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Stereomikrofonie-Verfahren

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Im Januar 2010 traf sich der mittelalterliche Chor Coro Cantastico in einer Kirche in Pforzheim zu Tonaufnahmen weihnachtlicher Lieder. Eine ideale Gelegenheit, verschiedene Aufnahmetechniken der Stereomikrofonie auszuprobieren. Weil es winterlich kalt war, hatten sich alle dick eingemummelt.
Kurz nachdem dieses Foto entstand kamen noch einige Sangesfreunde hinzu, so dass der Chor nahezu vollständig zu hören war.

Fünf Mikrofone (eines davon Stereo) waren auf einem Stativ in etwa 2,5 Metern Höhe angebracht. Das Stativ stand circa 4 Meter vom Chor entfernt und damit etwa im Hallradius. Alle sechs Mikrofonsignale wurden auf parallele Spuren mit 44,1 kHz und 24 bit aufgezeichnet.
Zum Vergleich wurden folgende Aufnahmetechniken verwendet:

XY-Verfahren


Bei diesem Verfahren werden zwei Richtmikrofone - meistens Nieren - so übereinander aufgebaut, dass in der horizontalen Ebene keine Laufzeitunterschiede zwischen den Kapseln entstehen. Dabei werden beide Mikrofone in einem bestimmten Winkel aus der Vorwärtsrichtung gedreht. Typische Werte sind 90° bis 120°. Hier kam ein Rode NT4 Stereomikrofon mit einen festen Winkel von 90° zum Einsatz. Wenn der natürliche Klang eines Aufnahmeraums nicht überproportional wiedergegeben werden soll, bietet das XY-Verfahren sehr gute Ergebnisse. Vorteilhaft ist auch die uneingeschränkte Mono-Kompatibilität des Signals. Man kann eine gute Ortbarkeit der Phantomschallquellen erreichen, wenngleich die Tiefenstaffelung zu den Schwachstellen des Verfahrens zählt. Der Stereoeffekt ist deshalb insgesamt recht unspektakulär. Für die Abnahme eines Chores eignet sich das Verfahren weniger, denn hier soll die Raumakustik ja gerade eingefangen werden.

ORTF-Verfahren


Dieses Verfahren wurde von Toningenieuren der französischen Rundfunkgesellschaft entwickelt. Es ist wohl eines der beliebtesten Stereo-Aufnahmeverfahren. Durch die gute Balance aus Laufzeit- und Intensitätsdifferenzen erzielt man einen ausgewogenen Klang, eine gute Ortbarkeit der Phantomschallquellen sowie eine relativ gute Raumabbildung. Bei diesem Verfahren werden zwei Nierenmikrofone mit einem Mikrofonabstand von 17 cm und einem Öffnungswinkel von 110° zueinander aufgebaut.
Bei unserer Aufnahme kamen zwei umschaltbare Doppel-Großmembran-Mikrofone zum Einsatz (Triffschallfilter und Pad ausgeschaltet, Kapseln auf Niere). Abstand und Winkel wurden allerdings nicht mit Zentimetermaß und Geodreieck eingestellt. Sie entsprechen daher nur näherungsweise den ORTF Vorgaben.

Druckempfänger-AB


Kommen Druckempfänger (also Mikrofone mit Kugelcharakteristik) zum Einsatz, dann lässt sich mit der AB-Technik die Tiefe des Aufnahmeraumes besonders gut abbilden. Durch die sehr gute Tiefbasswiedergabe von Druckempfängern entsteht ein voluminöser Klang, der sich besonders für größere Hallen und Kirchen eignet. Allerdings sind die aufgezeichneten Intensitätsunterschiede zwischen den beiden Mikrofonen sehr gering, daher werden die Panoramaverhältnisse praktisch nur durch Laufzeitunterschiede abgebildet. Es kann ein diffuses, frequenzabhängiges Stereobild mit schlechter Ortbarkeit entstehen. Es gibt jedoch Fälle, bei denen dieses etwas "schwammige" Klangbild gerade erwünscht ist: Dann, wenn die einzelnen Schallquellen miteinander verschmelzen sollen - so wie hier bei der Choraufnahme.


Beispielaufnahme


Das Video (640 x 360, 9,1 MB) zeigt beispielhaft alle drei Stereomikrofonie-Verfahren. Die Spuren wurden sorgfältig ausgepegelt, so dass klangliche Unterschiede der verschiedenen Aufnahmetechniken gut beurteilt werden können.

Der Film ist im modernen MPEG-4 Verfahren kodiert. Bei Problemen beim Abspielen hilft die Installation des neuesten Quick-Time Players von Apple (auch für Windows-PCs).

Stereo Recording Techniques

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In January 2010, the medival choir Coro Cantastico met in a church in Pforzheim to record Christmas songs. An ideal opportunity to try different recording techniques. Shortly after this photo was taken they were joined by some more friends so that the full choir can be heard on the following recordings.

Five microphones (one of them stereo) were mounted on a tripod at a height of about 2.5 meters. The stand was about 4 meters away from the singers, which is about the critical distance. All six microphone signals were recorded on parallel tracks at 44.1 kHz and 24 bit.
For comparison, the following recording techniques were used:

XY method


Two cardioid microphones are fixed above each other so that there are no run-time differences between the capsules in the horizontal plane. Both microphones must be rotated at a certain angle from the forward direction. Typical values ​​are 90° to 120°. In my case, a Rode NT4 stereo microphone with two capsules at a fixed angle of 90° was used. The XY method provides good results as long as the natural sound of the recording room is not to be emphasized. Another advantage is the full mono compatibility of the signal. It is possible to achieve a good positioning of the phantom source, although the signal depth is one of the weaknesses of the method. The stereo effect is generally rather unspectacular. Therefore, this setup is less suited for recording a choir since room acoustics should be emphasized.

ORTF method


This method was developed by engineers of the French broadcasting company. It is probably one of the most popular stereo recording techniques. Due to the good balance of run-time differences and intensity differences, this setup achieves a balanced sound, a good positioning of the phantom sources and a relatively good picture of the room acoustics. In this method, two cardioid microphones are placed at a distance of 17 cm and an opening angle of 110° to each other.
In our recording two switchable multi pattern diaphragm microphones were used (both set to cardioid pattern without any filters). Distance and angle were, however, not set with tape measurement. Hence they correspond only approximately to the ORTF requirements.

AB recording with omnidirectional mics


When two condenser mics with circular polar pattern (i.e. omnidirectional microphones) are available, then the AB technique can be used to map the depth of the recording room very well. Thanks to the excellent bass response of pressure transducers this setup produces a full-bodied sound that is ideal for large halls and churches. However, the intensity differences in intensity between the two mics are very low, so the stereo panorama is only created by recording of time differences. This can lead to a diffuse, frequency-dependent stereo image with poor sound stage reproduction. On the other hand, there are cases where this somewhat "spongy" sound is just desirable: The individual sound sources merge with one another - and that is perfect for choir recording.


Recording example


The video (640 x 360, 9,1 MB) gives examples of all there stereo recording techniques. The individual tracks have been carefully leveled, so that the tonal differences of the various setups can be properly compared.

The film is a modern MEPG-4 encoding. In case of playback problems it helps to install the latest Quick-Time Player from Apple (available also for Windows-PCs).