W poprzedniej części zapoznaliśmy się z typami przetworników, które są „sercem” mikrofonu oraz z podstawowymi ich parametrami – poziomem szumów własnych i pasmem przenoszenia. W tym artykule na pierwszy ogień idzie parametr, w związku z którym jest sporo mitów krążących wśród filmowców, czyli kierunkowość.

Na wstępie warto wspomnieć jedną ważną rzecz – w przypadku mikrofonów nie ma analogii z obiektywami. Jeśli o obiektywie długoogniskowym można powiedzieć, że „przybliża” nas do filmowanego obiektu, to mikrofon shotgun nie przybliża nas do źródła dźwięku. Jeśli zgodzimy się, że kąt widzenia obiektywu jest ograniczony i poza nim, obiektyw nic „nie widzi”, to mikrofon kierunkowy jednak dla pewnych częstotliwości traci swoją kierunkowość.

Charakterystyka dookólna (wszechkierunkowa/omni-directional)

Pierwszą charakterystyką kierunkową jest charakterystyka dookólna (omni-directional). Tutaj mikrofon „słyszy” wszystko co do niego dociera, niezależnie od kierunku. Ale jest w tym wszystkim mały haczyk. W wyjaśnieniu tego pomoże nam wykres kierunkowości mikrofonu (za przykład posłuży nam wykres mikrofonu Sennheiser ME 62).

me62

Aby zrozumieć jak należy czytać takie wykresy wyobraźmy sobie, że po środku tych „kółek” (w miejscu „dB”) znajduje się kapsuła naszego mikrofonu, a mikrofon skierowany jest ku górze. Stopnie znajdujące się dookoła wykresu oznaczają kierunek z którego pada dźwięk do mikrofonu. Dla zwiększenia czytelności naszego wykresu, producent zaprezentował częstotliwości 125, 250, 500, 1000Hz po lewej stronie, a częstotliwości 2000, 4000, 8000, 16000Hz po prawej. W związku z tym nie ma znaczenia czy powiedzmy 1000Hz pada na mikrofon pod kątem 30 stopni z prawej czy lewej strony, bo mikrofon w obu przypadkach odbierze to tak samo.

Analizując wykres charakterystyki dookólnej mikrofonu Sennheiser ME 62 możemy zaobserwować, że mikrofon do częstotliwości 4000 Hz praktycznie słyszy wszystko tak samo, niezależnie od kierunku dobiegania dźwięku (drobne zachwiania, które są mniejsze niż 5dB, możemy pominąć). Ale już dla częstotliwości 8000 Hz (linia kreska-kropka-kreska) przy kącie większym od 90º wykres spada do okolic trzeciego okręgu, oznaczającego spadek już -10dB, a to jest już sporo.

Jeszcze ciekawszy jest przebieg linii kropkowanej, oznaczającej częstotliwość 16 kHz. Tutaj widzimy znaczną kierunkowość dla tej częstotliwości. Kiedy dźwięk dobiega dokładnie z tyłu mikrofonu (180º) spadek sygnału wynosi już -20 dB. Co to znaczy? Najlepiej niech każdy sobie ściszy jakiś sygnał w swoim programie (chyba wszystkie są wyskalowane w dB) i usłyszy na własne uszy ile to jest przykładowo te 20 dB.

Czy taka charakterystyka kierunkowa jest dobra? Na pewno bardzo dobrze sprawdza się w przypadku używania mikrofonów krawatowych, gdzie często nie ma możliwości skierowania mikrofonu w kierunku ust osoby mówiącej (najczęściej mikrofon ukryty jest pod odzieżą).

Urządzenia z taką charakterystyką mają też często zastosowanie przy nagraniach stereofonicznych, gdy chcemy nagrać na przykład mały zespół (a czasami nawet całą orkiestrę), czy też przy nagraniach dźwięków tła – w żargonie dźwiękowców – atmosfery. W mikrofonach z taką charakterystyką nie występuje również efekt zbliżeniowy, o którym napiszę dalej. Głównym minusem jest niestety relatywnie mała dostępność tej charakterystyki, a w tanich mikrofonach praktycznie ona nie występuje.

Charakterystyka kierunkowa (uni-directional)

Wszystkie inne charakterystyki mikrofonów, umownie nazwane są kierunkowymi (uni-directional). Najpopularniejsza jest chyba charakterystyka kardioidalna (oznaczana czasem w języku polskim nerkową (choć z angielskiego – cardio, cardioid – raczej powinna się nazywać sercowa). Za przykład posłuży nam wykres charakterystyki kierunkowej mikrofonu Sennheiser ME 64.

me64

Charakterystyka kardioidalna, Sennheiser ME 64

Na pierwszy rzut oka widać, że różni się ona znacznie od pierwszego wykresu, mikrofonu dookólnego. Dla najniższych częstotliwości oraz dla 1000 Hz, skuteczność mikrofonu bardzo powoli spada do kąta 90º. Przy 120º spadek przekracza 10 dB, a zwiększając dalej kąt, mikrofon niemal staje się „głuchy”. Bardzo podobna sytuacja przedstawia się dla częstotliwości 2000 oraz 4000 Hz. Jeszcze bardziej mikrofon jest kierunkowy dla częstotliwości 8000 Hz. Dla najwyższych częstotliwości (producent podaje dla 16 kHz) kierunkowość mikrofonu nabiera jeszcze innego charakteru. Uciekając sygnałem w bok od osi mikrofonu skuteczność dość szybko spada, aż przy 60º mikrofon staje się niemal głuchy. Następnie skuteczność wzrasta, gdzie przy kącie 90º, mikrofon uzyskuje -10dB od poziomu nominalnego. Przy 120º powoli staje się nieczuły na dźwięki o tej częstotliwości padającej z tego kąta.

Ciekawe zjawisko następuje gdy dźwięk pada z tyłu mikrofonu. Kiedy mikrofon był głuchy dla pozostałych częstotliwości z tego kierunku, dla 16 kHz słyszy ponownie, uzyskując wartość -20dB. Widzimy zatem, że gdy chcemy nagrać dźwięki o dość wysokich częstotliwościach to musimy zwrócić bardzo dużą uwagę na odpowiednie nakierowanie mikrofonu na źródło dźwięku.

Dodatkową dość ważną cechą mikrofonów kierunkowych jest tak zwany efekt zbliżeniowy (proximity effect). Efekt ten polega na tym, że wraz z przybliżaniem mikrofonu do źródła dźwięku następuje podbicie najniższych częstotliwości. Oczywiście w drugą stronę jest odwrotnie i najniższe częstotliwości są w większym stopniu osłabiane wraz z oddalaniem mikrofonu. Na poniższym wykresie można zobaczyć jak zmienia się skuteczność przetwarzania najniższych częstotliwości względem odległości:

145terms-5

Efekt zbliżeniowy (proximity effect), źródło: blog.shure.com

Mikrofonów o charakterystyce kardioidalnej jest pełno na rynku, od bardzo tanich do czasem nieprzyzwoicie drogich i jeśli potrzebujemy mikrofonu właśnie z tą kierunkowością to jednym z głównych czynników będzie zasobność naszego portfela.

Super-kardioida (super-cardioid), hiper-kardioida (hyper-cardioid) i lobar

Super-kardioida (super-cardioid), hiper-kardioida (hyper-cardioid), oraz czasem występujące w języku angielskim lobar, oznaczają mikrofony jeszcze bardziej kierunkowe. Niestety brak jest wytycznych do precyzyjnego podziału, a sklasyfikowanie mikrofonu w dużej mierze zależy od producenta. Sennheiser przykładowo dla mikrofonów shotgun stopniowanie zaczyna od super-kardoidy, następnie super-kardioida/lobar i na lobar kończąc (od mniejszej kierunkowości do większej). Inna firma natomiast określa swój mikrofon jako hiperkardioid, który w rzeczywistości jest mniej kierunkowy od super-kardioidy Sennheiser’a. Przy nazewnictwie może po prostu działa marketing.

Szukając takiego mikrofonu lepiej szczegółowo zapoznać się z wykresem charakterystyki kierunkowej, niż tylko skupić się na jednym słowie. Wszystkie powyższe oznaczenia, przyglądając się wykresom, mają wspólne cechy i ten sam obraz ogólnego charakteru kierunkowości. Za przykład weźmiemy mikrofon Sennheiser ME 66, który przez producenta określany jest jako superkardioida.

me66

Superkardioida Sennheiser ME 66

Bez zagłębiania się w szczegóły, od razu widać, że kierunkowość mikrofonu superkardioidalnego jest większa od strony frontu mikrofonu, aniżeli mikrofonu kardioidalnego. Dodatkowo widać, że mikrofon superkardioidalny słyszy też z tyłu, czego nie było w kardioidzie. Dla przykładowego mikrofonu ME 66 kierunkowość dla częstotliwości do 2000 Hz od frontu (do kąta 90º) można powiedzieć jest taka sama. Przy kącie 60º kierunkowość super-kardioidy względem kardioidy jest niemal taka sama. Inaczej dla poszczególnych częstotliwości do 2000 Hz przebiega charakterystyka kierunkowa dla dźwięków dobiegających od tyłu (kąty od 90º do 180º). Mikrofon zwiększa swoją kierunkowość dopiero dla wyższych częstotliwości, lecz pojawiają się „listki” boczne. Proszę prześledzić bieg wykresu dla poszczególnych wyższych częstotliwości (4000, 8000, 16000 Hz). Niestety fizyka robi swoje i nie da się zrobić mikrofonu, który by słyszał wszystko idealnie tylko z jednego kierunku – nie ma tak dobrze jak z „obrazkiem”, kiedy założymy obiektyw 200 bądź 300 mm na kamerę 😉

Co ciekawe, kiedy zwiększamy kierunkowość mikrofonu od przodu, to z tyłu mikrofon zaczyna też więcej słyszeć. Porównajcie wykres ME 66 oraz ME67:

me67

Superkardioida Sennheiser ME 67

Dla częstotliwości do 1000Hz, kierunkowość dla kąta do 90º prawie nie uległa zmianie. Od 2000 Hz w górę kierunkowość dla przodu się zwiększyła dość wyraźnie. Ale pomimo wzrostu kierunkowości od przodu dla wyższych częstotliwości, tak dla niższych częstotliwości od tyłu mikrofon zaczął więcej słyszeć. Dla 125 Hz „słyszalność” od tyłu (180º) jest nie wiele gorsza niż bazowa od przodu (spadek skuteczności mniejszy niż 10dB).

Charakterystyka ósemkowa (figure-of-eight)

Ostatnią charakterystyką kierunkową jest charakterystyka ósemkowa (figure-of-eight). Mikrofon słyszy tak samo od przodu jak i z tyłu. Charakterystyka kierunkowa dla poszczególnych częstotliwości jest bardzo zbliżona. Poniżej wykres kierunkowości dla mikrofonu Sennheiser MKH 30:

mkh30

Patrząc na wykres nie mamy wątpliwości dlaczego kierunkowość nazwana jest od kształtu arabskiej cyfry osiem ;). Mikrofon na tle innych charakterystyk jest wyjątkowo „głuchy” na dźwięki padające z boku (90º). Do czego taki mikrofon miałby służyć? Ma dość spore zastosowanie, głównie przy nagrywaniu dźwięków w stereo (atmosfery, efekty itp.), ale też czasem można zastosować taki mikrofon przy nagraniu dialogu sceny dwójkowej, o ile scenografia pozwoli nam go odpowiednio ukryć 😉

Rozróżnianie charakterystyk kierunkowych mikrofonów oraz umiejętność zinterpretowania wykresu kierunkowości przydaje się bardzo w momencie, kiedy stoimy przed zakupem mikrofonu. Zaznajomienie się z danymi pozwoli nam bardziej świadomie dobrać mikrofon do tego co konkretnie planujemy nagrywać. Pod warunkiem, że producent poda je bardzo szczegółowo. Oczywiście najczęściej ciężko będzie poprzestać na jednym mikrofonie, bo jak już wspomniałem, nie ma idealnego mikrofonu do wszystkich zadań.

Zdjęcie profilowe Artur Zielonka

Kim jest redaktor? Artur Zielonka

Dźwiękowiec freelancer, zajmujący się dźwiękiem w różnych produkcjach. Z racji wielkiej pasji do tej materii, zawsze walczy o jak najwyższą jakość dźwięku, nie zważając czy pracuje przy małych projektach czy przy tych, trafiających do TV. www.dzwiekowiec.pl