Ses mühendisliği Nedir ? Ve ilk etapta Öğrenilmesi gereken 10 temel bilgi.

Ses mühendisliği veya ses teknisyenliği, ses kayıt, kurgu (mix) ve seslerin reprodüksiyonu gibi konuları içeren meslek dalı. Ses mühendisliği konusunda uzman kişilere ise ses mühendisi denilir. Bu meslek dalından,elektronik, akustik, psychoacoustics ve ses gibi birçok sanatsal ve mesleki alanda faydalanılır. Ve ilk etap’ta öğrenmeniz gereken 10 temel bilgi.

1.Faz Nedir ? 
 Bir periyodik sinyalin üzerindeki herhangi bir noktanın fazı, o noktanın x eksenini kesen en son pozitif yönde oluşmuş sıfır noktasına (zero crossing) olan uzaklığının bir ölçüsüdür. Faz farkı ise aynı sinyal üzerinde bulunan iki farklı noktanın fazları arasındaki fark olarak nitelendirilebilir. Fakat, genelde faz farkı iki sinyalin benzer konumdaki noktalarının fazları arasındaki fark olarak değerlendirilir. Birimi aynı zamanda bir açı birimi olan "derece" dir.  Kayıt esnasında özellikle mikrofonlama yapılırken oluşabilecek faz farklarına dikkat etmek gerekir. Mono uyumluluk kontrol edilerek miks içindeki faz sapmaları da belirlenip düzeltilebilir.

2.Analog - Dijital Sinyal Nedir ?  
Analog sinyal aslında yaşadığımız hayat demektir. Görme, işitme, tat alma, dokunma, koklama duyularımızın tümü analog algılama biçimlerine; kulak, göz, burun, dil ve deri ise analog algılayıcılara verilebilecek en güzel örneklerdir. Analog sinyal kesintisiz ve süreklidir. Sonsuz noktadan oluşur gibi bir tanımlama da yapabiliriz. Bir amfiden çıkıp hoparlöre giden elektriksel ses sinyali ve hoparlörden çıkıp kulaklarımıza ulaşan akustik ses sinyali analog sinyal formatlarına örnek olarak verilebilir. Her ikiside sürekli, kesintisizdir ve içlerinde sonsuzluk barındırırlar. Dijital sinyal ise sayısallaştırılmış bir sinyal formatıdır. Bilgisayar gibi dijital domain de çalışan cihazlara bir analog bilgi aktarmak istediğinizde bu bilgiyi öncelikle dijitale çevirmemiz gerekmektedir.  Bu işlem, analog sinyalin zaman içindeki bazı noktalarının örneklenmesi ile gerçekleştirilmektedir. 44.1 Khz (44.100 Hz) frekansı ile örneklenen bir analog sinyal için saniyede 44.100 adet noktasal bilgi alınmaktadır denilebilir. (Analog sinyalde 1 saniye içinde sonsuz nokta olduğunu hatırlayalım) Bu sayede sinyali belirli bir kalıbın içine sokmuş ve bilgisayar gibi sayısal çalışan bir cihaza anlatabilir hale getirmiş oluruz.  Analog sinyali dijitale, dijital sinyali ise analoğa çevirmek için aşağıdaki ünitelerden yararlanılır. ADC (Analog to Digital Converter) analog bir sinyali dijital sinyale çevirmeye yarayan ünitenin adıdır. DAC (Digital to Analog Converter) ise dijital sinyali analog sinyale çevirmeye yarayan ünitenin adıdır. ADC ve DAC sinyal kalitesi üzerinde majör bir etkiye sahiptir. Bu nedenle bu tip cihazların son derece özenli bir şekilde seçilip sinyal zincirine dahil edilmeleri gerekmektedir. 3.Ses Hızı Ses hızı bulunduğu ortama ve ortamın sıcaklığına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Yapılan ölçümlerde 21 derece oda sıcaklığında havadaki ses hızı 344 m/s olarak belirlenmiştir. Taneciklerin birbirine çok yakın ve bağlarının kuvvetli olmasından dolayı sesin en hızlı yayıldığı madde hali katıdır.  Aynı neden den dolayı sıvılarda ki hızı da gazlardaki hızından yüksektir.

 3.Duyum Eşiği (Thresold of Hearing) 
 Duyum eşiği insandan insana değişse de yapılan deneyler sonucunda ortalama bir değer belirlenmiştir. Bu değer 20mPa dır ve referans basınç seviyesi olarak belirlenmiştir. Çevremizdeki bazı ses seviyeleri aşağıdaki gibidir. 

0 dB Insan kulaginin algılayabileceği en düşük ses seviyesi (20mPa)
30 dB Fisilti, yaprak hışırtısı, sessiz konusma seviyesi
50 dB Yagmur damlaları, sessiz oda 
60 dB Ev alteleri çalışma sesi, konusma. 
70 dB Yoğun trafik gürültüsü, elektrikli süpürge, saç kurutma makinasi 
80 dB Çalar saat, Metro ;fabrika gürültüsü 
90 dB Tras makinasi, Kamyon trafigi, Çim biçme makinasi 
100 dB Kar araci, çöp kamyonu, müzik seti 
110 dB Rock konseri,elektrikli Testere 
120 dB Uçagin havalanisi, gece klübü 
130 dB Delici çekiç 
140 dB Av tüfegi, Hava hücum uyari sistemi 
180 dB Roket firlaticis

4.Mikrofon Polar Karakteristik Sınıflandırılması 
Mikrofonlar üzerlerine gelen ses dalgalarını hangi yönden ve ne derece algıladıklarına göre sınıflandırılırlar. Algılama şeklini ve derecesini  gösteren grafiklere ise “polar pattern” ismi verilir. Bu grafikler temel olarak iç içe geçmiş herbiri farklı bir algılama değerini gösteren çemberlerden oluşurlar. En dıştaki çember en yüksek algılama seviyesini (1 seviyesi) gösterir. Her iç çember ise azalan algılama seviyesini işaret eder. Mikrofon diyaframının üzerinde paralel olarak hayal edebileceğimiz bu çemberler 2 boyutlu 360 derecelik bir alanı ifade eder. Dolayısıyla bir mikrofonun hangi yönden gelen seslere ne derecede hassas olduğunu bu çemberlerin üzerine çizilen şekil ile belirtmemiz mümkün olur. • Unidirectional Mikrofonlar : Bu mikrofonlar sadece tek bir yönden (önden) gelen seslere karşı duyarlıdırlar. Polar pattern gösterimi cardioid şeklindedir. (Cardioid ismi şeklin kalbe benzemesinden dolayı verilmiştir.) Kardioid mikrofonlar ise arkadan aldıkları sesin şiddetine göre supercardioid ve hypercardioid olarak ikiye ayrılırlar.    • Omnidirectional Mikrofonlar : Bu mikrofonlar her yünden gelen sesleri algılayabilecek yapıda tasarlanmışlardır. Polar pattern gösterimi aşağıdaki gibidir.    • Bidirectional Mikrofonlar : Bu mikrofonlar sadece iki yönden (ön ve arkadan) gelen seslere karşı duyarlıdırlar. Polar pattern gösterimi 8 sayısına benzediğinden figure-8 olarak da adlandırılırlar. 

5.Dalga Boyu, Periyod ve Genlik Nedir ?
 Periyodik bir sinyalin bir tam döngü yapması için geçen süreye Periyod denir. Birimi "saniye, s" dir. Periyodik bir sinyalin bir tam döngü yaptığında kat ettiği mesafeye Dalga Boyu denir. Birimi "metre, m" dir. Periyodik bir sinyalin tepe noktası ile denge noktası arasındaki mesafeye Genlik denir. Birimi sinyalin cinsine göre değişir, volt, pascal vb. Sinyalin gücü arttıkça genliği de büyür.
 

  6.Stereo Mikrofonlama Teknikleri
Stereo mikrofonlama kayıt teknolojileri içerisinde çok önemli bir yere sahiptir. Akustik basit bir enstrümanı kayıt etmekten bir flarmoni orkestrasını kayıt etmeye kadar bir çok alanda kulanılır. Aşağıda bazı temel stereo mikronflama tekniklerinden ve her tekniğin kendine özgü avantaj ve dezavantajlarından bahsedeceğiz. • M-S, Spaced Mikrofon: “Middle Side” ya da “Mono-Stereo” olarak da adlandırılan bu teknik bir cardioid ve bir bidirectional mikrofon ile oluşturulur. Cardioid mikrofon ses kaynağının tam karşısında konumlandırılırken bidirectional mikrofon ise bu mikrofonun tam altında ve diyaframları cardioid mikrofonun diyaframı ile 90 derece açı yapacak şekilde konumlandırılır. Bu teknik için özel üretilmiş 3 diyaframlı yekpare mikrofonlar da mevcuttur. Bu teknik ile başarılı stereo similasyonları yaratılabilir, faz problemlerinden uzak bir tekniktir. •    • XY Pair : Bu teknikte iki adet cardioid mikrofon diyaframları yönünden uc uca birleştirilip aralarında 90 derece açı olacak şekilde konumlandırılır. Bu teknik ile hiç bir faz problemi yaşamadan çok gerçekçi stereo imajları oluşturulabilir.      • AB Pair : 2 adet omni mikrofonun (cardioid de olabilir) aralarında belirli bir mesafe olacak şekilde paralel yapıda konumlandırılmasından oluşan bir tekniktir. Mikrofonların aralarındaki mesafe nedeniyle faz probleri ile karşılaşılabilir.       • Blumlein Pair : Bu teknikte iki adet bidirectional mikrofon diyaframları yönünden uc uca birleştirilip aralarında 90 derece açı olacak şekilde konumlandırılır. Konumlandırıma XY tekniği ile aynıdır. Tek fark kullanılan mikrofon polar pattern leridir. Ortam seslerini ambiyans sesleri algılama da oldukça başarılı bir tekniktir. • ORTF : Fransız Tv standardıdır. Bu teknikte iki adet cardioid mikrofon 110 derece açı yapacak ve diyaframları arasında 17cm olacak şekilde konumlandırılır.      • NOS : Hollanda orijinli bir tekniktir. Bu teknikte iki adet cardioid mikrofon 90 derece açı yapacak ve diyaframları arasında 30cm olacak şekilde konumlandırılır.   • DIN : Almanya orijinli bir tekniktir. Bu teknikte iki adet cardioid mikrofon 90 derece açı yapacak ve diyaframları arasında 20cm olacak şekilde konumlandırılır.


  7.Mikrofonlarda Yönsel Karakteristikler 
 • Proximity Efekt : Unidirectional (cardioid) ve bidirectional (figure-8) mikrofonlar ses kaynağına 10 cm den daha yakın pozisyonda bulunduklarında düşük frekanslarda olduğundan daha yüksek seviyede bir sinyal üretirler. Bunun sonucunda mikrofonlanmış ses olduğundan daha bas karakterli duyulur. Bu bazı durumlarda avantaj sağlarken bazı durumlarda istenmeyen bir etki olarak değerlendirilebilir. Yukarıda grafikten proximity efekt ile oluşan bas frekans artışı örnek olarak verilmiştir. • Off-axis tonlanması: Yönlü mikrofonların yön algıları seslerin frekans spektrumuna göre değişir. Bir çok durumda yönlü mikrofonlar yüksek frekansları düşük frekanslara göre yönsel olarak daha başarılı bir şekilde algılarlar. Dolayısıyla bu tip mikrofonlar sesi frekans spektrumuna bağlı olarak renklendirir denilebilir. Genel olarak off-axis (membranın tam karşısı harici yönlerde) tepkisi yüksek olan mikrofonlar daha kompleks yapıda ve daha yüksek fiyatlı olurlar.

8.Refraction (Kırılma)
Bir ses dalgası içinde bulunduğu ortamdan yoğunluğu farklı  bir ortama geçtiğinde bu yoğunluk farkına bağlı olarak doğrultusunu değiştirir. Bu olaya refraction (kırılma) denir. Özellikle yaz günlerinde öğlen vakti toprağın çok sıcak olduğu zamanlarda üzerindeki hava da çok sıcaktır ve daha yukarıdaki hava kütlelerine göre daha sıcaktır. Bu nedenle ses kaynağından çıkan ses dalgaları, sıcaklık farkı yüzünden yoğuluğu değişik iki farklı hava katmanı arasında, kırınıma uğrayarak yukarı doğru yön değiştirir. Sonuç olarak çok yakındaki sesler bile duyulmaz olur, sesin dolgunluğu azalır.  Akşam ise toprak hızlı soğur ve yukarıdaki durumun tersi oluşur. Torağın hemen üzerindeki hava kütlesi daha soğuk olduğundan daha üstündeki hava kütlesi ile arasında yoğunluk farkı oluşur ve ses dalgaları kırınıma uğrayarak yere doğru yön değiştirir. Bunun sonucunda çok uzaktaki sesler bile duyulur hale gelir. Bunların doğal bir sonucu olarak açık havada öğlen yapılan bir sound-check ile akşam aynı performans alınmaz, mutlaka bir ayar gerektirir.   

9.Audio Compression (Sıkıştırma)
Çeşitleri Gelişen teknoloji ile birlikte daha da çok yer kaplayan ses dosyalarını daha az yer kaplayacak ve ses kalitesini bozmayacak şekilde sıkıştırmak önemli bir ihtiyaç haline gelmiştir. MP3, FLAC, AAC vb. bir çok sıkıştırma çeşitleri bu konuda biz kullanıcılara bir çok alternatif sunmaktadır.  Doğal olarak her türlü sıkıştırma tekniğinde ses kalitesinde bir miktar azalma gerçekleşmektedir. Genel olarak sıkıştırma algoritmalarının ses dosyası içinde elediği ilk yer yüksek frekans bölümüdür. Sıkıştırma arttıkça ses kalitesindeki bozulma da artmaktadır. MP3 için genel olarak en düşük sıkıştırma oranı 128 kbps mertebesine kadar yapılır. Bunun yanıdan VBR (Variable Bit Rate) denilen algoritmalarda ses kalitesini korumaya yönelik olarak geliştirilmiştir. Bunlar ses dosyası içindeki sessiz ve sesli pasajları ayırarak farklı sıkıştırma oranları uygularlar, bu sayede hem düşük bir dosya boyutu hem de yüksek kaliteli bir ses elde edilebilir. Fakat bazı durumlarda solo akustik gitar, vokal gibi enstrümanların ses kalitelerini bozduğu da gözlemlenmiştir. Genel olarak iki tip sıkıştırma tipi mevcuttur. Lossy ,MP3 örnek verilebilir, (kayıplı) ve lossless ,FLAC örnek verilebilir, (kayıpsız) olarak adlandırılır. Lossless algoritmalar bir dosyayı yarı boyutuna kadar sıkıştırdığı halde ses kalitesinde herhangi bir bozulmaya neden olmazlar. Bu tip sıkıştırılmış dosyalar özel bir player tarafından decode edilerek çalınabilirler.

10.Sinyal Nedir ?

Taşıyıcı bir medya üzerinde bir noktadan diğer noktaya hareket eden kodlanmış bilgiye sinyal denir. Bir tel üzerinde taşınan elektrik sinyali, havada taşınan akustik sinyaller örnek olarak verilebilir.

Aşağıda temel bir sinüs sinyali ve içinde birden fazla temel frekans içeren başka bir elektriksel sinyal örnek olarak verilmiştir.