Ambisonický mikrofon prvního řádu.
4. 3. 2020
Pokud nevíte, co je ambisonický mikrofon, přečtěte si následující řádky, které předcházejí vlastní recenzi na RODE NT-SF1. Poznáte technické základy zvuku pro virtuální realitu, a zda je možné nebo dokonce výhodné používat ambisonický mikrofon nejen pro virtuální realitu.
Od mona po ambisonic
Při natáčení videa je zpravidla potřeba maximálně se soustředit na první plán natáčené akce. To znamená, že pomocí směrových a klopových mikrofonů zaznamenáváme zvuk co nejvíc oproštěný o okolní ruchy prostředí. Zkrátka jde o to, abychom v natočeném zvuku měli to, co vidí divák v obraze - mluvící postavy, zvuk projíždějícího auta a podobně. Takto natočené scény mohou být poněkud zvukově prázdné. Proto se při postprodukci zvuk doplňuje o další zvukové složky. Vesměs se tedy zvuk v audiovizuálních dílech tvoří ze čtyř základních složek. Z kontaktního zvuku, přidaných ruchů, přidaných atmosfér a hudby. Přimíchávané ruchy a atmosféry je možné najít buď v archivu, nebo si je natočit.
Způsob natáčení ruchů a atmosfér se zpravidla podřizuje účelu, ke kterému má být zvuk použit. Z hlediska počtu kanálů lze takto natočený materiál rozdělit na mono (jeden mikrofon), stereo (dvojice mikrofonů XY, AB nebo MS), a různé surroundové formáty (čtyři mikrofony pro quadro, pět a více mikrofonů pro Dolbu Digital apod.). Všechny tyto systémy s rostoucím počtem mikrofonů jsou schopny posluchači dát přesnější přehled o zvukovém prostoru v horizontální poslechové rovině. Zcela tak pomíjejí vertikální poslechovou rovinu. To se mění s příchodem DOLBY ATMOS, kde divák získává přehled o zvuku i ve vertikále (nad posluchačem). Avšak poslech se nemění v závislosti na směru pohledu. Jde tedy o tzv. frontální projekci zvuku, kdy ozvučená scéna (plátno v kině, TV apod.) pro nás znamená „vpředu“.
Základy zvuku ve virtuální realitě
Ve virtuální realitě však jsou kladeny na projekci obrazu i zvuku zcela jiné požadavky. Divák sám rozhoduje, na co se dívá a tím je určeno, co znamená „vpředu“. Zvuk v reálném světě přichází z různých směrů ve sféře 360°. Ovšem ve virtuální realitě je to reprodukováno pouze pomocí sluchátek - dvojice reproduktorů spojených s levým a pravým uchem. Teprve pohybem hlavy vzniká efekt, známý z reality. Otočením hlavy směrem ke zdroji zvuku, musí být tento zvuk jasnější a hlasitější. Prostě, když se divák otočí například směrem k mluvící postavě, musí mít pocit, že ji odtud také slyší a naopak odvrácení hlavy od zdroje zvuku musí mít efekt opačný. Tomu odpovídají požadavky na záznam zvuku pro virtuální realitu. Je zaznamenán v jakémsi souřadnicovém systému, který se pro reprodukci dekóduje pomocí matrice závislé na poloze hlavy posluchače.
Standardem pro záznam VR zvuku 1. řádu je tzv. B-formát. Jde o čtyři zvukové stopy s informacemi o akustickém tlaku a osách X, Y a Z. RODE NT-SF1 pracuje se čtyřmi ledvinovými kapslemi, které jsou nasměrovány tak aby zachytily rovnoměrně celý zvukový prostor. Prostý záznam těchto mikrofonů, nazývající se A-formát, se do B-formátu musí pomocí matice převést. To se děje buď v postprodukci, nebo přímo v rekordéru. V rekordérech (např. ZOOM F8, Soundevices MixPRE-6 II) je možné rovnou vybrat, v jakém formátu bude zaznamenaný zvukový soubor. Zda v nativním A-formátu nebo B-formátu, který je vhodnější při dalším zpracování v DAW. RODE pro převod do B-formátu a dalších statických frontálních formátů přidává k mikrofonu software „Soundfield by Rode“.
Proč mít ambisonický mikrofon?
Já i mí kolegové jsem dříve pracoval na projektech, pro které stačilo atmosféry natočit ve stereu. Používala se většinou dvojice mikrofonů a nějaký „profi“ rekordér. Když se rozšířil záznam na kartová paměťová média (CF, SD…) a objevily se rekordéry s vestavěným párem XY mikrofonů, rychle jsem si je oblíbil. Kvalita zvuku byla většinou dostatečná a díky jejich kompaktnosti bylo velmi snadné si je přibalit do kufru „na plac“. Problém nastával, když bylo potřeba zaznamenat něco ve „vícekanálu“ (třeba pro film do kina). Tady se vracela ke slovu kombinace vícekanálových rekordérů a několika mikrofonů pro přední a zadní polorovinu. Ale pak přišel požadavek vytvořit zvuk pro virtuální realitu. I virtuální realita je audiovizuální dílo a tak se natočený zvuk musel doplnit o hudbu, ruchy a atmosféry. Práce s ruchy a hudbou byla jasná – stačilo je v souřadnicovém systému DAW umístit někam do prostoru, ale atmosféry? Je sice možné vytvořit zvukovou atmosféru v DAW, ale popsat zvukový prostor zvuk po zvuku je velice pracné a také nedokonalé. Musíte ve vektorovém systému každý zvuk někam umístit a v tom je právě zakopaný pes. Namodelujete tak 5-10 zdrojů zvuku, abyste získali jakousi představu o prostoru. Ale v reálném světě zvuky prostředí přichází z nekonečných variací směrů a vzdáleností. Proto je výhodné zvukovou atmosféru pro VR natočit pomocí ambisonického mikrofonu.
Mikrofon NT-SF1 je vlastně kombinace čtyř ledvinových kondenzátorových kapslí. První, co mě na něm zaujalo, bylo jeho zpracování. Je to docela těžký kovový přístroj o hmotnosti 286 g. Jako elektroakustické měniče jsou použity ledvinové kondenzátorové kapsle TF-45C. Tyto kapsle jsou poněkud „žíznivější“. Jsou napájeny standardním fantomovým napájením +48 V, avšak spotřebují každá 6,2 mA. Celý mikrofon tedy spotřebuje pro svou funkčnost kolem 1,19 W elektrického příkonu, což může být u rekordérů napájených pouze z tužkových baterií problém. Mají však velmi vyrovnanou frekvenční charakteristiku ±3 dB v pásmu 30 Hz až 20 kHz, resp. ±4 dB v pásmu 20 Hz až 20 kHz. Jsou velmi citlivé (30 mV @ 94 dB SPL, 1 kHz) s velmi nízkým vlastním šumem. Sám jsem byl překvapen, jak pěkně mikrofon zaznamená velmi tiché zvuky. Naopak nemá rád příliš hlasitý zvuk, jeho maximální SPL je 129 dB. V těchto případech bývá dobré na mikrofonu nastavit tzv. útlum nebo alespoň ořez nízkých frekvencí. Na NT-SF1 však přepínač útlumu ani přepínatelná horní propust není. Je to škoda, protože právě v „basech“ bývá ukryto nejvíce energie. Krátce řečeno bych s tímto mikrofonem zblízka start proudového letadla netočil, ale s úspěchem jsem ho použil na hlasitý koncert, průjezd vlaku a troubící auto ze 2 metrů.
Co naleznete v krabici?
RODE není značka, která se musí podbízet cenou. Kvalita jejich výrobků v žádném směru nezaostává za konkurencí, ale široké portfolio jejich výrobků jí dává možnost přidat k balení důležité příslušenství. V případě NT-SF1 dostanete kromě mikrofonu kvalitní odpružený držák, kulatý zeppelin a protivětrnou kožešinu. Mikrofon se k rekordéru připojuje pomocí 3 m dlouhého mnoha žilového kabelu, zakončeného na straně mikrofonu 10 pin XLR, a na straně rekordéru čtyřmi třípinovými XLR konektory. Mikrofonní držák používá k odpružení gumovou klec, jehož součástí bohužel není žádný „connbox“. Do mikrofonu se totiž kromě přenosu parazitních zvuků přes držák dostane nejvíc nechtěné „špíny“ právě kabelem. Uchycení mnohožilového tlustého kabelu do úzkého zobáčku držáku nepovažuji z hlediska trvanlivosti kabelu za šťastné řešení. Krabice, ve které je vše pečlivě zabaleno, není vhodná pro běžnou práci a pro přepravu „na plac“ je příliš rozměrná. Nevyhnete se tedy koupi nějakého elegantního kufříku.
Nejprve se musíte rozhodnout, jak mikrofon umístíte – kde bude vpředu, vzadu nahoře a dole. Pro snazší orientaci je na těle mikrofonu značka „vpředu“. Podle polohy mikrofonu nastavíte váš rekordér (např. v ZOOM F8 zvolíte v položce menu „Ambisonics“ nastavení „Upright“, Upside Down“ nebo „Front Endfire“). Propojíte mikrofon s kabelem a zapojíte čtyři XLR konektory do rekordéru. Konektory jsou barevně rozlišené a popsané - LF1 (left-front), RF2 (right-front), LB3 (left-back), RB4 (right-back). Ve standardním pořadí se analogicky zapojí do vstupů 1-4 do rekordéru (např. na ZOOM F8 jsou pojmenované obdobně – FLU (front-left-up), FRD (front-right-down), BLD (back-left-down), BRU (back-right-up).
Podle potřeby se mikrofon nasadí do odpruženého držáku a uzavře do kulového zeppelinu. Při silnějším větru je nutné navléct na zeppelin umělou kožešinu. Odpružený držák dobře potlačuje malé rázy a chvění, přestože ledvinové mikrofonní kapsle jsou z principu na otřesy velmi citlivé. Hlasitější zvuky (průjezdy aut, hudba atd.) je možné točit „z ruky“ a držák mikrofonu mít jen tak v ruce nebo na BOOMu. Pro natáčení tichých atmosfér nebo akustické hudby je lepší mikrofon umístit na stativ.
Dodaný zeppelin s umělou kožešinou funguje i za středně silného větru a účinně potlačuje parazitní hluboké frekvence. Poryvy silného větru mu však vzhledem k ledvinové charakteristice i velikosti membrán dobře nedělají.
Mikrofon zaznamenává zvuk se slušně vyrovnanou frekvenční charakteristikou. Mírně potlačuje spodní frekvence asi do 200 Hz, pak je prakticky rovná a kolem 1,6 kHz se charakteristika lehce zvedá. Vrchol je někde u 12 kHz a pak zvolna klesá. Subjektivně to znamená, že zvuk natočený tímto mikrofonem se jeví malinko „hezčí“ než ve skutečnosti. Výšky jsou jiskřivé a basy příjemně teplé. To oceníte především při natáčení akustické hudby nebo např. atmosfér přírody. Tato mírná „nabroušenost“ zvuku pomáhá také lokalizaci jednotlivých zvuků v prostoru. Použijete-li VR headset se sluchátky, můžete v natočeném materiálu krásně najít jednotlivé zvukové zdroje. Ale i při převodu (downmixu) zvuku pomocí softwaru do statických formátů zůstane tato lokalizovatelnost zachována.
Software dodávaný k mikrofonu je ke stažení na webu RODE. Jde o plug-in „Soundfield by Rode“ a je jak pro Windows, tak pro macOS. Podporuje formát AAX a VST, takže jej mohou používat jak uživatelé Pro Tools, tak programů využívajících zásuvné moduly VST. Zásadní však je, aby DAW podporoval vícekanálové formáty zvuku. To například z DAW Pro Tools umí vícekanál jen nejvyšší řada – Pro Tools Ultimate.
Je to graficky přívětivý plug-in, umožňující na vstupu vybrat, zda je záznam pořízen v A-formátu nebo B-formátu (FuMA nebo AmbiX). Na výstupu je možné vybrat B-formát nebo standardní statické formáty od mono, stereo, přes běžné Surround formáty (5.1). Zvládá však i formáty, kde je rozeznávána vertikální poslechová rovina (DOLBY ATMOS 7.1.2). Dokonce je možné v plug-inu pozměnit rozložení reproduktorů. Při přehrávání je zvuk v plug-inu vizualizován, což může sloužit jako vodítko pro nastavení poslechových rovin při dekódování zvuku (a jsou hned vidět chyby v orientaci mikrofonu – záměna nahoře vs. dole apod.).
Plug-in má poměrně velkou latenci 960 samplů. To je více než u konkurence, avšak plug-in „Soundfield by Rode“ je plug-in univerzální v počtu výsledných formátů, což například plug-in „Sennheiser AMBEO“ není. Na druhou stranu omezuje velká latence použití plug-inu pro přímé natáčení do DAW.
Pro a proti
Ve chvíli, kdy jsem se rozhodoval jaký mikrofon pro VR koupit, bylo na trhu několik renomovaných značek ve velkém cenovém rozpětí. Potřeboval jsem, aby byl mikrofon použitelný nejen na virtuální realitu, ale i pro natáčení atmosfér pro surroundové systémy. RODE NT-SF1 moje požadavky splnil svou robustností a kvalitou snímaného zvuku a navíc mě zaujal kompletním příslušenstvím. S mikrofonem dostanete prakticky vše, co budete pro práci s ním potřebovat. Držák se zeppelinem a umělou kožešinou by samostatně stál nejméně dalších 4000 Kč. Převodní softwarový plug-in dělá přesně to, co od něj požaduji a na rozdíl od konkurence je zcela univerzální a umožňuje převádět zaznamenané soubory do mnoha zvukových formátů. Potěšila i kvalita zpracování a to jak mikrofonu samotného, tak dodaného příslušenství. První, co bych mikrofonu vytkl, je absence přepínatelné pásmové propusti a volitelného útlumu. Druhá věc, která mi vadí, je absence „connboxu“ a způsob, jakým se uchycuje mnohažilový kabel do úzkého zobáčku na držáku mikrofonu. Někde se však šetřit muselo a většina zájemců o ambisonický mikrofon bude spokojena s tím, že se RODE podařilo udržet rozumnou cenu.
Výrobce: RØDE Microphones
Zapůjčil: Disk Multimedia s.r.o.
Vladimír Chrastil
