲拾音——三維聲重放與三維聲拾音陣列》[1]一文中著重討論了古典音樂三維聲中的聲重放方式和三維聲拾音陣列問題，在此基礎上進一步討論針對古典音樂的具體拾音方式和案例，希望能夠給國內的古典音樂三維聲錄音研究和實踐以啟發和借鑒。

目前常見的古典音樂的三維聲拾音方式很大程度源于雙聲道立體聲和環繞聲拾音方式的拓展。通常古典音樂的拾音系統分為主傳聲器組、輔助傳聲器組和環境傳聲器組三部分。古典音樂的三維聲拾音方式主要根據主傳聲器組的拾音功能進行劃分，分為整體式和分離式兩大類。

1 整體式拾音方式

1.1 基本定義

整體式拾音方式通常由主傳聲器組和相應聲部的輔助傳聲器組成，其主傳聲器組為一個三維聲拾音陣列，負責拾取整體聲場各個方向入射的聲音（同時拾取直達聲、早期反射聲、混響聲等），如圖1所示。整體式拾音方式中往往沒有明確的主傳聲器和環境傳聲器之分，而是將其視作一個整體。其中的主傳聲器組可以選用典型三維聲拾音陣列（見《古典音樂的三維聲拾音——三維聲重放與三維聲拾音陣列》[1]中所列的三維聲拾音陣列），如2L Cube、AMBEO Cube、PCMA 3D、ORTF 3D、OCT 3D等，當然亦可根據實際情況自行設計。

圖1 整體式拾音方式示意圖

1.2 整體式拾音方式的特點

由于整體式拾音方式由一組主傳聲器陣列完成直達聲、早期反射聲和混響聲的整體拾取，因此需要錄音師根據音樂內容和場地情況，合理選擇不同的三維聲拾音陣列，并仔細調整陣列的擺放位置以及距聲源的距離，實現控制直達聲、早期反射聲和混響聲等不同聲音成分的拾取比例。另外，需保證水平方向聲像定位連貫性，而垂直方向應避免違背大眾聆聽習慣的過于夸張的垂直聲像變化。因此以拾取環境聲場信息為主的三維聲拾音陣列（如LDK Cube、Hamasaki Cube等）不在此類方式的考慮范圍之列。

整體式拾音方式既適用于傳統舞臺再現現場音響模式的錄音創作，也適用于將聆聽者置身于樂隊之中的創意性音響模式的錄音創作。針對前者的拾音方案應更加注意前方水平方向重放聲像的穩定性，三維聲拾音陣列上方和后方聲道更多地用于改善和突出重放音響的空間印象。針對后者的拾音方案則更強調整體重放三維聲場的連貫性，強調均勻、平衡、自然、統一的音響效果。

1.3 整體式拾音案例

1.3.1 案例1：中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽現場錄音

錄音時間：2019年5月18日

錄音場地：中國音樂學院國音堂

節目形式：鋼琴協奏曲

拾音方式：傳聲器布局設置如圖2所示，主傳聲器采用Ambeo Cube三維聲拾音陣列，如圖3所示，全部使用森海塞爾MKH800twin傳聲器，下層傳聲器距舞臺高度約3.5 m，傳聲器間距1.5 m，傳聲器主軸均斜向下指向樂隊弦樂組，如圖4所示；輔助傳聲器包括弦樂每個聲部1支輔助傳聲器，木管聲部2支輔助傳聲器，如圖5所示，以及獨奏鋼琴一對立體聲傳聲器，如圖6所示。

圖2 中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽——拾音位置圖

圖3 中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽——Ambeo Cube陣列

圖4 中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽——Ambeo Cube陣列與樂團的位置

圖5 中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽——樂隊布局與輔助傳聲器位置

圖6 中國國際音樂大賽（鋼琴）決賽——鋼琴輔助傳聲器位置

拾音效果說明：本拾音案例體現出極其自然溫暖的音色和極好的空間感和包圍感。由于MKH800twin傳聲器的指向性調整非常靈活，給后期制作提供了相當自由的處理空間。最終制作的版本中，L、C、R、TL（左上）和TR（右上）的傳聲器調整為指向舞臺的寬心形指向性，而Ls、Rs、TLs（左后上）和TRs（右后上）的傳聲器調整為指向觀眾席斜后方的寬心形指向性。

1.3.2 案例2：鄒翔鋼琴獨奏專輯錄音

錄音時間：2021年8月18日

錄音場地：國家大劇院錄音棚

節目形式：鋼琴獨奏

拾音方式：主三維聲拾音陣列下方為5支全指向傳聲器，上層指向斜上方的為4支心形傳聲器指向，全指向傳聲器采用DPA4006，上層心形傳聲器選用Schoeps MK4，各傳聲器間距和位置關系見圖7所示；輔助傳聲器包括置于鋼琴高音區的一對森海塞爾MKH800twin(心形指向)和低音琴弦延長線上的一對八字形指向Royer R122鋁帶傳聲器。

圖7 鄒翔鋼琴獨奏專輯錄音 三維聲拾音陣列位置

拾音效果說明：此次鋼琴錄音的聲學環境是一個相對較為活躍的錄音棚，但是錄音棚的混響聽感略顯渾濁，高頻有輕微的顫抖回聲。為了獲得更加干凈的拾音效果，錄音師對拾音環境進行了簡單的聲學調整，如圖8所示，在鋼琴的下方和后方分別設置了地毯和吸引板，使整體聲音更加干凈但又保留了一定反射和混響聲能量。傳聲器調整方面，通過調整下方5支傳聲器的電平，在下層5只揚聲器間形成了連貫統一、包圍感較好的環繞聲場；而上層傳聲器由于選擇心形指向性和控制主軸指向角度，其與下層傳聲器間形成了一定的信號分離度，也確保了上方和后方的反射聲及混響聲的拾取效果。但與音樂廳、教堂等大空間長混響時間的聲學環境相比，錄音棚在混響時間、空間感等方面仍有較大的欠缺，因此為了獲得更好的聲音效果，最終制作時仍需要使用人工混響對混響時間、空間聽覺尺寸等方面進行補償。

圖8 鄒翔鋼琴獨奏專輯錄音——三維聲拾音陣列、輔助傳聲器位置及聲學環境調整

2 分離式拾音方式

2.1 基本定義

分離式拾音方式采取主傳聲器組、環境傳聲器組和輔助傳聲器組的三層傳聲器布局，如圖9所示。其中主、輔傳聲器組主要負責聲源的直達聲和早期反射聲的拾取，目的是獲得直達聲的平衡、穩定的聲像定位和聲源寬度。主傳聲器組一般不采用三維聲拾音陣列，其傳聲器的選擇使用與傳統立體聲的主傳聲器組相似。環境傳聲器組主要負責拾取混響聲，采用三維聲拾音陣列拾取三維環境聲場信息，目的是呈現三維聲場的包圍感和空間感等。

圖9 分離式拾音方式示意圖

2.2 分離式拾音方式的特點

分離式拾音方式更傾向于創造一種聲源直達聲主要在前方，反射聲、混響聲從側、后、上方傳來的音響效果。如果遇到觀眾席也布置有聲源的情況，環境傳聲器組的三維聲拾音陣列可以承擔重放相應聲源聲像位置的作用，當然也可以通過為這些聲源設置輔助傳聲器使重放聲像更加準確、穩定。

主傳聲器組的擺放位置通常處于音源上方或斜上方，通常高度在2.5～4.5 m之間。環境傳聲器組的三維聲拾音陣列則擺放距聲源較遠，位于音樂廳觀眾席上方，拾取廳堂的三維混響聲和各種方向的反射聲。主傳聲器組與環境傳聲器組之間的距離較遠，信號的分離度較高。分離式拾音方式重放的三維聲場是由環境傳聲器組拾取的三維環境聲場，因此與整體式拾音方式不同，環境傳聲器組的三維聲拾音陣列需要對直達聲能量進行必要的抑制，減少其與主傳聲器組之間的直達聲串音，可以通過拉大與主傳聲器組的距離和利用傳聲器的指向特性規避直達聲。當然，常見的三維聲拾音陣列大都可以用于三維環境聲的拾音，特別是LDK Cube和Hamasaki Cube這類不注重前方直達聲聲像重放效果的三維聲拾音陣列往往更容易獲得均勻自然的三維環境效果。

鑒于分離式拾音方式的特點，其很難像整體式拾音方式實現聆聽視角的轉變，主要適用于呈現傳統舞臺再現式的音響模式，體現音樂廳觀眾席聆聽的視角。但是由于各組傳聲器間拾音功能的劃分較為清晰，分離式拾音方式對傳聲器擺放位置的約束相對較小。錄音師可以根據作品、場地等情況靈活、方便地調整各組傳聲器。后期混音時也可以根據錄音師的喜好和作品的需要較為自由地調整各組傳聲器間的音量比例，控制各聲音成分（直達聲、早期反射聲和混響）的組合關系。需要特別注意的是，由于主傳聲器組和環境傳聲器組的間距較大，兩組信號間存在較大時間差，為了獲得整體性、統一性較好的音響效果，混音時需要考慮對主傳聲器組進行適當的延時處理，以補償兩組傳聲器間的距離差。

2.3 分離式拾音案例

2.3.1 案例1：國家大劇院貝多芬第九交響曲現場錄音

錄音時間：2017年8月9日

錄音場地：國家大劇院音樂廳

音樂形式：交響合唱

拾音方式：該錄音采用分離式拾音方式，傳聲器分布如圖10所示。主傳聲器組由AB立體聲傳聲器對加2支側展傳聲器，共4支組成，均采用DPA4006全指向傳聲器。其立體聲傳聲器AB間距50 cm，位于指揮斜上方，距舞臺高度為3.8 m，如圖11所示。環境傳聲器組采用LDK Cube，7 m×7 m×3 m全指矩陣的三維聲拾音陣列，下層傳聲器距觀眾席高度為8 m，前排環境傳聲器組距主傳聲器組水平距離為7 m。輔助傳聲器包括弦樂每個聲部2支心形傳聲器，木管和銅管組每個聲部1支心形傳聲器，打擊樂聲部2支心形傳聲器，舞臺后方合唱4支扇形指向傳聲器（MG KEM975），如圖12所示，以及四位領唱每人1支心形傳聲器。

圖10 國家大劇院貝多芬第九交響曲現場錄音——拾音位置圖

圖11 國家大劇院貝多芬第九交響曲現場錄音——主傳聲器與樂隊的位置

圖12 國家大劇院貝多芬第九交響曲現場錄音——合唱輔助傳聲器位置

拾音效果說明：本次錄音是近年來國內古典音樂三維聲錄音中的精品，獲得了2018年第一屆全國三維聲制作大賽的二等獎。由于采用了分離式拾音方式，主傳聲器組與環境聲的三維陣拾音列可以非常自由地調整各自的音量，可獲得理想的直達聲、早期反射和混響聲平衡關系。LDK Cube的超大間距和全指向傳聲器使陣列中傳聲器間的信號相關性非常低且低頻響應更好，因此重放出的三維聲場包圍感和空間感非常令人滿意。當然，由于主傳聲器組、輔助傳聲器組和環境聲三維拾音陣列的間距過大，后期制作時為了聲音的整體性，也對輔助傳聲器和主傳聲器加入了必要的延時補償。

2.3.2 案例2：李藝花管風琴獨奏靜場錄音

錄音時間：2018年12月19日

錄音場地：國家大劇院音樂廳

音樂形式：管風琴

拾音方式：采用分離式拾音方式，傳聲器的分布如圖13所示。主傳聲器組為AB加側展的立體聲拾音方式，如圖14所示，AB傳聲器對間距1 m，位于常規的音樂會主傳聲器位置，高度距舞臺面7 m，傳聲器均為DPA4006全指向。環境傳聲器組為超大間距的上下兩層布局，上層距觀眾席地面約10 m，使用4支全指向傳聲器，傳聲器距離為8 m×7.5 m的矩形，如圖15所示；下層使用4支界面傳聲器，貼于觀眾席過道地板上，如圖16所示。近距離的輔助組由4支全指向傳聲器組成，位于管風琴音管中上2/3處，距舞臺臺面高約12 m，如圖17所示，其中中間一對4006傳聲器間距1 m，拾取正面音管的聲音，而兩側2支森海塞爾MKH8020傳聲器拾取左右兩側音管的聲音。

圖13 李藝花管風琴獨奏靜場錄音——拾音位置圖

圖14 李藝花管風琴獨奏靜場錄音——主傳聲器與側展傳聲器位置

圖15 李藝花管風琴獨奏靜場錄音——上層環境傳聲器位置

圖16 李藝花管風琴獨奏靜場錄音——下層界面環境傳聲器位置

圖17 李藝花管風琴獨奏靜場錄音——近距離傳聲器組

拾音效果說明：為體現管風琴的聲音特質，本次錄音特別選擇4支超大間距的界面傳聲器作為下層環境傳聲器。界面傳聲器具有頻響寬、靈敏度高的特點，由其組成的環境傳聲器組可以重放出極其開闊的空間感和渾厚的音色。這樣的三維聲環境陣列與主、輔助傳聲器組配合在聲音清晰度，飽滿、豐富、宏偉的音色和大型音樂廳的廳堂空間感之間獲得非常好的平衡。由于各組傳聲器間的間距過大，后期制作時同樣對輔助傳聲器和主傳聲器加入了延時補償。需要說明的是，由于環境傳聲器組上層的4支傳聲器間距比下層界面傳聲器組小，整個環境傳聲器組的聽感會有上層音響空間不夠開闊的感覺，后期制作時特別為TLs和TRs傳聲器的信號額外增加了延時量進行改善。若再有類似的錄音項目，考慮上層也采用與下層相同的超大間距的界面傳聲器組，應該會有更理想的拾音效果。

3 兩個相關問題的討論

3.1 三維聲拾音陣列的選擇問題

筆者在《古典音樂的三維聲拾音——三維聲重放與三維聲拾音陣列》[1]一文中已經對不同拾音陣列的拾音效果進行了分析比較，實際上不同類型的三維聲拾音陣列各有特點，在具體工作中可以根據個人審美傾向、表演環境特點，以及具體音樂內容對音色和空間環境的要求進行設計和選擇。

如果采用整體式拾音方式，當廳堂聲學環境較好時，推薦使用由全指向傳聲器主導的偏時間差陣列，能夠對音色和空間信息充分拾取，需注意傳聲器的間距不應過窄，否則無法保證足夠的低頻去相關性，影響聲音的包圍感；在聲學環境略差或者較為強調聲音清晰度時，可以使用時間差強度差復合陣列，此時指向性傳聲器可以避免對全方向反射聲能的多次拾取，上層和后方傳聲器也可以有效抑制直達聲能量，提高重放聲像的準確度。偏強度差陣列由于整體音質和空間感包圍感較差，用于古典音樂拾音時音響效果并不理想，因此使用機會較少，當需要特別強調安裝的簡易性、便攜性，且追求清晰的聲像定位效果時則可以考慮選用。

如果采用分離式的拾音方式，同樣建議采用偏時間差陣列和時間差強度差混合陣列拾取三維環境效果，可以通過控制與主傳聲器組的距離和調整傳聲器的主軸方向，減小直達聲能量增加側向反射聲的拾取。

3.2 關于上層傳聲器的選擇和使用的問題

對于古典音樂錄音而言，三維聲拾音與雙聲道立體聲、環繞聲拾音的最大不同就是增加了上層傳聲器，上層傳聲器的選擇和使用對重放三維聲場起到至關重要的作用。古典音樂錄音通常追求自然、與真實聽感接近的音響效果。上層傳聲器的作用是建立聲音三維空間的空間感和包圍感，但還需要保證上下層信號的隔離度，減小上下層重放信號的相關性，因此應控制上層傳聲器的直達聲拾取。

此外，錄音師可以利用上層傳聲器有效控制垂直聲像定位。實際上多數聆聽者的現場經驗，除了管風琴、樂隊后方的合唱隊等聲部定位會出現明顯的偏上外，其他大多數聲源主要定位在下層。如重放時過分強調垂直聲像抬升反而與聆聽者聽覺預期不符，給人突兀、不真實的感受。為了控制重放聲像的過分上移，也需要控制上下層傳聲器拾取信號的聲道隔離度。

現有研究表明，重放系統的垂直聲像定位主要受強度差影響，在上下層傳聲器重疊（coincident）放置時，定位門限是9.5 dB；上下層間距（spaced）存在1 ms或10 ms延時的情況下，定位門限為7 dB（定位門限：上下層傳聲器強度差大于定位門限時，不會改變重放聲像的垂直定位）[2]。

因此對于使用整體式拾音陣列而言，如果上層傳聲器選擇心形或超心形指向性，通過主軸指向正上方或斜上方可以提高上下層信號隔離度，而且還可以減少上方直達聲的拾取，混音時可以通過提高上層的反射聲混響聲音量，獲得更充分的空間印象（空間感和包圍感）。

關于上下層的間距選擇，有研究顯示， 上下層間的間距在1.5 m范圍內并保持定位穩定的情況下，上下層傳聲器間距對空間印象和偏好的影響是十分有限的[3]。

當然，這并不是說上層不可以選擇全指向傳聲器，Morten Lindberg和Mick Sawaguchi等錄音師對于陣列的上下層全部配置全指向傳聲器的方案同樣錄制出了廣受好評的三維聲錄音作品。全指向傳聲器有很好的低頻頻響，如果控制好通路間的相關性，可以獲得非常理想的空間印象（空間感和包圍感）。當然，全指向傳聲器對垂直聲像定位的影響是需要考慮的問題。根據人耳的聽覺特性，聲音的高頻成分對聲像定位起重要作用， Morten Lindberg采取了為上層傳聲器增加聲學壓力均衡（APE）①的方法增加高頻的指向性，減少上層的直達聲拾??；而Mick Sawaguchi則通過加大上下層傳聲器間距的設置來減少直達聲能量。

在實際錄音中，錄音師對上層傳聲器的使用還要考慮其他諸多因素。比如錄音環境類型、聲學特性、樂隊規模等。目前不少反響很好的采用以偏時間差陣列為主傳聲器的整體式拾音方式的錄音作品，基本上都是在反射充分、混響時間較長的教堂、音樂廳等場地進行錄制的。這種場地可以提供上方、側方較強的反射聲、混響聲能量，從而助于實現空間感和包圍感，但是在不活躍的錄音棚環境中，這種方式就不一定是適合的選擇。

另外，樂隊規模也會影響上層傳聲器的使用。錄制大編制樂隊作品時上層傳聲器的調整和選擇空間相對較小，上層傳聲器對垂直定位的影響相對小規模室內樂編制要大很多，尤其是舞臺上方設置有大面積反聲板的情況。即使上層傳聲器采用較強的指向性，仍然會拾取到樂隊后排高頻打擊樂和部分銅管樂器通過反聲板反射的早期反射聲，抬高這些樂器的聲像定位。這時可能需要在上層使用心形傳聲器，并將主軸指向斜后方，規避更多的直達聲和上方早期反射聲。此時采用分離式拾音方式會比整體式在傳聲器設置和調整張更加方便靈活。

綜上可見，上層傳聲器的選擇和調整不是一成不變的，而且不同錄音師的審美喜好差異很大，因此每次錄音都需要根據當時的具體情況靈活選擇和調整。

4 結語

實現古典音樂三維聲拾音的基礎是三維聲拾音陣列，錄音師不僅要熟悉現有三維聲拾音陣列的設計思路和音響特點，更需要在實踐中根據特定的環境和聲源特點靈活地運用。文中對古典音樂三維聲拾音方式進行了初步的梳理和總結。但由于目前針對三維聲音樂錄制技術的研究還處于起步階段，研究結論大多是基于環繞聲和少量三維聲錄制實踐的總結，缺乏深度、客觀、系統化的理論研究和基于大量對比錄音的主觀評價實驗分析，亟需更多的專家學者和資深錄音師廣泛參與到音樂三維聲錄制技術的研究之中。筆者對未來的研究方向提出如下建議以供參考：

1）使用同一聲源的條件下，在各種不同環境中組織較大規模的三維聲拾音陣列對比拾音實驗，以便獲得更加客觀、系統和全面的數據；

2）完善古典音樂三維聲重放音響的主觀評價標準，探索更適用于三維聲空間屬性描述的主觀音質評價參量；

3）探索針對不同重放系統間（不同的布局的揚聲器系統、耳機重放系統）的三維聲拾音方法的兼容性問題。

三維聲技術的運用不僅帶來了更好的音質和更加身臨其境的包圍感和空間感，還推動了音樂音響創作多樣化發展，它已成為古典音樂錄音新的發展方向。希望越來越多的錄音師和藝術家意識到三維聲技術的優勢，積極參于到古典音樂的三維聲錄音創作中。

注釋：

①APE（acoustic pressure equalizer），聲學壓力均衡器，運用于傳聲器的一種球形附件，利用球型表明的衍射來改變傳聲器膜片附近的聲場，從而提升傳聲器的中高頻、高頻響應，并增加高頻指向性。