Kamera Tekniğine Giriş Dersi 7. Ünite Özet

Ses

Ses ve Sesin Temel Özellikleri

Ses: Belli bir basınç altında hava moleküllerinin kulakta oluşturduğu duyumdur. Ses bir titreşimle başlar.

Titreşimin oluşabilmesi ve sesin yayılabilmesi için bir titreşim kaynağına, enerji kaynağına ve ortama ihtiyaç vardır.

Örneğin piyano için enerji kaynağı görevini gören piyanistin elleri piyanonun tuşlarına fiziksel bir darbe uygular ve piyanonun telleri titreşmeye başlar. Titreşen teller de kendi etrafını saran hava moleküllerini harekete geçirir. Basınçla sıkışan hava molekülleri birbirlerini ittirmeye başlar. Böylece titreşimler hava gibi esnek bir ortam içinde ilerlemeye başlar. Titreşimlerin havada bu şekilde ilerlemeleri de ses dalgaları hâlinde olur. Hava molekülleri ses dalgaları ile birlikte ilerlemez; çünkü birbiri ile etkileşen hava molekülleri oldukları yerden bir an için ayrılır, belli bir mesafede sıkışır ve tekrar eski konumlarına geri döner. Hava moleküllerinin sıkışıp tekrar seyrekleşmesiyle oluşan ses dalgaları kulağa ulaştığında, ses olarak algılanır. Her ses temelde aynı fiziksel etkilerle oluşur. Fakat ses kaynağından yayılan ses dalgalarının fiziksel yapısı, işitmede sesin algı biçimini de etkiler. Ses dalgalarının hava gibi esnek bir ortamda yayılması, durgun suya atılan bir taşın oluşturduğu su dalgalarına benzetilebilir. Ses dalgaları birim zaman içinde periyodik hareketlerle yayılırlar.

Ses dalgalarının 1 saniyede tamamladıkları periyodik devir sayısı, sesin 1 saniyedeki titreşim sayısına eşittir. Sesin 1 saniyedeki titreşim sayısı da frekans olarak tanımlanır. Titreşim ne kadar hızlı olursa, frekansı da o kadar yüksek olur.

Sağlıklı bir insan kulağı ortalama 20 Hz ile 20 kHz[0] arasındaki sesleri işitebilir.

Frekansa bağlı olarak, sesin yüksek ya da düşük frekanslı olarak algılanmasına da “ ses perdesi ” (pitch) denir. Ses dalgalarının frekansı yükseldikçe ses perdesi de yükselir, ses tizleşir. Frekans düştükçe ses perdesi de düşer, ses bas hale gelir.

Hareketli bir ses kaynağından yayılan ses dalgalarının, ses perdesinde oluşturduğu algısal değişimler “doppler etkisi” olarak tanımlanır.

Devrini tamamlamış bir ses dalgasının yayıldığı uzaklık da “dalga boyu” olarak ifade edilir. Sesin frekansı yükseldikçe dalga boyu kısalır, frekansı düştükçe dalga boyu da uzar. Sesin frekansı ile dalga boyu arasında ters bir orantı vardır. Sesin dalga boyu “? = c ÷ f” formülü ile kolayca hesaplanabilir (? : dalga boyu, c: sesin hızı, f: frekans).

Hava moleküllerinin yoğunluğu, ses dalgasının yüksekliğini etkiler. Dalga boyunun yüksekliği “genlik” (amplitude) olarak tanımlanır. Genliğin öznel etkisi, yoğunluk olarak sesin gürlüğü ya da zayıflığıdır.

Şiddetindeki bu değişkenler “sesin dinamik alanı” olarak ifade edilir ve ses basınç seviyesi dB-SPL birimi ile ölçülür (desibel, Sound Pressure Level). İnsan kulağı “işitme eşiği” olarak kabul edilen 0 dBSPL seviyesinden, kulakta ağrı oluşumuna neden olan 140 dB-SPL seviyesine kadar geniş alanlı bir işitme yeteneğine sahiptir.

Aynı anda işitilen fakat farklı frekanslara sahip bazı sesler, frekans ve yoğunluk etkileşimlerine bağlı olarak birbirlerini baskılar. Bazı seslerin, ortamdaki diğer seslerin varlıkları yüzünden algılanamaması “maskeleme” olarak tanımlanır.

Sesler arasındaki farklılık, onların ton niteliklerini ya da ton renklerini oluşturur ve “sesin rengi” ya da “sesin tınısı” (timbre) olarak tanımlanır. Her sesin bir başlangıç (attack), kalış (sustain) ve düşüş (decay) zamanı vardır. Ses yoğunluğunun zaman içinde uğradığı bu değişimler “ses zarfı” olarak tanımlanır.

Ses Sinyali

Günümüzde ses sinyalinin kaydedilmesinde ve işlenmesinde analog (örneksel) teknolojinin geçerliliği giderek azalmıştır. Ses kayıt cihazları daha da portatif hale gelmiş, ucuzlamış ve sayısal (dijital) teknolojiden daha çok yararlanılmaya başlanmıştır. Kaliteli ses kayıtları yapabilmek için hem analog hem de sayısal ses sinyalinin yapısını tanımakta fayda vardır; çünkü kulağa gelen bütün sesler analog yapıdadır. Mikrofonlar da analog sesten yararlanarak ses sinyalini üretir. Ses sinyali ister analog isterse de sayısal olsun, sonuçta bütün ses sinyalleri hoparlörler yoluyla tekrar analog sese dönüştürülür.

“Analog” kelime anlamıyla; fiziksel sürekliliği birbirine eş olan bir hareket benzeşmesi olarak tanımlanabilir. Akustik ses dalgalarının da doğrudan örneklenerek kayıt ortamına aktarılması, analog ses kaydı dır. Analog ses kaydında, orijinal sesin dalga biçimi örneklenir ve ses sinyali olarak kopyalanır. Elektriksel ses sinyalinin frekans ve genliğindeki değişimler, orijinal akustik ses dalgalarıyla uyum içindedir. Elektrik sinyalleri, kaydedici kafa yoluyla manyetik sinyallere çevrilerek bant üzerine işlenir. Kaydedilen ses dinlenirken, bant üzerine manyetik işaretler halinde kaydedilen ses bilgisi, tekrar elektrik sinyallerine çevrilir.

Sayısal kayıtta da ses bilgileri bant ya da disk gibi ortamlar üzerine işlenir. Fakat analog teknolojiden faklı olarak, ses sinyali sayısal biçimde kaydedilir ve okunur.

Sayısal ses teknolojisinde ses dalgaları sürekliliği olmayan basamaklı verilere dönüştürülür. Bu veriler ikili sayı biçimlerinde elektriksel işaretler halinde kodlanır. Sayısal bilginin kodlanması “1” ve “0” sayı serilerinden oluşur. Ses dalgalarının sayısal işaretlere çevrilebilmesi için analog-sayısal çeviriciler (ADC) kullanılır. Sayısal ses dinlenmek istediğinde, bu sayısal işaretler sayısal-analog çeviriciler (DAC) ile tekrar dönüştürülür.

Analog ses ile sayısal ses arasındaki kalite farkı her ne kadar tartışılsa da, kuşkusuz ki sayısal sesin avantajları oldukça fazladır. Örneğin sayısal veriler hızlı ve kayıpsız biçimde aktarılıp kopyalanabilir, arşiv ve depolamada kolaylık sağlar, ses kaydını olumsuz etkileyebilecek elektronik gürültüler indirgenmiştir, zaman bilgisi eklenebilir ve maliyet düşüklüğü gibi avantajlar sayılabilir.

Sayısal ses sinyalinin işlenmesinde temel olarak örnekleme oranından ve bit derinliğinden yararlanılır. Basit olarak; örnekleme oranı, 1 saniyede ses sinyalinden alınan örnekleme sayısını belirler ve frekans birimi ile tanımlanır. Bit derinliği ise, her bir örnekleme için tanımlanan “bit” sayısını ifade eder. Bit: Sayısal veriyi oluşturan en temel birimdir.

Mikrofonlar

Mikrofon, akustik ses enerjisini elektrik enerjisine çeviren bir çeşit dönüştürücü cihazdır. Ses kayıtlarında ya da sesimizi bir yerden başka bir yere iletmek istediğimizde, mikrofonlardan yararlanırız. Sesli video yapımlarının da en temel aracıdır. Video yapımlarında en çok kullanılan mikrofonlar iki grupta toplanır:

1. Elektromanyetik mikrofonlar: dinamik ve şerit mikrofonlar

Dinamik mikrofonlar; mıknatıs içine yerleştirilmiş bir tel bobin ve bu bobine bağlı bir diyaframdan oluşur. Bir fizik kuralına göre; manyetik bir alan içinde bobin hareket ettirildiğinde, elektrik enerjisi oluşur. Dinamik mikrofonlar, sağır mikrofonlardır ve ses kaynağına yakın çalışmak zorundadır. Örneğin bir konserde şarkıcıların kullandıkları mikrofonlar dinamik mikrofondur. El temasından, darbe ya da çarpmalardan oluşacak gürültülerden az etkilenir. Ses tonları sert ve vurguludur.

Şerit mikrofonda ince bir metal şerit levha yer alır. Şerit levha diyafram görevini görür. Ses dalgalarının basıncıyla, şerit levhada titreşimler oluşur. Şerit mikrofonlar daha çok akustik enstrümanların müzik kayıtlarında kullanılır. Çarpma ve darbelerden kolay etkilendiklerinden dolayı, video yapımlarında tercih edilmez.

2. Elektrostatik mikrofonlar: kondansatör ve elektret mikrofonlar

Kondansatör mikrofonlar daha basit yapıdadır. Bobin yerine, aralarında hava boşluğu olan iki iletken plakadan oluşur. Mikrofonun ön tarafına yakın olan plaka esnek ve hareket edebilir bir yapıya sahiptir. Bu plaka, mikrofonun diyaframıdır. Diyaframın altında kalan diğer plaka ise sabittir. Plakalardan birine pozitif voltaj, diğerine de negatif voltaj uygulanır. Kondansatör mikrofonların çalışabilmesi için gereksinim duyduğu voltaj değeri 12-48 volt arasındadır ve bu elektrik enerjisi “phantom besleme” olarak isimlendirilir. Bu mikrofonların ses alma özellikleri hassas olduğundan dolayı; ortamdaki diğer seslerden, el temasından, çarpma ve rüzgar gibi fiziksel darbelerden daha kolay etkilenir, seste bozulmalar oluşur.

Elektret mikrofonlar da elektrostatik prensibe göre çalışır. Kondansatör mikrofondan farklı olarak, bu tür mikrofonların diyaframı elektret plakadan oluşur. Elektret plaka, sürekli ve kalıcı bir biçimde elektriklenmiş olarak üretilir. Kondansatör mikrofonlara oranla, diyafram ağırlaşır ve frekans tepkileri azalır. Fakat dinamik mikrofonlara göre performansı çok daha iyidir. Elektret mikrofon da phantom besleme ya da harici bir pilden aldığı elektrik enerjisi ile çalışır.

Mikrofonların algıda seçici olabilmesi ve kaliteli ses kayıtları yapabilmek için, mikrofonların yönel özelliklerinden yararlanılır. Mikrofonların yönel özellikleri üç grupta toplanır:

  • tek yönlü (uni directional, cardioid) mikrofonlar:
  1. süper tek yönlü (super cardioid) mikrofonlar
  2. hiper tek yönlü (hyper cardioid) mikrofonlar
  • çift yönlü (bi directional) mikrofonlar
  • çok yönlü (omni directional) mikrofonlar

Mikrofonlar kullanım alanlarına göre şu şekilde gruplandırılabilir:

  • Kamera üstü mikrofonlar
  • El mikrofonları
  • Yaka mikrofonları
  • Sabit mikrofonlar
  • Shotgun mikrofonlar
  • Enstrüman mikrofonları
  • Surround mikrofonlar

Ses alımlarında en çok kullanılan aksesuarlar:

  • rüzgârlıklar
  • klipsler
  • süspansiyonlar
  • boom oltalar
  • sehpalar

Video Kameralarda Ses Kayıt

Ses kayıtlarında, video kameralar ile film kameraları arasında bir fark vardır. Video kameralarda ses ile görüntü aynı bant ya da disk üzerine birlikte ve eş zamanlı olarak kaydedilir. Fakat film kameralarında, ses kayıtları ayrı bir ses kaydedici cihaza yapılır. Video kameranın ses kanal sayısına bağlı olarak, her ses kanalına farklı sesler kaydedilebilir. Günümüz profesyonel ses giriş bağlantılarına sahip kameralarda, genellikle iki adet ses giriş konnektörü vardır.

Video kameralar, ses giriş bağlantı tipi bakımından iki gruba ayrılabilir: profesyonel kameralar ve amatör “handycam” kameralar. Amatör kameralarda ses bağlantı 3 tipi daha çok 3.5 mm jak konnektördür.7.14). “Mini jak” olarak da bilinen 3.5 mm konnektörler “stereo” (çift kanal) ya da “mono” (tek kanal) olabilir. Profesyonel ses girişine sahip video kameralarda ise “XLR” ya da “Canon” olarak tanımlanan ses giriş konnektörleri bulunur. “XLR” konektörler üç uçludur. Analog seste eğer konnektör ve kablo iki uçlu ise “dengesiz” (unbalanced) bağlantı olarak tanımlanır.

Profesyonel analog ses sistemlerinde XLR tip konnektör ve dengeli bağlantı kullanılmasının başlıca sebepleri şunlardır:

  • XLR konnektörler kilit mekanizmasına sahiptir.
  • XLR konnektör kolayca ve tekrar tekrar takılıp çıkarılabilir.
  • “Dengeli” bağlantılarda ses sinyali, havadaki elektromanyetik gürültülerden etkilenmeden, kablolar aracılığıyla yaklaşık 200 metreye kadar taşınabilir

(Dengesiz kabloların uzunluğu ise 1.5 - 2 metre kadardır.)

Profesyonel çalışmalarda “dengeli-dengesiz” dönüşümler daha çok mikrofon dışındaki ses sinyalleri için uygulanır. Mikrofon dışındaki ses cihazlarına ait ses sinyalleri “hat sinyal” (line signal) olarak tanımlanır.

Video kameralara ses kaydedebilmek için ya kamera üzeri mikrofondan ya da harici bir ses kaynağı bağlantısından yararlanılır. XLR (Canon) tip harici dengeli ses girişlerine sahip video kameralarda, ses bağlantı ve ayarları üç bölümde incelenebilir:

  • ses giriş bölümü: Ses kaynaklarından gelen ses sinyal bağlantılarının yapıldığı bölümdür.
  • ses ayar bölümü: Ses ayar bölümünde ses kanal seçicileri ve ses seviye ayarlayıcıları bulunur.
  • ses dinleme bölümü: Video kameralara gelen ses sinyalleri ve kaydedilmiş sesler iki yolla dinlenebilir: kulaklık ya da hoparlör.

Kamerada ses sinyal tipini belirlemek için genelde üç konumlu bir düğme bulunur.

Bu düğme üzerinde “line”, “mic” ve “mic +48” yazıları vardır. Bunlar:

  • LINE (Hat Sinyal): Mikrofon dışındaki ses kaynaklarından gelen ses sinyalleri.
  • MIC: Dinamik mikrofon gibi, elektromanyetik yapıdaki mikrofonlar ve telsiz mikrofonların alıcı üniteleri için giriş.
  • +48: (Phantom Besleme) Kondansatör mikrofon gibi, elektrostatik yapıdaki mikrofonlar için.

Ses seviye göstergeleri hem kaydedilen sesin hem de kaydedilmiş sesin seviyelerini gösterirler.

Ses dalgalarının genlik seviye kontrolleri de göstergeler aracılığıyla gözlemlenir. Ses seviye göstergeleri üç grupta toplanır:

  • Vu-Meter
  • PPM (Peak Programme Meter)
  • dBFS (dB Full Scale)

Profesyonel çekimlerde, mikrofon gibi ses kaynağı sayısı iki ya da daha üzeri ise, portatif ses mikserlerinden yararlanılır. Bütün mikrofon girişleri ses mikserinde toplanır ve video kameraya bir ya da iki kablo ile ses bağlantısı yapılır. Ses mikserinin kullanıldığı çalışmalarda, ses mikserinin üzerindeki ses seviye göstergesi ile video kamera üzerindeki göstergenin eşit çalışması gerekir. Göstergeler arasındaki ses seviye eşitliğinin sağlanabilmesi için, her iki gösterge arasında “kalibrasyon” yapılması gerekir.

Kalibrasyon işlemi için şu adımlar izlenir:

  1. Mikser ile video kamera arasında bağlantı yapılır.
  2. Mikserdeki 1kHz test ton sinyali açılır.
  3. Mikser üzerindeki Vu-Meter gösterge “0 VU” olarak ayarlanır.
  4. Video kameraya yapılan ses girişinin “hat giriş” (line in) olduğu kontrol edilir.
  5. Ses girişi yapılan kanal ya da kanalların ses seviyeleri, dBFS göstergede “-18 dBFS” seviyesi görülünceye kadar ayarlanır (0 VU = -18 dBFS).
  6. Video kamera üzerindeki kulaklık çıkışından da ses işitsel olarak kontrol edilir.
  7. Mikserden 1 kHz kapatılır.

Yaz Okulu Sınavı
4 Eylül 2021 Cumartesi