淺談相位問題

2021/09/13閱讀時間約 3 分鐘
相位相位,剛開始學習錄音時常聽到別人在講這個詞,到底什麼是相位呢?其實只要有超過2支以上的麥克風收音,就會有相位上的”問題”,我之所以把”問題"兩字強調是因為這問題不見得是"問題",差別只在於出來的結果是想要的?還是不想要的?
所謂的相位是指一個聲波在不同週期階段的位置,用0度、90度、180度、270度、360度來表示。
相位的問題來自同一音源有2支以上的麥克風收音,因為麥克風再怎麼架設,實際收音的拾音頭位置都會不同,因此單一音源對不同的麥克風來說,要到達不同麥克風拾音頭就會有時間上的差異,本來該在同一時間點收到的聲音在不同麥克風就出現不同的時間點,這個時間上的差異就產生了相位差。以下我們來看看不同相位差對一個正弦波(sine wave)所造成的影響。
  1. 0度相位差
第1支麥克風收到的聲音如果像上面的圖這樣(綠色曲線),第2支麥克風也一樣收到像下圖這樣的聲音時(棕色曲線)
第1支麥克風聲音+第2支麥克風聲音如下圖: (紅色曲線為相加後結果)
完全相同的聲波相加,整個振幅加倍,聲音加倍。
2. 90度相位差
第2支麥克風收到同一聲波點的時間產生90度的週期位置不同,兩支麥克風聲音相加後變成這樣:
聲音相加的結果跟原來聲波比較,振幅變大了2dB,聲波週期沒有什麼改變(頻率還是一樣),只是聲波位置上有些位移。
3. 180度相位差
第2支麥克風收到的同一聲音點(棕色曲線)若跟第1支麥克風所收到的差了180度的話,兩支收到的聲波剛好是在週期上相反的位置,相加後聲音產生完全抵銷的情形。
4. 270度相位差
若第2支麥克風收到的同一聲音在週期上有著270度相位差,跟90度的結果相似,聲音振幅多了2dB,只是聲波產生位移,位移的結果跟90度不太相同。
5. 360度相位差
第2支麥克風收到同一聲波的時間點若整整遲了一個聲波週期,跟原來聲波仍是完整重疊,振幅變為2倍,跟0度的結果一樣。
不過要附帶一提的是:這是指單一頻率的狀況,現實世界的聲音除了極少數聲音是單一頻率外(測試音之類的),幾乎不會有單一頻率的聲音,多是複合頻率組成的聲波,所以聲音相加所造成的結果會比上面複雜很多,某一頻率剛好180度反向,但卻不見得對另一頻率是這樣,所以一開始才特別強調相位差是不是”問題”還很難說。一般講聲音反相了指的多是重要頻率不見了或變小了,但其實相位問題只要超過2支麥克風就一直存在著,只是相加的結果是不是你想要的?反相不見得不是好事,如:空間雜音反相....總之,要做錄混音最重要就是耳朵要好,聽得出細微的頻率差別,同一場音樂會拿2支相同的麥克風給不同的錄音師錄,為什麼聲音會不同?差別就在於怎麼擺?擺在哪?
其實要寫這文時,剛好有人也發表了一篇很詳細的相位文,有興趣朋友可去搜一下,並不是很愛寫這種音響學東西,不過這牽扯到下回想分享的錄音實戰經驗,所以還是找時間寫了,希望有助大家多了解聲音的世界,下回再來分享我前不久的錄音實戰經驗。


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專業混音/母帶後期處理工程師、資深成音師,斜槓做過編曲及爵士樂手,【現場錄音聖經】、【音效聖經】、【影視聲音設計】的譯者,對各種聲音知識感興趣,樂在玩弄聲音的人。
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