麥克風的指向性
Polar Pattern or Directionality
通常麥克風都有特定的指向性（Polar Pattern），製造的廠商會提供平面的圖樣（Polar Diagram）來表達麥克風的拾取範圍。圖中央表示的是麥克風的位置，上方則是麥克風面向的方位，各個圓圈代表拾取的強度，以分貝表示，越高的數值表示麥克風對於這個角度的拾取越是敏銳
振膜的設計與方向性
Capsule Design and Directivity
麥克風內部構造是造成拾取方向性的主因，壓力感應式麥克風（pressure microphone）的拾音振膜介於內部與外部之間，內部配置固定的空氣總量，所以對於四面八方壓力的改變有等量的感知以及拾取能力，所以稱之為全指向性（Omnidirectional）。然而，一個壓力梯度感應式麥克風（pressure-gradient）的拾音振膜，它的兩側是屬於開放性的設計，因此來自兩個方向不同的壓力就會讓麥克風呈現出指向特性，除此之外，麥克風本身的造型也會是構成指向特性的原因之一。壓力梯度感應式麥克風，例如8指向性麥克風，等量拾取其前方以及後方的聲音，而心形指向性麥克風則因為拾音振膜的背面有局部封閉的構造，因此結合了兩種型式的特性（壓力感應式、壓力梯度感應式）
全指向性
Omni-directional Pattern
在理想的狀態下，全指向性的麥克風（Omni-directional）對於四面八方的音源都有完全均等的拾取能力，為了達到這樣子的拾取能力，拾音振膜只開放前方，並且完全封起振膜的後方，如此一來它便成為一個完全的能量轉換器，將範圍內拾取的聲波轉換為電能。這種指向性對於中低頻率的反應相當敏銳，但在高頻的拾取就會有些許差異，因為高頻聲波長度的關係，全指向性的麥克風通常在其側面以及背面的拾取會比較薄弱一些，這部分也與拾音振膜的尺寸有關聯，若高頻率聲波的波長與拾音振膜的直徑相仿，它正負向弦波的波峰可能會與振膜的作用相抵銷，造成拾取的聲音稍微薄弱一些
高品質的全指向性麥克風有著寬廣並且平穩的頻率響特性，不論是對於低頻或是高頻的部分都少有諧振（resonance）的狀況產生，對於保持原音的狀態有著極佳的優勢。在電視上常看到的小型領夾式麥克風（tie-clip）通常都是運用全指向性背板的設計，1/4寸拾音振膜的，尺寸越小代表它對於高頻的響應越敏銳，在拾取範圍內對於高達10kHz的頻率都有相當不錯的響應效能
8字型／雙指向性
Figure-Eight or Bidirectional Pattern
8字行指向性麥克風（Figure-Eight）等量拾取其前方以及後方的聲音，其後方拾取的聲音與前方拾取的聲音在相位上有180°的不同，換句話說，他們的相位剛好是處於相反的狀態。多數的絲帶型麥克風都擁有這種指向特性，它們對於聲波並不敏銳，而是拾取其前方以及後方周圍所產生的壓力變化，然而，從兩側傳來的音源，由於對於麥克風前後來說有著相同的聲壓，並沒有壓力上的變化，因此其對於兩旁的聲音並沒有明顯的響應動作
在收音的特性上，8字型指向性麥克風與全指向性麥克風有著類似的性格，同樣對於收錄的音質有著比較中立的性質，比較忠實的呈現聲音原來的質性，這個指向性的麥克風似乎對於各個頻率都有比較平順的響應，但在10kHz以上的頻率會稍微下滑一些。不過，在之前的章節也有提到，絲帶式麥克風因為其構造的關係，對於14kHz以上高頻率的響應本來就比較缺乏，因此這樣子的指向性並不會對其造成過多的影響。通常在擺設8字型指向性麥克風時，會讓麥克風呈現垂直的狀態，讓它在橫向上有著最佳的拾取效率
不過有個重點需要注意的是，雖然8字型麥克風等量拾取前後方的聲音，但由於後方拾取的聲音，其相位剛好與前方的相反，因此在處理聲音時一定要記得把相位校正，也就是將相位做180度的反轉
單指向性
Unidirectional Pattern
單指向性（Unidirectional）的麥克風顧名思義只專注在單一方向的拾取，以下將會提到的心形指向性（Cardioid）、次心形指向性（Subcardioid）、超心形指向性（Hypercarfdioid）、以及高心形指向性（Supercardioid）麥克風都屬於單指向性麥克風
心形指向性
Cardioid Pattern
最常見的單指向性麥克風為心形指向性麥克風（Cardioid Microphone），這類的麥克風因為有著類似心臟形狀的拾取範圍而得名。心形指向性麥克風常被用來收錄歌唱或是演講等人聲，這跟它的構造有相當大的關係，心形指向性麥克風所搭載的拾音振膜，它的正面是開放的，對於兩側的音源有較弱的拾取能力，而對於背面的拾取範圍則相當有限，後方的拾取範圍看起來有點像是蘋果的頂部被倒放的樣子。這種指向性的來源是在早期，有些麥克風的設計結合了8字型指向性以及全指向性的原理，結合兩者的特性配合出心形指向性的拾取特性，心形指向性麥克風自此而生
心形指向性麥克風的拾取範圍對於各個頻率稍有不同，高頻率的拾取範圍比低頻率的拾取範圍窄，但對於中軸線上的聲音（on-Axis）就比較沒有這方面的問題，也正好因為這種特性，使用心形指向性麥克風收錄，可以有效減低一些中軸線以外聲音的干擾，這種拾音特性相當適合用來作為舞台上vocal用的麥克風。心形指向性麥克風對於空氣壓力的改變有較為敏感的反應，當音源相當靠近麥克風時會產生低頻增益的情形，這類的狀況我們稱之為Proximity Effect（近接效應），近接效應的產生並沒有絕對的好壞，低頻的增益可能對於頻率的飽滿度有正向的效果，反之當然，過多的低頻可能會造成模糊不清的收音品質，由此可知，近接效應的取捨最終還是取決於對於需求
超心形指向性
Hypercardioid Pattern
超心形指向性（Hypercardioid）基本上的構造與心形指向性相仿，也與心形指向性麥克風有著類似的特性，會於音源接近麥克風時產生Proximity Effect，超心形指向性有著相當高的direct-to-reverberant（直接音與殘響）比例，意思是正中軸上的收音效率，與其他角度軸線上的收音效率差異非常大，對於on-axis以外的聲音有明顯的衰減，在收音時，若想要將環境音的干擾將到最低時，這類的麥克風是相當理想的選擇
高心形指向性
Supercardioid Pattern
與超心形指向性麥克風相仿，高心形指向性（Supercardioid）麥克風的拾取範圍與超心形指向性的不同處在於，它在正前方的拾取範圍較廣一些，而在後方的拾取範圍則比較狹窄一點。之前有稍微提及，心形指向性指向特性其實是藉由調整全指向性以及8指向性的總和方式，因此理論上來說可以組合出的方式有相當多種
次心形指向性
Subcardioid Pattern
次心形指向性（Subcardioid）麥克風的拾取範圍比心形指向性稍廣一些，在麥克風的前方有著相仿的拾取範圍，但在後方則是明顯的有些不同
長槍形指向性
Shotgun
長槍形麥克風的指向性是單指向性麥克風裡指向效果最顯著的麥克風，對於比較低頻率的響應，它與超心形指向性麥克風相仿，但在中頻以及高頻的部分，由於細長的管狀造型，影響響應的特性，因此，在麥克風正前方中軸線上的拾取特別明確，偏軸上的聲波會因為聲波相互抵消的關係，在中高頻率的響應有相當明顯的衰減。也就是因為這樣子明確指向的特性，讓長槍式麥克風特別適合用在開闊、環境音比較明顯的地方，在這樣子的場合裡，如果要比較準確的收錄特定音源，長槍式麥克風就可以發揮功效，長槍形指向性麥克風常被用在室外、大型的運動場、電視電影等收音的工作上
參考資料：Sound and Recording : Applications and Theory, Wikipedia
圖片來源：Wikipedia Common
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