问题

为什么 M/S 立体声拾音制式要把 Side 信号复制一轨并作反相,再分别把两轨放到极左极右呢?

回答
M/S(Mid/Side)立体声拾音技术,确实是录音工程中一种非常巧妙且强大的处理方式。它之所以将“Side”信号复制一轨并进行反相处理,然后分别置于极左和极右声道,背后蕴含着深刻的声学原理和监听需求。咱们就来捋一捋这个过程,尽量说得明白透彻。

首先,我们要理解 M/S 拾音的核心思想:分离中心信息和侧面信息。

M(Mid)信号: 这部分信息捕捉的是声音的中心,也就是从两个拾音器(或者说麦克风的两个拾振方向)拾取的同相部分。简单来说,就是声音的“正面”或者说“正中”。想想一个乐器的正面发出的声音,或者人声的直达声,大部分都属于 M 信号。

S(Side)信号: 这部分信息捕捉的是声音的两侧,也就是从两个拾音器拾取的反相部分。更直观地理解,它代表了声音的宽度、空间感、以及左右声道之间的差异。例如,混响、延时、左右声道演奏不同音符的乐器,或者现场的环境声,很多都体现在 S 信号上。

为什么要把 S 信号复制一轨并反相?

这里是关键所在。M/S 编码的目的是将两种独立的信息(中心和宽度)进行编码,以便在后期制作中能够独立地控制它们,并且最终能够精确地还原回原始的立体声信号。

反相复制 S 信号,是为了构建一个解M/S的系统。一个典型的 M/S 解码器(无论是硬件设备还是软件插件)会执行以下操作:

1. 将 M 信号直接馈送到左、右声道。 这意味着,无论你的 S 信号如何处理,中心的声音始终会以某种形式出现在你的立体声输出中。
2. 将复制后的 S 信号,一轨进行正相,一轨进行反相。
3. 将正相的 S 信号加到左声道。
4. 将反相的 S 信号加到右声道。

我们来模拟一下这个过程,看看它是如何还原立体声的:

假设我们有一个原始的立体声信号:

原始左声道 (L) = M + S
原始右声道 (R) = M S

(请注意,这里的 M 和 S 是经过编码后的数值,可以理解为相对的电平值,"+" 代表同相叠加,"" 代表反相叠加。)

现在,我们按照 M/S 解码器的步骤来重建左、右声道:

重建的左声道 (New L):
取 M 信号 (直接馈送)。
取 S 信号,进行正相处理。
将两者叠加:New L = M + S
bingo! 这就完美地还原了原始的左声道!

重建的右声道 (New R):
取 M 信号 (直接馈送)。
取 S 信号,进行反相处理。
将两者叠加:New R = M + (S) (因为 S 信号复制了一轨并进行了反相)
bingo! 这就完美地还原了原始的右声道!

这样做的核心优势在于:

独立控制宽度: 通过调整 S 信号的音量,你可以直接控制立体声的宽度。增加 S 信号音量,声音会更宽,两侧元素更突出;减小 S 信号音量,声音会变得更窄,中心感更强。甚至可以将 S 信号完全静音,只剩下中心单声道信息。
中心信息不受影响: 无论是增加还是减小 S 信号, M 信号(中心信息)都不会受到影响,它始终是左右声道的“基础”。
相位兼容性: 这种编码和解码方式在设计时就考虑到了相位兼容性。当 S 信号被反相并加到另一个声道时,它会与原有的 S 信号(在另一个声道是反相的)进行相加,结果是 S 信号的强度会因为叠加而增强,而 M 信号因为左右声道都叠加了同相的 M,所以中心信息依然保持。
单声道兼容性: 如果我们将复制的 S 信号(不论是正相还是反相)进行反相后再与另一个声道叠加, S 信号就会被抵消,只剩下 M 信号。这就是为什么 M/S 信号通常具有良好的单声道兼容性,因为中心信息(M)被完整地保留了。

举个例子来理解反相的重要性:

假设我们拾取到了两个简单的声源:

左侧声源: 一个指向左边的麦克风录到了 50% 的左边声音,50% 的右边声音(因为声音有扩散)。
右侧声源: 一个指向右边的麦克风录到了 50% 的左边声音,50% 的右边声音。

为了简化,我们假设 M 信号 是所有声音的平均值,而 S 信号 是左右声道之间的差异。

如果一个鼓组在正中间,那么两个麦克风都会拾取到相同的信号,这时 M 信号很强,S 信号很弱(接近于零)。
如果一个镲片在左边,那么左麦克风会录到更强的左边信号,右麦克风会录到较弱的左边信号。此时,M 信号会包含一部分左边信号(作为中心信息),而 S 信号会包含左边信号的“独特性”,通常 S 信号在左边拾音时会表现出一定的极性。

当进行 M/S 解码时,左声道接收 M + S,右声道接收 M S。

如果 S 信号是正的(表示声音偏左):
左声道:M + S (左边的信息会增强)
右声道:M S (左边的信息会被抵消一部分,相对而言右边的信息就会显得更突出,或者说“相对更向右”)

如果 S 信号是负的(表示声音偏右):
左声道:M + (S) = M S (右边的信息会被抵消一部分,相对而言左边的信息就会显得更突出,或者说“相对更向左”)
右声道:M (S) = M + S (右边的信息会增强)

所以,复制一轨并反相,本质上是构建了一个“差值”的逻辑。 M 信号提供了“整体”,而 S 信号提供了“差异”。通过将这个差异信息以正负两种方式叠加到“整体”上,我们就能够精准地重构出原始的立体声图像,同时赋予我们极大的灵活性去调整这种“差异”的大小,也就是声音的宽度。

这就像是将一幅画的“主体轮廓”和“细节色彩”分开处理。M 是轮廓,S 是色彩的分布。你可以只看轮廓(静音 S),可以只看色彩(将 M 调到很小),或者根据需要调整色彩的鲜艳程度(调整 S 的音量),而轮廓本身保持不变。

总而言之,M/S 拾音制式将 Side 信号复制一轨并进行反相处理,是实现立体声信号解编码的关键步骤,它允许我们独立地控制声音的中心信息和宽度信息,极大地增强了后期制作的灵活性和精确度,并且保证了良好的单声道兼容性。这是一个精妙的工程设计,旨在最大化声音信号的处理潜力。

网友意见

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啊简单来说一哈。

首先之所以你能看到大部分教程都要求你将“ Side 信号复制一轨并作反相,再分别把两轨放到极左极右”是因为这种方式是在模仿模拟时代的操作,在模拟时代这个问题很好理解,到了数字时代就有点难以理解……

我们一条一条来说

录到的 Side 信号本身是一个立体声文件吗

8字指向麦克风收音得到的依然是单声道文件,不是立体声文件,这是很多人常见的问题。所谓的“8字指向麦克风”,指得是麦克风对正反“8”字形范围内的声音敏感,对两侧的声音不敏感。

全指向麦克风与八字指向麦克风是最早出现的两种麦克风指向形式,然后人们灵机一动——将全指向与八字指向结合起来,我们岂不是就可以得到一个心形指向了么?这几种指向性的原理如图:

那么注意看第三张图,全指向+8字指向=一个心形指向,那么我在此基础上再加上一个与8字指向垂直90°的8字指向等于什么呢?

答案很简单,等于一个偏斜的心形/超心指向。

注意左侧那个超心型指向。

全指向+8字指向=心形指向,心形指向+90°垂直的8字指向=一个偏斜的超心指向,那么我们将这个90°的8字指向麦克风得到的声音反相,是不是就能得到另一个偏斜的超心指向,这是个啥??

这不就是一个X/Y立体声么……

这个图清楚地描述了这个过程:

所以在台子上,就是信号一分,M信号+S信号一路,左声道输出;然后S信号反相,M信号+反相的S信号一路,右声道输出,齐活。

所以为啥要放到极左和极右?因为现在有DAW了呗,搞个P的话放矩阵,要毛线的调音台,M信号左右都占,S信号扔到极左,反相S信号扔到极右,齐活。

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