心形指向

技术细节

心形指向性麦克风通过将压差式和全指向式（压力式）拾音原理以 1:1 的比例结合来实现其指向性。其指向性遵循数学公式：灵敏度 = 0.5 × (1 + cos θ)，其中 θ 是入射角。采用心形指向性的电容麦克风的频率响应范围为 20 Hz 至 20 kHz，容差为 ±2 dB。动圈心形麦克风的频率响应范围通常为 50 Hz 至 15 kHz。变体包括超心形（Supercardioid），具有 125° 的后向抑制，以及枪形（Hypercardioid），具有 110° 的后向抑制，以实现更强的指向性。

历史与发展

Georg Neumann 于 1928 年通过组合两个相位相差 180° 的拾音头，开发了第一款商业化的心形指向性麦克风 CMV3。RCA 于 1931 年推出了 44-A，这是第一款采用心形指向性的带状麦克风。Shure 于 1965 年凭借 SM57 彻底改变了动圈心形指向性麦克风市场。自 20 世纪 90 年代以来，数字信号处理使得电子可控的指向性成为可能，而像 Neumann U87 这样的现代麦克风自 1967 年以来可以在全指向、心形和双指向之间切换。

电影实践应用

吊杆操作员使用 Sennheiser MKH 416 等心形指向性麦克风进行 90% 的对话录音，因为它们可以将墙壁和天花板的反射降低 15-20 dB。在电影《老无所依》(2007) 中，声音设计师 Skip Lievsay 仅使用心形指向性麦克风进行极简的对话录音。心形指向性设置麦克风能有效消除摄像机噪音，而像 DPA 4061 这样的心形指向性领夹麦克风可将衣服摩擦声降低 10 dB。缺点是在距离小于 30 厘米时，近讲效应会增强低音。

比较与替代方案

全指向性麦克风（Omnidirectional）提供更自然的声音，没有近讲效应，但会均匀地拾取来自所有方向的噪音。双指向性麦克风（Bidirectional）可以完全消除侧面的干扰，但需要精确的定位。带有干涉管的枪式麦克风（Shotgun microphones）比枪形麦克风具有更高的指向性，但在室内会产生梳状滤波效应。像 Sennheiser AMBEO VR 这样的现代阵列麦克风使用多个心形拾音头进行 360° 录音，而数字波束成形系统则通过软件模拟心形指向性。