赵保忠　冀翔

【摘 要】 利用立体声定位原理和效果器原理，结合立体声音乐节目后期制作的实践经验，对制作过程中产生的定位问题进 行分析并提出解决方案，也为前期录制工作提出建议。

【关键词】 立体声定位；后期制作；相位相关系数；强度差；时间差；声像；效果器

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.08.009

【Abstract】The author uses stereo positioning principle and effect principle， combined with the practical experience of stereo music program post production， analyze the positioning problems produced in the process and puts forward the solution， also put forward some suggestions for pre recording work.

【Key Words】stereo positioning； post production； phase correlation coefficient； intensity difference； time difference；

sound image； effect device

后期制作的基本任务，便是将各通道信号源有机合理地整合起来，通过添加效果器对其进行技术上的控制和艺术上的加工润色。立体声扬声器系统在回放过程中所能承载的信号的数量和大小是有限的，必须对信号源进行合理的能量分配，使各个素材在回放系统中占据合适位置，使每个信号发挥作用，被听音者感知。因此，根据信号源的特性以及音乐风格的要求进行横向、纵向和深度三个维度的定位，就成了工程师们最为关注的问题。

目前，立体声音乐节目后期制作手段很多，制作理念和手法也因人、因乐曲而存在很大的差异，但是不论差异如何巨大，工程师们始终要保证后期制作在技术指标和艺术处理上的科学性和可行性。笔者通过探讨立体声定位原理和效果器的使用对于定位的影响，指导解决制作过程中的诸多问题，为实际操作提供一些有意义的参考。

1 立体声系统的定位特点及影响立体声定位的因素

1.1 立体声系统纵向、横向及深度定位的特点

立体声系统①通过纵向、横向和深度定位，在一定程度上还原出现实世界中声响的空间特性 。

纵向定位是听音者极不容易察觉到的定位方向，但在一定的听音条件下是可以被感知的。纵向定位感主要来源于两方面：一是声音的低频传播路径较高频更贴近地面；二是人体不同器官对于不同频率声音的选择性接收，通常40 Hz的声音更容易被小腹接收，800 Hz的声音更容易被胸部接收，1 000 Hz的声音更容易被颈部接收，5 000 Hz的声音更容易被额头接收，10 000 Hz的声音更容易被头顶接收[1]……通常会觉得三角铁、镲片等高频丰富的乐器往往比贝司、底鼓的声音在空间感上更高，正是因为这个原因。

横向定位是立体声系统最为直观，也是最为重要的定位特点。用视觉化的观点来看，横向定位就是声音在两个扬声器之间从左到右的分布。横向定位有两种方式：时间差定位和强度差定位。时间差定位机理是相同信号在回放系统两声道之间存在时间差，定位偏向声音出现较早的声道。强度差定位机理是相同信号在回放系统中存在强度差，定位偏向电平较大的声道。

深度定位具有一定的范围，听音者可以感觉到声音后退到扬声器平面的后方，也可以感觉到声音跑到扬声器平面前方。就实践经验而言，扬声器体积越大，这种从前到后的感觉就越明显[2]。

任何一个维度上的定位都可能和其他维度的定位发生关系，效果器的使用也可对几个维度同时产生影响。笔者分别对这些因素进行讨论，以期把握好立体声系统三个维度上的定位，有助于在后期制作过程中更加合理地分配信号，使得在技术和艺术上都能够达到令人满意的效果。

1.2 影响立体声定位的因素

根据上述描述可以知道，影响立体声纵向定位的因素主要是声音频谱的能量分布，对高频段和低频段的大幅提升或衰减会显著地影响信号的纵向定位；影響横向定位的因素有获得信号的拾音方式、声像电位器，以及延时器、混响器等时间效果器的使用；影响深度定位的因素主要有信号的电平大小以及压缩、均衡、混响和延时等时间效果器的使用等。

上述影响因素对于不同类型的信号源的影响是不同的，因此，需要在了解不同信号源种类的前提下掌握监测立体声节目定位的方法。

1.2.1 后期制作中常见的信号种类

在当今后期制作工艺中，工程师们通常会使用单声道、立体声两类声音素材。得到这些声音素材的方式多种多样，影响它们定位的因素各有异同，下面对这些声音素材进行介绍。

单声道信号（在数字音频工作站中称为Mono信号），是指通过单点拾音方式或者音序器方式得到的独立信号。在后期制作中，它被分配到立体声系统的两个声道中。

立体声信号（在数字音频工作站中称为Stereo信号），是指通过立体声拾音方式或者音序器方式得到的信号，这种信号由两个具有某种相关性的单声道信号组成。常见的立体声信号有以下几种。

1）通过立体声拾音方式获得的信号

用立体声方式拾取单乐器，其优势在于能够获得更多的空间和环境信息，让单乐器不仅仅是一个点，而是一个面。几乎所有古典音乐录音师在录制独奏曲目时都会使用这种录音方式。不仅如此，在一些流行音乐的分期录音过程中，一些重要的乐器也往往使用立体声拾音方式。

2）单声道信号经时间效果器处理后得到的立体声信号endprint

在立体声音乐节目的后期制作过程中，工程师常常引入时间效果器，用来赋予单声道信号空间感或达到某些特殊的效果，这种经处理的信号也被视为一种立体声信号。常见的时间效果器有延时器和混响器，常见的使用方式如下。

（1）通过辅助输出激励立体声时间效果器

通过这种方式获得的立体声信号称之为“假立体声”，它通过单声道信号馈送的信息，产生类似环境声的信号，赋予单声道信号空间感。这种空间感可以改变素材的深度定位，将信号推向立体声系统的后方。

（2）通过插入（Insert）方式加入时间效果器

通过这种方式加载效果器时，音频工作站往往会自动将单声道音轨转化为立体声音轨，从而将单声道信号转化为立体声信号。在此种工作模式下，录音师能够通过干湿比（Dry/Wet）来调整信号的空间感和深度定位。需要注意的是，对于部分混响器（如Waves IR）来说，应注意将直达声部分（Direct Sound）关闭以避免干信号和效果器的直达声信号发生相位干涉。

需要说明的是，上述两种方式既可以配合时间效果器来使用，也可以配合一些特殊效果器使用，如镶边和调制等。

1.2.2 立体声相位相关系数

在实际工作中，节目在定位上产生的问题在立体声回放系统中只有一部分能够被人耳察觉，工程师们单凭听觉无法检测到节目在其他场合播放时可能产生的问题。相位相关表所引入的相位相关系数是检测立体声效果的重要指标，下面对其进行介绍。

立体声系统的相位相关性，是指左右两声道信号的相位关系，常用左右声道信号的相位差②来表示。当两个相同的正弦波信号的相位差为0°和360°时，表现为输出正向叠加，为原来振幅的一倍；当两个信号的相位差为180°时，信号完全抵消。

在实际工作中，音频信号的频谱结构是十分复杂的，除了0°、360°和180°三个特殊相角之外，还表现为部分频率的加强和部分频率的抵消，只能通过相位相关表指示的相位相关系数来对立体声节目的相位相关性进行监测。下面介绍几种常见的相位相关表，如图1、图2、图3所示。

相位相关表通常由三部分组成：输出电平表、示波器和频谱分析仪，不同的相关表的功能会略有差别。相位相关表通常用于监测立体声总线的输出情况，可以从中得到如下信息：

（1）左右声道输出电平的大小；

（2）信号在立体声声场中的定位情况；

（3）单声道信号的电平大小；

（4）立体声信号在声场中的体积大小；

（5）左右声道相位相关情况和大致的反相程度。

相位相关系数越趋近+1，说明左右声道的相关性越高，单声道兼容度③就越好；如果相位相关系数越趋近-1，说明左右声道的反相信息越多，单声道兼容度就越差；当相位相关系数为0时，左右声道信号不相关。对于比较理想的立体声节目而言，其相位相关系数应该在+0.5?+0.7之间。

2 信号动态范围和声像电位器同时作用产生的定位问题

2.1 立体声强度差定位原理和声像电位器工作原理

当两个扬声器间的声音信号不存在时间差，只存在强度差时，声像会产生偏移，强度差用表示。当0时，声像定位在两扬声器连线的中心。随着的增加，声像向强度高的那一只扬声器方向偏移，在实践中，一般采用18 dB作为满足声像定位在扬声器一侧的强度差值[3]。

声像电位器是利用强度差定位原理来进行横向定位的工具。它将信号以不同的电平分配到左右声道，产生强度差，进而产生定位。在实际工作中需要注意，声像电位器的两个特点：一个是它在极左和极右状态下，信号只存在于一个扬声器；另一个特点是声像电位器对信号有补偿作用，无论它处于什么位置，总能使左右声道能量总和保持不变，如图4所示，即

声像电位器的功率以三角函数曲线分配，而不是线性的。虽然各大厂商出品的软硬件调音台的声像电位器各不相同，但总的来说，按照声像定位百分数（Pan Slider）和旋钮（Pan Pot）的设计是主流思路。几种计算机音频工作站中常见的声像电位器如图5所示。

2.2 单声道信号源在实际工作中所产生的定位偏移现象及处理

单声道信号源通过声像电位器在立体声系统中产生定位，其实是不准确的。当声像电位器摆放在左50%时，调音台或工作站是根据一个基准电平值范围对左右声道进行功率分配。因為声像电位器的电平分配并非线性，所以，当输入信号电平发生改变时，左右声道的强度差也会发生改变。如果输入信号的动态范围很大，且电平变化十分频繁，那么左右声道信号的强度差也会频繁变化，进而导致信号在立体声系统中的位置发生变化。

以1 000 Hz正弦波为输入信号，观察发现因输入信号电平值的改变而引起的声像定位的偏移，输入电平为-12 dB时，左右声道强度差为6.5 dB，信号定位在左50%（见图6）；输入电平为-26 dB时，左右声道强度差为7 dB，信号定位在左58%（见图7）。

由此可见，当输入信号的电平差达到13 dB时，信号在强度差定位的作用下偏离近十个百分点；当减小或增大输入电平时，定位偏移将变得更加严重。

上述定位偏移的现象，对于立体声音乐的后期制作所产生的影响具有两面性。当某个信号的电平起伏很大，而编曲中的信号素材又相当丰富时，这种偏移可以被认为是有害的，会导致信号的相互遮蔽；但更多的情况下，少量的定位偏移不容易被察觉，而且在编曲并不复杂，声部不是很多的情况下，少量的定位偏移甚至可以为乐曲带来新的律动。

所以，对于单声道信号的定位偏移通常有两种处理办法。

（1）使用压缩器控制输入电平的大小

压缩器不仅可以控制电平大小，改善定位偏移的情况。压缩后的信号电平更加趋于稳定，因而在深度定位感上也更加固定，这对于需要音量相对稳定的声部（如贝司、节奏吉他等）是十分重要的。endprint

压缩后的信号频谱结构也会发生改变，那些原先电平水平较低的频率体现了出来，导致信号音色的改变。如果这种音色变化并不是音乐所需要的，或者这种被突出的频率影响了音乐总体频率的分布，这时就需要配合均衡器来对音色进行修正。事实上，压缩器和均衡器往往配合使用，它们的使用顺序取决于工程师的目的：如果是以控制动态为主要目的，一般先使用压缩后使用均衡；如果是以调整音色或者在纵向定位上分配声音为主要目的，则一般先使用均衡后使用压缩。当然，对于某些乐器情况也可能恰好相反，这就需要在实际工作中进行更多的尝试。

（2）使用扩展器来增大输入电平的动态范围

在编曲不是很紧凑的情况下，让每件乐器占有一定的体积并且随着乐曲的动态来律动，这不失为一种很好的制作理念。扩展器的使用，可以让一些本来不是很活跃的声部活跃起来，在横向和深度两个维度上增加它的体积，使声音表情更丰富，形象更饱满。但需要注意，这种手法一般适用于电平高、动态小的乐器，并且门限不可以设得太低，扩展比也不能过大，否则，会造成低电平信号的丢失。

3 后期制作中使用立体声信号源需注意的问题

3.1 单乐器信号源的体积问题

采用立体声的方式来进行单乐器的拾取，主要是为了获得乐器的宽度和空间感。宽度，即这个乐器在立体声回放系统中的体积，它受乐器辐射声功率（即信号的电平）影响；空间感则是传声器获得的环境声（非直达声）与乐器辐射声功率共同作用的结果。

首先，研究信号电平对于乐器体积的影响。在立体声传声器与声源位置固定的情况下，假设声源辐射声功率恒定，此时2支传声器之间的间距和夹角是决定声源宽度的主要因素，间距越小、夹角越小，声源就越宽。这是由心形指向传声器④的灵敏度特性所决定的[4]，因为在这种情况下，立体声传声器所获得的声辐射功率最大。

由此可知，在立体声传声器与声源位置、传声器间距离和夹角固定的情况下，声源的辐射声功率越大，它在立体声回放系统中所拥有的体积就越大。也就是说，声源在回放系统中的体积是随着电平的起伏而变化的，如图8所示。

因此，应该注意适当控制立体声信号的电平范围以控制其体积，使其大小变化不至于太突兀。常见的做法是在总线上加压缩或限制器来限制高电平、提升低电平，通过电平控制得到体积控制。但是这种总线压缩的控制方式只适用于独奏乐器而不适合大乐队，因为大乐队体积是由乐队与主传声器的关系来决定的。

3.2 减小左右声道隔离度对立体声信号源产生的影响及措施

在立体声节目的后期制作中，经常会对立体声素材进行声像上的处理，即根据节目的需要来减小两声道间的隔离度，并放置在声场的任意部分。这些素材往往是流行音乐中的弦乐、独奏乐器华彩乐段和交响乐队中的点传声器对⑤。对它们进行隔离度的减小，是为了压缩它们在立体声回放系统中的体积，减少对其他乐器的遮蔽。比如架子鼓的顶部传声器（Overhead），在很多爵士乐录音中不适合极左极右打开，甚至在很多追求现场感的录音中，整个架子鼓的定位都被放置在偏左或者偏右的位置，只占据很少的空间；还有钢琴协奏曲中用来拾取钢琴的立体声传声器在后期制作中也不宜完全打开，因为这与它在乐队中的实际定位不符……

除了满足音乐内容的实际需要之外，减小立体声素材左右声道的隔离度还具有技术上的意义。如果大量使用立体声素材并且都将它们极左极右展开，就会产生一种称为“大单声道”（Big Mono）的负面效果，它会让人觉得所有的乐器都很宽，全部处在立体声回放系统的中心且没有立体声声像分布，各个声部相互冲突，这样反而失去了立体声的感觉[5]。

在肯定这种处理手段正确性的同时，也不能忽视它所产生的问题。

（1）立体声素材的单声道兼容度提高

单声道兼容度指的是立体声信号两个声道所具有的相似性程度，它与相位相关性相互关联。这个指标用于检测立体声节目在单声道电视上的兼容性以及节目经过立体声回放系统在商场、广场等公共广播声学环境下叠加后的节目质量。

单声道兼容度的提高对于立体声节目来说利弊参半。站在节目的通用性和兼容度角度来考虑，单声道兼容度的提高无疑是有利的，它可以减少节目因转换成单声道后与原始节目的差异，提高了单声道回放系统下的节目质量。但是单声道兼容度的提高是以立体声信息的减少为代价的，制作时将立体声素材的隔离度降得越低，立体声的效果就越不明显，声源宽度和空间信息是受损最为严重的两个指标。

（2）两声道的相关性增大

减小两个声道的隔离度，即是将立体声素材的左信号部分分配给右声道，将右信号部分分配给左信号，这使得两声道的相关性增大。

对于时间差方式获得的立体声素材而言，这种相关性的增大使得具有时间差的两个信号在两声道内相互作用。如果信号源本身不存在相位问题，那么，这种做法可能会引入相位问题，导致信号的部分频率的加强或抵消，而且以低频声的抵消居多，使音质劣化。如果信号源本身存在相位问题，那么这种减小隔离度的做法会严重地影响信号源的声音质量，因为使两个含有大量反相信息的信號作用在一起，其结果必然是音质劣化和定位模糊。

对于强度差方式获得的立体声素材来说，理论上两个声道的信号不存在时间差⑥，故这种减小隔离度的方法对其基本不产生影响。

针对上述两个问题，笔者提出以下解决方案。

（1）花一定的时间在单声道状态下进行后期制作，采用单声道监听和立体声监听相结合的工作方式。在单声道状态下进行后期制作，除了能够更好地兼顾节目在不同回放系统下的兼容性外，还有很多好处：首先，当所有信号源都处在同一个位置时，工程师很容易找出乐曲编配在频率上的分布和层次感；其次，如果混响在单声道状态下仍然有着较好的效果，那么，在立体声状态下则肯定会有很好的效果⑦；第三，单声道状态下的监听有助于更好地使用声像电位器，两个模式的切换可以清楚地知道声场的哪个部分过于紧密，而哪个部分又需要填充。endprint

（2）在配器结构比较松散的情况下，尽量保持立体声素材的左右声道完全分离。如果编曲比较合理，让两种乐器在不同的时候演奏，则不存在素材之间相互干扰的情况；或者假设一首歌曲由贝司、钢琴和人声组成，而钢琴的演奏音区只在中高音，这样贝司占据低频区，人声占据中频区，钢琴占据高频区，三样乐器都可以布满立体声声场而相互不干扰。

（3）在配器结构比较紧密的情况下，对于某些立体声素材，可以只选择一個声道的信息，作为单声道信号加以使用。在当今很多流行音乐的制作中往往会使用大量的循坏片段（LOOP），它们很可能包含了很多种乐器。比如在后期制作中分轨的节奏部分由四个LOOP所组成，每个LOOP只需要一到两种音色，这时可以除去立体声的某一个声道，并用均衡来除去不需要的音色。

（4）在前期录音时通过立体声传声器角度和位置来控制声源的大小和位置。这是最合理、副作用最少但操作起来最复杂的一种方式。利用立体声拾音的不完全定位来进行录制，这样既可以保证左右声道的隔离度，也可以让素材在声场中有良好的定位却不至于太宽。

这些方法对于立体声节目质量的改善都有着积极的意义，在实践中通过主观评价和仪器仪表来对声音进行判断，并且有选择地使用这些方法，是非常重要的。

4 结 论

后期制作是一项繁复的工作，从音乐风格到编曲、演奏、录音，涉及到音乐作品的方方面面。混音工程师的工作就是把所有的音乐元素整合在一起，这需要对立体声系统的定位机理和效果器原理有着深入的认识，并且在实践中不断积累处理定位问题的经验。在制作过程中，应该以遵循音乐风格为首要原则，依靠自己的听力对作品进行不断的调整，同时结合观察相位相关表等仪器来辅助自己的工作。后期制作也是一项妥协的艺术，不可能将每个素材的所有特点都发挥得淋漓尽致，也不可能让所有的声音元素都占据音乐的主导，因此，抓住主要矛盾，解决主要问题也是需要遵循的原则。

对于同时负责音乐的录音和后期制作的工程师来说，应尽量在录音阶段就做好声音设计，在录音过程中就考虑到后期制作的相关问题，这样会使后期制作阶段的工作变得更加轻松。

注释：

①本文所指的立体声系统，是指具有两个扬声器，区别于环绕声系统的声音回放系统。

②如果一个单摆以稳定的速度做圆周运动的话，它的阴影部分将呈现上下简谐运动模式，同时，在时间范畴内，阴影的垂直位置的运动将表现为正弦波。正弦波的一个完整周期代表一个完整的圆周运动，相位的概念也遵循这一原则，即在正弦波上的任意一点代表使用角度来表示——见周小东，《录音工程师手册》，中国广播电视出版社，2006，第15、16页。

③单声道兼容度被用于检测立体声节目在单声道电视上的兼容性以及立体声节目经过立体声回放系统在声学环境下叠加后的节目质量。它与立体声的相位相关性有一定的关系（作者注）。

④全指向形传声器在实际应用中只在低频段呈现全指向性，其他频段仍然呈现心形指向（作者注）。

⑤如钢琴协奏曲中用于给钢琴拾音的点传声器，或者为木管组架设的立体声对等任何一对具有相关性的点传声器（作者注）。

⑥在实际录音过程中，强度差拾音方式不可避免的会有少量时间差信息存在（作者注）。

⑦由于混响的无规性，立体声混响在单声道状态下会被大量抵消，因而用单声道方式检查混响的使用也是一种常用的技巧——见Bobby Owsinski《Mixing Engineers Handbook》， 1999，第40页。

参考文献：

[1] David Gibson. The Art of Mixing， A Visual Guide to Recording， Engineering and Production[M]. 1997. 10-11.

[2] David Gibson. The Art of Mixing， A Visual Guide to Recording， Engineering and Production[M]. 1997. 12-13.

[3] 李伟. 立体声拾音技术[M]. 北京：中国广播电视出版社，2004. 27.

[4] 李伟.立体声拾音技术[M]. 北京：中国广播电视出版社，2004. 14-15.

[5] Bobby Owsinski. Mixing Engineers Handbook[M]. 1999. 23.endprint