許乾坤 喬瓊 孟子厚

【摘要】為了探究在滑冰運(yùn)動(dòng)比賽中的錄音與監(jiān)測(cè)方法，選取兩種傳感器對(duì)冰刀與冰面接觸時(shí)產(chǎn)生的聲音進(jìn)行隨動(dòng)錄音。使用對(duì)偶比較法進(jìn)行了不同傳聲器錄制信號(hào)的真實(shí)感和表現(xiàn)力之間的對(duì)比以及混縮處理后的效果實(shí)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】滑冰；傳聲器；對(duì)偶比較法；混縮

滑冰運(yùn)動(dòng)發(fā)聲部位主要來源于足蹬冰刀，在冰面上進(jìn)行滑行競速或做出動(dòng)作?；\(yùn)動(dòng)聲源的錄制，對(duì)比賽中的電視轉(zhuǎn)播的影響較大。現(xiàn)場錄制時(shí)受空氣中的環(huán)境聲干擾較大，最佳的拾音方式是拾取冰刀發(fā)聲部位的聲音。

森田晃等人研制出一種特殊的“冰區(qū)傳聲器”[1]，可以清楚地拾取溜冰的聲音，而不受外界噪聲（如觀眾的歡呼聲）的影響；而對(duì)于一些新型的壓電傳感器材[2][3]盧曉光等解決了壓電薄膜傳感器接收um級(jí)振動(dòng)的性能測(cè)試[4]，孟仁俊等人則進(jìn)行了壓電傳感器的頻晌分析、前置電路的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用在實(shí)際的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)監(jiān)測(cè)[5]。目前，專門針對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的較為專業(yè)的傳聲器主要是電容傳聲器，在比賽錄制中也比較成熟。

本文選取壓電和電容麗種傳聲器，分別對(duì)花樣滑冰的五種動(dòng)作進(jìn)行錄制，比較兩種傳感器的錄音特色，并將不同的聲音信號(hào)進(jìn)行混縮后，實(shí)驗(yàn)探究混縮后的效果是否有所提升。

1 隨動(dòng)錄音的裝置

滑冰運(yùn)動(dòng)是在冰面上進(jìn)行的，其聲源主要來自于冰刀在冰面上劃過時(shí)其內(nèi)部引發(fā)的振動(dòng)。這種振動(dòng)通過固體介質(zhì)——冰面、冰刀，形成橫波、縱波和表面波；在空氣中主要是由冰面充當(dāng)巨大的輻射板，通過縱波形式輻射到空氣中[6]。

由于滑冰運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的聲源主要是通過固體介質(zhì)傳播[7]，因此，傳統(tǒng)的錄音方法拾取到的由空氣介質(zhì)傳播的聲波，并不能夠很好地體現(xiàn)滑冰運(yùn)動(dòng)聲音的本質(zhì)。針對(duì)性的錄音方法是通過拾取固體介質(zhì)和空氣介質(zhì)中的聲波，完善滑冰運(yùn)動(dòng)的錄音方法。表1是目前常見的錄音方式和錄音技術(shù)。

對(duì)于滑冰運(yùn)動(dòng)而言，拾取空氣聲只是聲源傳播過程中的一部分，不能代表滑冰運(yùn)動(dòng)整體的自然聲源。對(duì)于一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的聲源，森田晃等將傳感器置于冰下的做法不能保證拾取到穩(wěn)定的聲音信號(hào)，當(dāng)冰刀在傳感器附近劃過時(shí)，傳感器拾取到的信號(hào)能量很強(qiáng)，而隨著運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)離傳感器位置，拾取到的信號(hào)就會(huì)很小。

隨動(dòng)錄音結(jié)合了動(dòng)態(tài)錄音方式和直接拾音技術(shù)，將壓電傳聲器安裝在冰刀上不影響比賽的位置，同時(shí)加入基于近距離拾音技術(shù)的心形電容傳聲器，來拾取冰下的振動(dòng)聲與冰面反射的空氣聲。

針對(duì)錄音中抬腳時(shí)出現(xiàn)的靜音以及左右冰刀上不同的振動(dòng)能量和頻率[8]，最主要的是可以觀察兩只腳上的區(qū)別和特點(diǎn)，將一對(duì)壓電傳聲器分別安裝在左右兩個(gè)冰刀的前立柱上，將一對(duì)電容傳聲器安裝在兩個(gè)冰刀的后立柱上，具體位置見圖1。

對(duì)滑冰運(yùn)動(dòng)進(jìn)行錄音，將傳聲器按照?qǐng)D1的方式安裝在冰刀上，連接上表2中的錄音設(shè)備后使用。

2 滑冰運(yùn)動(dòng)的分類

滑冰運(yùn)動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)員腳穿冰鞋通過冰刀接觸冰面，兩腳一前一后在冰面上滑行?；\(yùn)動(dòng)大體可以分為速度滑冰和花樣滑冰，前者是追求滑行速度，后者是挑戰(zhàn)各種冰上技術(shù)。筆者所指的滑冰動(dòng)作以花樣滑冰為參考。花樣滑冰配合音樂滑出各種圖案，做出各種跳躍、旋轉(zhuǎn)和造型動(dòng)作[9]。

表3中的各類滑冰動(dòng)作是滑冰比賽中運(yùn)動(dòng)員所進(jìn)行的各個(gè)分式動(dòng)作。其表演動(dòng)作的難度更高，也更加具有觀賞性，所以，此類聲音信號(hào)錄制用來提高花樣滑冰運(yùn)動(dòng)的聲效。

3 錄音效果與音質(zhì)評(píng)價(jià)

用安裝好的錄音系統(tǒng)對(duì)表3中的滑冰動(dòng)作進(jìn)行錄制后，得到一個(gè)滑冰運(yùn)動(dòng)音頻庫。對(duì)表3中的五類表演動(dòng)作進(jìn)行試聽，在真實(shí)感和表現(xiàn)力兩點(diǎn)上挑選出合適的聲音素材[10]。

本實(shí)驗(yàn)的被試共12名，均為在讀學(xué)生，經(jīng)測(cè)試，所有被試均達(dá)到了正常的聽能水平。為確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，兩只監(jiān)聽揚(yáng)聲器事先都進(jìn)行過校準(zhǔn)處理，實(shí)驗(yàn)在低噪聲的錄音間進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)采取對(duì)偶比較法，分為兩部分進(jìn)行，第一部分的素材為表3中五種滑冰動(dòng)作聲音，讓被試判斷真實(shí)感和表現(xiàn)力，得到麗個(gè)主觀指標(biāo)下的心理順序量表。第二部分的素材為表3的素材，按照電容：壓電的一定比例（ 0：1，1：3，1：2，1：1，2：1，3：1，1：0）進(jìn)行混縮后合成滑冰運(yùn)動(dòng)聲，讓被試判斷真實(shí)感和表現(xiàn)力，分別得到七種比例素材在兩個(gè)主觀指標(biāo)下的心理順序量表。

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照分組對(duì)偶比較法的統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)原理進(jìn)行心理尺度的計(jì)算。其中第一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2滑冰動(dòng)作的評(píng)價(jià)結(jié)果。

由圖2可以看出，真實(shí)感的尺度分布除電容傳感器錄制的燕式步外，壓電傳聲器錄制的動(dòng)作真實(shí)感尺度較大；表現(xiàn)力的尺度分布，以電容傳聲器錄制的動(dòng)作表現(xiàn)力尺度較大。

第二部分將兩種信號(hào)進(jìn)行混縮后的比較實(shí)驗(yàn)，其對(duì)比結(jié)果如圖3～圖7。

由圖中可知，真實(shí)感的100分尺度值均分布在只有壓電傳聲器信號(hào)（1：0）處，且隨著壓電傳聲器信號(hào)分量越高，真實(shí)感越強(qiáng)；表現(xiàn)力則沒有分布在電容傳感器信號(hào)（0：1）處，而是在（1：2）或（1：1）處，且（1：O）處的心理尺度均為較小。

4 滑冰運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

用壓電傳聲器和電容傳聲器對(duì)同一段冰刀劃過冰面發(fā)出的聲音進(jìn)行拾取后得到一段時(shí)間的頻譜圖8和圖9，圖8是用壓電傳聲器錄制的信號(hào)計(jì)算得到的頻譜；圖9是用電容傳聲器錄制的同一個(gè)信號(hào)計(jì)算得到的頻譜。通過對(duì)錄制到的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，可以發(fā)現(xiàn)兩種傳聲器的電聲特性，壓電傳聲器的諧振頻率大約為5 kHz，使得頻譜上的高頻能量豐富；電容傳聲器則在4 kHz以下中低頻細(xì)節(jié)上體現(xiàn)較多。前面的主觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，滑冰聲的真實(shí)感與信號(hào)的高頻成分關(guān)聯(lián)較大，而表現(xiàn)力則與信號(hào)的中低頻成分有關(guān)。

5 小結(jié)

本文給出了滑冰運(yùn)動(dòng)錄音的一個(gè)可行性方案，比較了兩種錄制傳聲器的主觀感受。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，壓電傳聲器錄音的真實(shí)感與電容傳聲器相比較為強(qiáng)烈，而表現(xiàn)力的心理尺度卻低于電容傳聲器。借助兩種信號(hào)混縮的方式發(fā)現(xiàn)，真實(shí)感心理尺度仍然是隨壓電傳聲器信號(hào)分量上升而增大，而混縮比為1：2或1：1的信號(hào)表現(xiàn)力明顯強(qiáng)于混縮前信號(hào)。因此，可以使用壓電傳聲器錄制真實(shí)感強(qiáng)烈的滑冰聲，而通過兩種信號(hào)混縮的方式則可以進(jìn)一步提升滑冰聲音的表現(xiàn)力。觀察兩種傳聲器的頻譜發(fā)現(xiàn)，滑冰聲信號(hào)在各頻帶上能量分布的不同會(huì)影響滑冰聲的音質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

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