Směrovost mikrofonů (Kardioidní, Omni, Osmičková…)

Pro to, abyste věděli, který mikrofon použít pro nahrávání zvuku, je předně nutné znát jeho směrovost: kardioidní, omni, osmičková nebo jiná…

Směrovost je vnitřní vlastnost mikrofonů, která má zásadní vliv na to, jak je zvuk zachycován — a tedy na potenciální kvalitu nahrávek.

Například Neumann TLM 103 je kardioidní, zatímco Warm Audio WA44 je typu “osmička”.

Pokud vám tyto pojmy nejsou jasné, žádný problém, protože v tomto článku se naučíte jasně:

  • co přesně směrovost je;
  • a jak vybrat správnou směrovost, když kupujete nebo vybíráte mikrofon pro nahrávání zvuku.

Definice: co je to směrovost?

Směrovost je citlivost mikrofonu v závislosti na směru, odkud zvuk přichází.

Občas se mluví o směrové citlivosti.

Například některé mikrofony budou velmi směrové, v tom smyslu, že budou nahrávat pouze to, co je před nimi.

Naopak jiné budou schopny zachytit okolní zvuk homogenně, bez ohledu na polohu zvukového zdroje vůči mikrofonu.

Jasným důsledkem je, že směrovost mikrofonu určuje, jakým způsobem ho lze použít.

Zobrazení směrovosti

Předtím, než se ponoříme do jádra tématu, navrhuji nejprve podívat se na způsob, jakým se směrovost zobrazuje, abychom lépe pochopili schémata, která budou následovat.

Používáme to, čemu říkáme polární diagramy, jako je tento:

Příklad polárního diagramu
Příklad polárního diagramu hypotetického mikrofonu

Toto zobrazení, velmi praktické, je založeno na jednoduchém konceptu: je třeba si představit, že uprostřed je mikrofon, který studujeme.

Kruhy představují akustický prostor, který ho obklopuje, v rozsahu 360 stupňů:

  • 0° = před mikrofonem
  • 180° = za mikrofonem

Kromě toho je každému kruhu přiřazena hodnota útlumu signálu vyjádřená v decibelech (dB).

Na tomto diagramu se nakonec nachází křivka (zde oranžová), která charakterizuje citlivost mikrofonu v závislosti na úhlu mezi zvukovým zdrojem a přední částí zařízení. To tedy představuje směrovost.

Na polárním diagramu mikrofonu uvedeném výše můžeme například vidět, že mikrofon je citlivější vpředu než vzadu.

Naopak je velmi málo citlivý na stranách.

Stručně řečeno, nyní, když víte, co tyto polární diagramy znamenají, můžeme se pustit do jádra tématu a analyzovat všechny existující směrovosti.

Ale předtím, pokud chcete mít celkový přehled o hlavních existujících směrovostech, klikněte na obrázek níže pro stažení ve formátu PDF, abyste si ho mohli mít po ruce a/nebo vytisknout.

Směrovost mikrofonů - Shrnutí

Omnidirekční mikrofony

Omnidirekční mikrofony (často nazývané “omnis”) fungují jako tlakové snímače, což znamená, že nahrávají zvuk s identickou směrovou citlivostí ve všech směrech, bez ohledu na polohu zvukového zdroje vůči mikrofonu.

Směrovost omnidirekčního mikrofonu
Polární diagram omnidirekčního mikrofonu

Výhody omnidirekčních mikrofonů

Díky své konstrukci tyto mikrofony nabízejí několik výhod:

  • Ne podléhají efektu blízkosti (viz na konci článku pro podrobné vysvětlení), což znamená, že zvuk se nestává přehnaně hlubokým, když je zvukový zdroj velmi blízko mikrofonu.
  • Jsou méně citlivé na plosivy (explozivní zvuky produkované písmeny “b” a “p”), na rozdíl od směrových mikrofonů.
  • Jejich frekvenční odezva je často přirozenější, protože nezabarvují zvuk v závislosti na úhlu dopadu.

Nevýhody a omezení

Nicméně, omnidirekční směrovost přináší několik omezení:

  • Jsou velmi citlivé na akustiku místnosti, což může být problém v akusticky neupraveném prostředí.
  • Zachycují všechny okolní zvuky, což ztěžuje izolaci konkrétního zvukového zdroje, jako je nástroj v rámci skupiny.
  • Jsou více náchylné k feedbacku, když jsou používány s odposlechovými reproduktory na scéně.

Obvyklé použití omnidirekčních mikrofonů

Omnidirekční mikrofony jsou nejčastěji lavaliéry. Jejich směrovost jim umožňuje zachytit zvuk rovnoměrně, bez ohledu na orientaci mikrofonu na oděvu.

Ve studiu jsou však, i když jsou tyto mikrofony méně rozšířené než směrové modely, pravidelně používány:

  • Baterie overhead, pro zachycení přirozeného a vyváženého zvukového obrazu celého setu.
  • Záznam akustických nástrojů, jako je akustická kytara, housle nebo piano, kde je neutralita záznamu výhodou.
  • Záznam ambientních zvuků, zejména při immersivním záznamu nebo při zachycování sborů.

Stručně řečeno, existuje mnoho možných aplikací, ale jak bylo uvedeno výše, je důležité nahrávat v místnosti s dobrou akustikou.

To je také důvod, proč jsou omnidirekční mikrofony o něco méně používané v domácích studiích, protože ne vždy máme možnost skutečně kontrolovat akustiku svého prostoru.

Příklad omnidirekčního mikrofonu

Microphones Omni Neumann KM183

Abychom vám dali příklad, pro studio použití je Neumann KM 183 vynikající volba.

Tento omnidirekční kondenzátorový mikrofon je ideální pro baterie overhead, záznam piana nebo zachycení ambientních zvuků díky svému nízkému šumu a pozoruhodné přesnosti.

Kardioidní mikrofony

Co je to kardioidní mikrofon?

No, je to mikrofon, který má polární diagram ve tvaru srdce, odkud pochází jejich název.

Directivité de Microphone Cardioïde
Polární diagram kardioidního mikrofonu

Proto jsou kardioidní mikrofony pravděpodobně nejčastěji používané ve studiu a domácím studiu, s jejich podrobnějšími variantami o něco níže.

To je dáno tím, že jsou citlivé pouze na zvuky přicházející zepředu, což pomáhá omezit rušivé zvuky a nežádoucí ozvěny v místnosti.

Někdy se mluví o mikrofonu “unidirectionnel”, aby se zdůraznilo, že mikrofon je především citlivý v určitém směru.

Výhody kardioidních mikrofonů

Ale proč si tedy vybrat kardioidní mikrofon?

No, tady jsou hlavní důvody:

  • Izolace nežádoucích zvuků : Na rozdíl od omnidirekčního mikrofonu, kardioidní mikrofon nezachytává zvuky přicházející ze zadní strany, což umožňuje minimalizovat okolní hluk a zpětnou vazbu.
  • Univerzální použití : Ať už pro nahrávání hlasu, kytarového zesilovače nebo perkusí, kardioidní mikrofon je skvělou volbou.

Nevýhody kardioidních mikrofonů

  • Barvení mimo osu : Pokud se zvukový zdroj pohybuje do strany, frekvenční odezva se může změnit, což může vést zejména ke ztrátě jasnosti. To je bod, na který je třeba dávat pozor pro zpěváky, kteří se ve studiu nebo na scéně hodně pohybují.
  • Přesto citlivost na boční zvuky : Někdy se může zdát, že kardioidní mikrofony zachycují pouze zvuk přicházející “zepředu”. Jak však vidíme na výše uvedeném polárním diagramu, to není úplně pravda: také zachycují trochu zvuku přicházejícího z boků. Je dobré mít to na paměti při umisťování absorbčních panelů během nahrávání zvuku.

Technologie kardioidních mikrofonů

Mohlo by se zdát, že tvar kardioidů je spojen s technologií nezávislou na ostatních směrovostech.

Ve skutečnosti se často jedná o kombinaci směrovostí “omni” a “figure of 8”.

Na mikrofonech “figure of 8” je elektrická polarita záznamů na zadní straně zařízení negativní, zatímco u omnidirekčních mikrofonů je vždy pozitivní.

Pokud tyto dva vzory spojíme pomocí vhodného elektronického obvodu, je tedy možné generovat kardioidní vzor.

Kdy používat kardioidní mikrofony?

Bez překvapení se kardioidní mikrofony používají především, když chceme nahrávat směrový zvukový zdroj:

  • pro nahrávání hlasu ve studiu nebo na scéně;
  • pro snímání kytarových zesilovačů;
  • pro zachycení prvků bicího setu (snare, tomy…)
  • pro nahrávání akustických nástrojů (jako je kytara)
  • atd.

Je to tedy typ mikrofonů, který se nejčastěji používá ve studiu a domácím studiu.

Příklad kardioidního mikrofonu

Existuje desítky a desítky kardioidních mikrofonů, takže je těžké vybrat jen jeden…

Ale přesto, abych vám dal běžný příklad: ať už naživo nebo ve studiu, velmi často se setkáváme s Shure SM57, který je na fotografii výše. Je to jeden z nejpoužívanějších kardioidních mikrofonů pro nahrávání snare nebo kytarových zesilovačů, protože efektivně izoluje hlavní zvukový zdroj a minimalizuje okolní hluky.

Ale pro další návrhy kardioidních mikrofonů se neváhejte podívat například na moji výběr nejlepších statických mikrofonů.

Takže, mikrofon s kardioidní charakteristikou nebo omnidirekční?

Dobře, myslím, že s prvky, které již byly uvedeny v článku, máte jasnou představu o tom, kdy použít kardioidní mikrofon spíše než mikrofon omni, ale pojďme si to říct jasně.

Většinou v kontextu domácího studia doporučuji používat kardioidní mikrofony.

Jednoduše proto, že domácí studia často nemají dokonalou akustiku.

Na druhou stranu, pokud nahráváte na místě s dobrou akustikou a chcete využít přirozenějšího zvuku omnidirekčních mikrofonů a/nebo absence efektu blízkosti — pak dává smysl použít mikrofony omni.

Zvláště pokud vaše nahrávka má za cíl zachytit atmosféru (sbory, místnost atd…).

Superkardioidní a hyperkardioidní mikrofony

Superkardioidní a hyperkardioidní mikrofony jsou jednoduše variantami kardioidní směrovosti.

Charakterizují se tím, že mají omezenější citlivost vpřed v úhlu, ale na oplátku mají větší citlivost vzadu, jak můžete vidět na níže uvedených polárních diagramech.

Směrovosti superkardioidních a hyperkardioidních mikrofonů
Superkardioidní směrovost (vlevo) a hyperkardioidní (vpravo)

Vlastnosti superkardioidních a hyperkardioidních mikrofonů

Obecně se oba podobají kardioidním mikrofonům, o kterých jsme již mluvili.

To znamená, že v případě superkardioidních mikrofonů máme:

  • užší směrovost vpředu než u klasického kardioidu, s menším úhlem snímání (v průměru 115°);
  • významnou citlivost vzadu mikrofonu.

Na druhou stranu, v případě hyperkardioidních mikrofonů máme:

  • ještě užší směrovost, s úhlem snímání kolem 105°.
  • velmi dobrou izolaci od okolního hluku a vysokou odolnost vůči zpětné vazbě.
  • ale přesto výraznější citlivost vzadu než u superkardioidu.

Jinými slovy, čím užší je směrovost, tím více mikrofon izoluje hlavní zvukový zdroj, ale tím více se stává náročným na umístění a techniku použití.

Výhody superkardioidních a hyperkardioidních mikrofonů

  • Nejlepší potlačení nežádoucích zvuků: Tyto mikrofony jsou ideální pro nahrávání ve studiu nebo na scéně, zejména pro izolaci hlasu nebo nástroje v hlučném prostředí.
  • Kontrola zvuku na scéně: Zachycením užšího zvukového pole snižují riziko zpětného zvuku (zvuk jiných nástrojů vstupujících do mikrofonu) a omezují jevy zpětné vazby.

Nevýhody superkardioidních a hyperkardioidních mikrofonů

  • Přesnější umístění: Hyperkardioidní mikrofon je velmi náročný na polohování. Zpěvák, který se příliš vzdálí od osy, ztratí na jasnosti a přítomnosti.
  • Citlivost vzadu k řízení: Na rozdíl od kardioidních mikrofonů, které potlačují zvuky přímo za nimi, superkardioidní a hyperkardioidní mikrofony mírně zachycují zvuky vzadu. Je tedy třeba se vyhnout umístění nežádoucího zvukového zdroje, jako je špatně umístěný návrat na scéně.

Tip: Pokud používáte superkardioidní mikrofon v domácím studiu, je stále možné snížit efekt místnosti za mikrofonem pomocí akustického ošetření nebo například akustického štítu pro mikrofon, jako je tento.

Kdy používat superkardioidní a hyperkardioidní mikrofony?

Samozřejmě, vzhledem k jejich směrovým specifikacím, jsou to mikrofony o něco složitější na použití než standardní kardioidní mikrofony.

Co se týče superkardioidních mikrofonů, mohou být použity k přesnějšímu zachycení zvukového zdroje v místnostech, kde je akustika místnosti nevhodná…

…ale také když chceme zachytit přesný zvuk, jako je zvuk bubnu, a přitom se vyhnout bleedování ostatních nástrojů, jako jsou činely.

Hypercardioidní mikrofony se také používají na bicí, ale také v některých dokumentárních filmech, samozřejmě za předpokladu, že zvukový zdroj není v pohybu.

Takže, kardioidní nebo superkardioidní mikrofon?

Pokud se dostaneme do kontextu nahrávání ve stylu studia / domácího studia, můj názor je, že je lepší nejprve pracovat s kardioidními mikrofony.

Ve skutečnosti, protože jsou mírně méně směrové, umožňují větší flexibilitu: je malá šance, že nahrávka bude průměrná, protože zpěvák trochu pohnul hlavou.

Takže, pokud se při čtení tohoto článku ptáte “Jaká je nejlepší směrovost mikrofonu pro nahrávání zpěvu?”, moje odpověď je jasná: kardioidní směrovost.

Na druhou stranu, pokud pracujete v složitém prostředí, kde je přesnost zvuku důležitá (myslím zejména na bicí nebo živé vystoupení), pak ano, může být dobré přejít na superkardioidní mikrofony.

Mikrofony “figure en 8” nebo “bidirectionální”

Směrovost mikrofonu "Figure en 8"

Typicky směrovost, kterou nacházíme v páskových mikrofonech.

Mikrofony “figure en 8”, na rozdíl od omnidirekčních, fungují jako tlakové gradientní senzory. To znamená, že měří rozdíl tlaku mezi přední a zadní stranou kapsle, spíše než samotný tlak.

Důsledek: jsou citlivé na zvukové zdroje umístěné před a za mikrofonem, zatímco zvuky přicházející ze stran se nacházejí v mrtvém úhlu. To je to, co vidíme na přiloženém polárním diagramu.

Je třeba poznamenat, že obvykle je polární diagram odpovídající stejný bez ohledu na frekvence, což není případ všech mikrofonů.

Výhody a nevýhody bidirectionálních mikrofonů

Mikrofony “figure en 8” jsou poněkud zvláštní mikrofony, které se nepoužívají příliš často.

Z hlediska výhod můžeme zmínit:

  • efektivní boční izolaci: Díky jejich úplnému potlačení zvuků přicházejících ze stran, mikrofony figure en 8 umožňují efektivně izolovat dva různé zdroje umístěné před a za mikrofonem.
  • výrazný efekt blízkosti: Stejně jako směrové mikrofony, bidirectionální mikrofony mají významný efekt blízkosti, což může být použito k obohacení zachycení hlasů nebo nástrojů s dodatečnou teplou.

Na druhou stranu přicházejí také s řadou nevýhod:

  • Větší citlivost na akustiku místnosti: Bidirectionální mikrofon zachytává stejně vpředu jako vzadu, což může být problém v hlučném nebo akusticky špatně ošetřeném prostředí.
  • Efekt blízkosti: I když tento efekt může být výhodou pro některé zdroje, může také zatížit zvuk a vyžadovat zpracování při mixování, aby se předešlo příliš “boomy” zachycení.
  • Méně vhodné pro živé vystoupení: Vzhledem k jejich vysoké citlivosti na zadní zvuky jsou náchylnější k feedbacku na koncertě, zejména pokud jsou návraty umístěny v ose jejich zachycení.
  • Křehkost (v některých případech): Některé mikrofony “figure en 8” jsou páskové mikrofony. Tyto mikrofony jsou poměrně křehké a rozhodně je nelze napájet 48 volty (phantom napájení), jinak je poškodíte.

Kdy používat mikrofony “figure en 8”?

Ve skutečnosti citlivost vpředu a vzadu těchto bidirectionálních mikrofonů je činí užitečnými pro zachycení zvuku místnosti, zatímco zůstávají minimálně směrové.

Existuje mnoho možných použití:

  • nahrávání dua zpěváků/zpěvaček, umístěním interpretů na každou stranu mikrofonu.
  • nahrávání sólového zpěváka/kytaristy, současným zachycením hlasu a nástroje bez přílišného bočního přenosu.
  • nahrávání kytarového zesilovače, zejména s páskovým mikrofonem pro zachycení jak přímého zvuku zesilovače, tak atmosféry místnosti.
  • techniky snímání Mid/Side (M/S), které umožňují velkou flexibilitu při stereo mixování.
  • orchestrální nebo klavírní snímání, kde může být bidirectionální mikrofon použit k nahrávání nástroje s jemným začleněním akustiky místnosti.

Příklad bidirekčního mikrofonu

Abychom vám dali příklad, WA-44 od Warm Audio, který je na výše uvedené fotografii, je právě mikrofon s páskovou konstrukcí… který má směrovost typu “figure en 8”.

Mikrofony s více směrovostmi

Mikrofon Multi-directivités AKG C414

Některé mikrofony jsou vybaveny pokročilou technologií, která umožňuje měnit směrovost podle potřeb nahrávání.

Místo toho, aby byly omezeny na jeden režim snímání, tyto mikrofony nabízejí cennou flexibilitu ve studiu a při profesionálním nahrávání zvuku.

Díky vestavěnému elektronickému obvodu nebo konstrukci využívající více interních kapslí mohou tyto mikrofony přepínat mezi různými směrovostmi, od omnidirekční (rovnoměrné snímání na 360°) po bidirekční (figure en 8), včetně různých mezilehlých režimů, jako je kardioidní, superkardioidní nebo hyperkardioidní.

Ikonickým příkladem tohoto typu mikrofonu je slavný AKG C414 (na vedlejší fotografii), který má integrovaný výběr směrovosti, který umožňuje vybrat z devíti režimů snímání.

Tato všestrannost z něj činí cenný nástroj ve studiu, který umožňuje nahrávání jak vokálů, tak snímání akustických nástrojů nebo ambientních zvuků.

To je typicky případ slavného C414 od AKG (na vedlejší fotografii), u kterého posuvník umístěný na mikrofonu umožňuje vybrat jednu z 9 dostupných směrovostí.

Slovo o efektu blízkosti

Efekt blízkosti je dobře známý jev, který primárně ovlivňuje mikrofony s kardioidní nebo 8-směrovou směrovostí.

Jednoduše řečeno: čím blíže je zvukový zdroj k těmto mikrofonům, tím výraznější budou basy.

Což může být žádoucí nebo ne.

Typicky to na zpěvu umožňuje dosáhnout teplejšího nebo intimnějšího zvuku, s více charakterem.

Tato technika se tedy pravidelně používá v rapu a pro vše, co je “spoken words”.

Typický příklad?

Leonard Cohen bez váhání! 🙂 :

Na závěr

Stručně řečeno, tři hlavní směrovosti jsou následující:

  • Kardioidní — nejčastěji používaná ve studiu a domácím studiu, odpovídá mikrofonům citlivým pouze na zvuky přicházející zepředu;
  • Omnidirekcionální — tyto mikrofony jsou citlivé na zvuk rovnoměrně ve 360°, bez ohledu na polohu zvukového zdroje;
  • Figurka 8 — mikrofon zachycuje zvuk přicházející zepředu a zezadu, ale není citlivý na boční zvukové zdroje.

A k tomu se přidávají mezilehlé směrovosti, jako superkardioidní a hyperkardioidní směrovosti.

Samozřejmě, každé směrovosti odpovídá určitý počet možných použití, i když v domácím studiu je kardioidní směrovost nejběžnější z důvodů zřejmých podmínek nahrávání.

Pokračujte ve čtení: Kompletní průvodce mikrofony do studia

(Poznámka: Obrázky polarizačních diagramů byly upraveny podle originálního díla Galak76 a jsou pod licencí CC BY-SA 3.0.)