Directional Characteristic ทิศทางไหน...ไมค์รู้ได้ไง??

 

  หลังจากที่รู้จักกับไมค์ประเภทต่างๆที่แบ่งตามหลักการทำงานของมันแล้ว วันนี้ผมจะพูดถึงการแบ่งประเภทของไมค์โดยทิศทางการรับเสียงของมันนะครับ

   

  Directional Characteristics หรือ มักจะพบในชื่อ Polar Pattern หมายถึงความสามารถในการรับเสียงของไมค์จากทิศทางต่างๆ ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องรู้และเข้าใจเพื่อที่จะวางไมค์ในตำแหน่งที่ถูกต้องและเหมาะสมกับลักษณะของมัน เพื่อให้ได้เสียงที่ดีที่สุด

  ก่อนอื่นเลย เรามาทวนกับสักนิดนึง ไมโครโฟนที่แบ่งตามหลักการทำงานของมันมี 3 ประเภทคือ 

1. Dynamic Microphone ใช้ขดลวดกับสนามแม่เหล็กในการแปลงพลังงาน

2. Ribbon Microphone ใช้แผ่นโลหะบางๆกับสนามแม่เหล็กในการแปลงพลังงาน

3. Condensor Microphone ใช้แผ่นโลหะ 2 แผ่นที่เก็บประจุไฟฟ้าเอาไว้ แปลงพลังงานจากการคายประจุไฟฟ้าเท่ากับแรงที่มากระทบกับ แผ่นโลหะ

ที่ต้องทวนกันนิดนึงเพราะในโพสต์นี้เรายังต้องพูดถึงมันในอีกมุมนึง

  จากที่เคยเขียนไว้มาในโพสต์ Introduction to Microphone เราแบ่งชนิดของไมค์ตาม Direction Characteristics เป็น 3 แบบ ได้แก่

1. Omnidirectional รับเสียงจากทุกด้าน บางคนจึงเรียก Nondirectional

2. Bi-directional รับเสียง 2 ด้านคือด้านหน้าและด้านหลัง หรือรู้จักการในชื่อ Figure-8 (เพราะเหมือนเลข 8)

3. Unidirectional รับเสียงด้านหน้าอย่างเดียว บางคนก็เรียกว่า Directional เฉยๆ แต่ส่วนใหญที่เรียกกันจะเรียกว่า Cardioid 

        ซึ่งทิศทางการรับเสียงแบบ Cardioid ก็แบ่งย่อยได้อีก 5 แบบ (รวมตัวมันเองด้วย) จากทิศทางการรับเสียงที่แตกต่างกันเล็กน้อย เรียงลำดับมาจาก


1. Subcardioid หรือ Widecardioid














2. Cardioid











3. Supercardioid

4. Hypercardioid













5. Ultracardioid หรือ Shotgun (ด้วยหน้าตาของมันบางคนก็จัดมันไปอยู่กับพวก Bi-directional ด้วยซ้ำ)

      










       ทำไมถึงเรียก Cardioid ? เพราะ ลักษณะการรับเสียงของมันคล้ายรูปหัวใจ ซึ่งคำว่า Cardio  มาจากคำว่า Cardio ในภาษากรีก แปลว่าหัวใจ ในทางการแพทย์เฉพาะทางด้านโรคหัวใจเค้าก็เรียกกันว่า Cardiologist

        เคยสงสัยกันรึเปล่าว่า แล้ว…ในเมื่อหน้าตาไมค์มันคล้ายๆกัน ทำไมมันจึงสามารถรับเสียงได้ต่างกันละ?

คำตอบคือ มันขึ้นอยู่กับ Capsule และ Diaphargm ของไมค์แต่ละตัว ซึ่งหลักการรับเสียงของมันแบ่งเป็น 2 แบบ ใน spec.ของไมค์มักจะใช้คำว่า Acoustic Principle ซึ่งได้แก่ 

1. Pressure Operating ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในอากาศ(จากเสียง) ไม่ว่าจะมา

จากทิศทางใดก็ตาม ซึ่งในที่นี้ก็หมายถึงไมค์ที่เป็น Omnidirectional นั่นเอง 

2. Pressure Gradient Operating ตอบสนองต่อ ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในอากาศ(จากเสียง) แต่จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียง ซึ่งในที่นี่ก็คือ Bi-directional และ one direction เอ้ย..Unidirectional หรือ Cardioid นั่นเอง

        จากรูป จะสังเกตได้ว่าไมค์ที่เป็น Omni มีไดอาแฟรมแค่ด้านเดียว ส่วนที่เป็น Bi-directional ก็เป็นแผ่นโลหะที่อยู่ระหว่างแม่เหล็กซึ่งก็คือ Ribbon… แล้ว พวก Cardioid ล่ะ?

                                      

        Cardioid หรือ Unidirectional มีไดอาแฟรมด้านเดียวนี่แหละครับ แต่ว่ามีรูอยู่ข้างๆ เรียกว่า Rear Phase Delay Port ซึ่งนี่แหละที่เป็นเคล็ดลับที่ทำให้ Omni กลายเป็น Cardioid ถ้าเสียงมาจากได้หน้าของแคปซูน (หน้าไมค์นั่นแหละ) เสียงก็จะเข้าที่รูในทิศทางเดียวกันด้วย ทำให้ไดอาแฟรมสั่นได้ดีและได้เสียงที่"เต็ม"ขึ้น (มากกว่า Omni) นึกถึงกำแพงที่มีคนอยู่ฝั่งนึงดันไปทางนึง อีกฝั่งนึงก็ช่วยดึงไปในทางเดียวกัน ก็จะทำให้ขยับได้ดีกว่าคนดันฝั่งเดียว

        แต่ถ้าเสียงมาจากด้านหลัง เสียงก็จะผ่านเข้ารูจากข้างหลัง ในขณะที่ไดอาแฟรมยังขยับจากทางด้านหน้าด้วย ก็จะทำให้หักล้างกันไป นึกถึงกำแพงที่คนอยู่ฝั่งนึงกำลังดันอีกฝั่งนึงก็ดันเข้าหาเหมือนกัน ในแรงที่เท่าๆกัน กำแพงก็จะไม่ขยับ 

งั้น…ถ้าปิดรูที่ Cardioid ได้ มันก็กลายเป็น Omni สิ !?

  ถูกต้องครับ ลองทำดูก็ได้นะ มันจะมีรูที่อยู่รอบๆ แคปซูนของไมค์เรียกว่า Single-entry port หรือบางตัวจะอยู่รอบๆBodyของไมค์เรียกว่า Multi-entry Port ซึ่งนักร้องบางคนที่ชอบไปจับไมค์บริเวณนั้น แล้วเผลอเอามือไปปิดรู ทำให้ไมค์ Cardioid ดีๆ กลายเป็น Omni ถ้าหาก Omni ดันไปรับเสียงจากลำโพงมาพอดี ก็จะทำให้เกิด Feed back หรือ “ไมค์หอน” นั่นเอง (จะไมค์แบบไหนก็หอนได้ทั้งนั้น เพียงแต่ว่า Omni สามารถรับเสียงได้จากรอบทิศทาง จึงหอนง่ายกว่า)

        Feed back หรือ ไมค์หอน ไม่ใช่เรื่องไสยศาสตร์ แต่เกิดจากการที่ไมค์ไปรับเสียงจากลำโพง ซึ่งเสียงจากลำโพงก็มาจากไมค์นั่นแล้ว มันเลยวนลูปแบบนี้ไปเรื่องๆ เป็นร้อยๆพันๆครั้ง ทำให้เกิดอาการหอนขึ้นมา (เสียง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง -> ไมค์ ->ลำโพง….ไปเรื่อยๆ จนกว่าจะเอาไมค์จะหยุดรับเสียงจากลำโพง) 


แต่รู้อะไรมั้ยครับ... จริงๆ ถ้าใช้ให้ถูก มันก็ได้เสียงเจ๋งๆนะ นั่นคือ เสียงของดาบใน Star war ไงล่ะ (วึ่ง วึ่ง) George Locus ผู้ที่ทำหนังเรื่องนี้ ค้นพบโดยบังเอิญจากการที่เอาไมค์ SM58 ไปแกว่งหน้าลำโพง...ได้เสียง "วึ่ง วึ่ง" เห็นว่าเจ๋งก็เลยกดอัดเสียงเลย ฮ่าๆๆ จึงได้เสียงดาบ Star war แบบทุกวันนี้

กลับเข้าเรื่องๆ

  สำหรับ Bi-directional ที่รับเสียงจากด้านหน้า(0°)และด้านหลัง(180°)เท่านั้น ก็เพราะว่า เมื่อเสียงมาจากทางด้านข้าง (90°) มันจะไปทำให้ทั้งด้านหน้าและหลังสั่นในพลังงานที่เท่ากัน (ดันเท่ากัน ดึงเท่ากัน สรุปคือ จะหักล้างกันไป) ลองพิสูจน์ดูก็ได้นะ เอาด้านข้าง(90°)ของไมค์ที่เป็น Bi-directional  ไปจ่อหน้าลำโพงเลย!  ไม่มี Feedback ไม่มีหอน แน่นอน ในยุคก่อน The Beatles ใช้ Ribbon Mic.1 ตัว อัดเสียงนักร้อง 2 คน คนนึงอยู่ด้านหน้าไมค์(0°) อีกคนอยู่ด้านหลัง(180°) และวางลำโพงเอาไว้ที่ล่างในตำแหน่งด้านข้างของไมค์(90°) แทนการใส่หูฟัง
(เสียงนักร้อง 2 คนไม่เหมือนกัน ร้องคนละโน้ตกัน จึงไม่มีการหักล้างกัน พูดง่ายๆว่าแหล่งกำเนิดเสียงคนละที่กัน)

        ด้วยหลักการของ Pressure Operating และ Pressure Gradient Operating จึงเกิดการผสมรวมกันในปริมาณต่างๆ จึงเกิด Cardioid ในแบบต่างๆ โดยขึ้นอยู่กับ Rear Phase Delay Port

        นอกจากการผสมรวมกันเพื่อเกิด Polar Patternใหม่แล้ว ปัจจุบันยังมีไมค์ที่สามารถเลือก Polar Patternได้อีกด้วย เราเรียกมันว่า Multipattern Microphone เช่น Neumann U87 , AKG C414B , Rode K2 เป็นต้น
  

        
        ซึ่งหลักการของมันง่ายๆเลย คือ มีมากกว่า 1 ไดอาแฟรม (4ก็มีนะ แต่เลิกผลิตไปละ) ส่วนใหญ่คือ 2 ไดอาแฟรมมี 2 Front Plate ด้านหน้าและด้านหลัง มี 2 Back Plate อยู่ชนกัน สามารถเลือกที่จะปิด-เปิด-ปรับได้ เช่นจะเอา Omni ก็ปิดรูและปิดอีกไดอาแฟรมหลัง เปิดแต่ไดอาแฟรมหน้า, จะเอา Cardioid ก็เปิดรูและปิดไดอาแฟรมหลัง จะเอา Bi-directional ปิดรูและเปิดไดอาแฟรมหลัง  แต่ด้วยเหตุนี้ ปัจจุบันไมค์ที่จะเป็น Multipatternได้ ต้องเป็น Condensor เท่านั้น (อนาคตไม่แน่)

        จะเห็นว่า หลักการทำงานของไมค์ก็เป็นหนึ่งในข้อจำกัดของทิศทางการรับเสียงเช่นกัน นั่นคือ

1.Dynamic Microphone เป็น Omni ได้, เป็น Cardioid ได้ แต่เป็น Bi-directional ไม่ได้ (จริงๆ เคยมี แต่ต้องอาศัย ไดอาแฟรม2 ข้าง และปัจจุบันเลิกผลิตไปแล้ว)

2. Ribbon Microphone เป็น Bidirectional ได้อย่างเดียว

3. Condensor เป็น เป็น Omni ได้, เป็น Cardioid ได้ เป็น Bi-directional ได้ แต่ส่วนใหญ่ถ้าจะเป็น Bi-directional ก็จะเป็น Multipattern ไปเลยทีเดียว (เพราะไหนๆก็ต้องใช้ 2 Diaphragm อยู่แล้ว)

ตอนนี้เรารู้จัก Polar Pattern ทั้งหมด 7 แบบแล้วนะครับ ตามรูปนี้ เรียงลำดับตามความกว้างและทิศทาง ไล่จาก Pressure operate ไปถึง Pressure gradient ในลักษณะรูป 2 มิติ แต่จริงๆแล้วมันเป็น 3 มิตินะ ซึ่งทั้ง 7แบบนี้ก็ได้แก่

1. Omnidirectional รับเสียงทุกทิศทาง เหมาะกับการใช้อัดเสียงบรรยากาศต่างๆ , ใช้เป็น Room mic. ใช้อัดเสียงอะไรที่มาจากหลายทิศทาง หรือคาดเดาทิศทางยาก , ใช้ใน "Stereo miking" ได้

2. Subcardioid รับเสียงด้านหน้าและด้านหน้าเฉียงไปข้างๆได้กว้างกว่า Cardioid และหักล้างเสียงจากด้านหลัง


3. Cardioid รับเสียงด้านหน้า หักล้างเสียงจากด้านหลัง ใช้ได้ดีกับการอัดเสียงที่มีทิศทางชัดเจน ในกรณี Live sound (เวลาแสดงดนตรีสด) ควรใช้พวก Cardioid เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการหอน (เว้นแต่นักร้องจะเป็นคนเอาไมค์ไปจ่อลำโพงเอง หรือไม่ก็เอามือไปปิดรูที่ไมค์ = =' ) นอกจากนี้ยังสามารถใช้ใน "Stereo miking" ได้

4. Supercardioid รับเสียงด้านหน้าได้แคบกว่า Cardioid ตอบสนองน้อยลงกับด้านข้างและด้านหลัง

5. Hypercardioid รับเสียงด้านหน้าได้แคบกว่า Cardioid หักล้างเสียงจากด้านข้างได้ดีกว่าแต่หักล้างเสียงจากด้านหลังได้น้อยกว่าถ้าเทียบกับ Supercardioid

6. Ultracardioid หรือ Shortgun รับเสียงด้านหน้าได้แคบที่สุด และหักล้างเสียงจากทิศทางอื่นได้ดีที่สุด เหมาะกับการใช้อัดเสียงเวลาถ่ายหนัง, อัดเสียงที่อยู่ไกลๆ แต่มีทิศทางที่ชัดเจนมักใช้เป็น Sound effect เช่น เสียงเครื่องบิน เสียงรถยนต์ เสียงปืน

7. Bi-directional รับเสียงด้านหน้าและด้านหลัง หักล้างเสียงจากด้านข้าง เหมาะกับการใช้อัดเสียงอะไรก็ตามที่มาจาก 2 ทิศทาง เช่นอัดเสียงนักร้อง 2 คน, อัดเสียงนักร้องฝั่งนึง กีตาร์อีกฝั่งนึง(กรณีงบน้อยและประหยัดเวลา) ,อัดเสียงเวลานั่งโต๊ะสัมภาษณ์, ใช้ใน "Stereo miking" ได้

    
    Stereo miking technique (หรือบางคนก็สะกดว่า micing) เป็นการใช้ไมโครโฟนมากกว่า 1 ตัวมาอัดเสียงให้มีคุณภาพเป็นสเตริโอ(มีซ้ายกับขวา) เพื่อให้ได้ตำแหน่งและทิศทางที่มาของเสียงชัดเจนยิ่งขึ้น เพื่อที่จะทำให้เกิดมิติในการฟัง ....เอาไว้จะอธิบายโพสต์หน้าละกันนะครับ :)

        ในรายละเอียดของการรับเสียงในทิศทางต่างๆ สิ่งที่เป็นปัจจัยอีกอย่างคือ ความถี่ของเสียงนั้น ความถี่สูง ความยาวคลื่นยิ่งสั้น ก็จะยิ่งมีทิศทางที่ชัดเจนกว่า เวลาที่ดูผัง Polar Pattern จึงจะเห็นเส้นหลายๆเส้น สีๆบ้าง เส้นประบ้าง เพื่อที่จะแสดงทิศทางการรับเสียงของความถี่นั้นๆนั่นเอง

หวังว่าวันนี้จะไม่หนักจนเกินไปนะครับ ถ้าใครมีข้อสงสัยหรืออยากแสดงความคิดเห็นก็สามารถcomment กันมาได้เลยนะครับ ขอบคุณที่ติดตามพวกเรา Horse Power Production ครับ :)

ขอขอบคุณรูปภาพสวยๆจาก
หนังสือ Modern recording techniques 7th Edition - D. Huber, R Runstein

www.performing-musician.com

www.vias.org
www.cheapfilmmaking.com
www.shure.co.uk
www.sweetwater.com
www.recordinghacks.com
www.zzounds.com
www.youtube.com/watch?v=xvDEAQT8aBU

By Sound Guy