Цифровые ревербераторы.
Реверберация (от латинского re-verberatus, "повторный удар") - это процесс продолжения звучания после окончания звукового импульса или колебания благодаря отражениям звуковых волн от поверхностей. Поэтому реверберация имеет место только в закрытых помещениях, хотя в особых условиях некоторые ее виды могут иметь место и на открытом пространстве (например, узкое горное ущелье, стадион, городская площадь и т.п.). К закрытым помещениям мы с полным основанием можем отнести и такое природное образование, как пещера -вот уж где реверберация так реверберация!
В закрытом помещении к слушателю приходит не только прямой звук, но и т.н. ранние отражения. Ранние отражения - это те, что по пути к слушателю отражаются от стен помещения только один раз.
Последующие "поздние" отражения - это "отражения отражений", или "переотражения", когда звуковая волна, прежде чем дойти до слушателя, многократно отражается от разных стен. Чем больше таких отражений, тем сильнее меняется их спектр за счет потери высоких частот, утрачивающих энергию быстрее, чем низкие. Поздние отражения соединяются в одно сплошное плавно затухающее по-слезвучание ("реверберационный хвост")
Для практического измерения времени реверберации было предложено измерять время, за которое уровень затухающего (реверберирующего) сигнала уменьшается на 60 дБ. Это параметр RT60, называемый также "временем реверберации". Однако при измерении времени реверберации RT60 не учитываются частотные характеристики ревер-берационного отзвука.
Еще один параметр - диффузность, или спектральная неравномерность. Она определяет неравномерность АЧХ реверберации в частотной полосе в 1 Гц. Чем больше этот параметр, то есть чем более неравномерна АЧХ - тем плотнее, насыщеннее реверберационный отзвук, и тем менее он тонально окрашен. А, как известно, тональная окраска реверберации, то есть присутствие в отзвуке интонационной определенности, есть существенный недостаток помещения, делающий его непригодным для использования в музыкальных целях.
В естественной реверберации происходит сложение множества сигналов, имеющих различную задержку, поэтому количество пиков и провалов в результирующей АЧХ будет расти. В силу случайности процесса сложения пиков и провалов отдельные элементы аппроксимируются, становятся незаметными для слуха, и сам "реверберационный хвост" становится плотным и ровным.
Именно возможность наиболее точно воссоздавать этот процесс электронным образом и отличает звучание высококачественных приборов от более простых и дешевых.
Как известно, первыми искусственными ревербераторами были появившиеся в ЗО-е годы эхо-камеры. Это были специальные помещения при студиях звукозаписи, обычно коридоры в подвалах. На одном конце комнаты устанавливался громкоговоритель, а на другом - микрофон. На громкоговоритель подавался сигнал, а снятый с микрофона сигнал подмешивался к прямому. Таким образом, принцип параллельной обработки, используемый в современных ревербераторах, ведет свое начало еще от эхо-комнат.
Первой электромеханической системой реверберации явился пружинный ревербератор, до
настоящего времени все еще встречающийся в гитарных комбиках. Его устройство в каком-то смысле аналогично эхо-комнате (на одном конце электромеханический преобразователь, на другом конце - механоэлектрический), только средой распространения волн вместо воздуха служила пружина. В силу особенностей распространения колебаний в пружине (преимущественно продольные), звуковой сигнал на выходе механоэлек-трического преобразователя мало напоминает исходный, но в сочетании с прямым сигналом суммарное звучание действительно похоже на ре-верберированное.
Следом появились другие электромеханические устройства - листовые ревербераторы. Их звук реверберации был более правдоподобен, но при подаче сложного и высокоуровневого сигнала (например, с нескольких каналов микшера) они давали заметные искажения. Да и в силу громоздкости конструкции использование листовых ревербераторов было ограничено.
Однако, несмотря на несовершенство, пружинные и листовые ревербераторы оставили свой след в звукозаписи, сформировали определенную эстетику звучания, и до сих пор их саунд имитируется почти всеми цифровыми ревербераторами.
Первые электронные ревербераторы представляли собой специальные магнитофоны со сквозным каналом и несколькими головками воспроизведения. Сигнал с выхода усилителя воспроизведения подавался обратно на вход усилителя записи. Строго говоря, ревербераторами их называли неправильно, на самом деле это были многоотводные задержки, так как их сигнал представлял собой ряд затухающих повторов. Регулируя уровень каждого повтора и скорость движения ленты, можно было менять характер эффекта.
Наконец, появились цифровые ревербераторы. По методу обработки сигнала они являются в определенной степени аналогами магнитофонных ревербераторов, только значительно более сложными по архитектуре. Основой "машины" обработки является многоотводная цифровая линия задержки, на которую подается оцифрованный входной сигнал, и она аналогична ленте в магнитофоне. Однако в цифровом приборе количество отводов сигнала может быть неограниченно большим.
Несмотря на то, что в паспортах на устройства указаны сотни видов реверберации, число основных типов алгоритмов в каждом приборе невелико, не более пяти. А вот количество вариантов звучания, то есть пользовательских и фабричных пресетов, - многие сотни.
Что же представляют собой основные типы алгоритмов?
Это несколько видов реверберации помещений, эмуляция, то есть имитация пружинного, листового и ленточного ревербераторов. А далее производители и пользователи составляют свои наборы звучаний путем варьирования множества параметров, входящих в эти алгоритмы. Если простых алгоритмов оказывается недостаточно, то соединяют вместе разные алгоритмы для получения комбинированных звучаний и эффектов.
Для удобства пользователя в программах заложены основные характеристики разных помещений, от маленьких комнат до огромных залов и пещер. Отдельно заложена информация о структуре ранних отражений, отдельно - о собственно реверберационном хвосте. Изменение параметров звучания также производится раздельно для этих двух групп.
Одним из важнейших параметров является Рге-Delay (предзадержка) - временной интервал между приходом к слушателю прямого сигнала и появлением самого первого отраженного сигнала.
Еще один важный параметр - характер затухания ранних отражений, выражающийся в огибающей.
Не менее важна и диффузность. Следует отметить, что в дорогих моделях диффузность создается путем увеличения количества самих отражений. Каждый импульс как бы распадается на гроздь из нескольких близко расположенных. В недорогих моделях просто изменяются интервалы между самими отражениями без изменения их количества. Это, конечно, упрощает алгоритм и разгружает процессор обработки сигнала, но упрощается и звук -он становится коротким и тонально окрашенным.
Многие приборы имеют возможность регулировки громкости ранних отражений, позволяют установить время их задержки относительно прямого сигнала и положение в стереобазе.
Можно регулировать также время задержки Rev Delay, но у разных производителей оно понимается по-разному - где-то это время задержки относительно прямого сигнала, а у других - поздних отражений относительно ранних. Бывают также регуляторы диффузности Diffusion и уровня реверберации Reverb Level.
Реверберационный "хвост" получается путем подачи задержанного выходного сигнала повторно на вход, в результате возникает последовательность затухающих во времени повторений исходного сигнала. Этот процесс регулируется параметром Decay, или Rev Time (время реверберации).
Раулирование спектра производится по-разному -в цепь обратной связи включается эквалайзер, и тогда получают различное время реверберации на разных частотах. Простой регулятор АЧХ обратной связи на высоких частотах Hi Ratio уменьшает уровень ВЧ-составляющих, а в дорогих приборах имеются сложные четырехполосные кроссоверы. С ними обращаются, как с параметрическими эквалайзерами, регулируя как частоты раздела, так и уровни сигналов в каждой полосе. В наиболее распространенных процессорах среднего класса обычно существует только возможность регулировки уровня НЧ-и ВЧ-компонентов обратной связи. Зато качественные дорогие модели оснащаются общим выходным эквалайзером, возможностью отдельного изменения спектра звучания ранних отражений и отдельно реверберационного "хвоста". На входе часто устанавливается эквалайзер или фильтр для удаления ненужных компонентов.
Встречаются регулировки, изменяющие одновременно целую группу параметров. Это, например, регулятор Size, изменяющий размер имитируемого помещения. Часто он калибруется в метрах, показывающих линейные размеры.
В некоторых ревербераторах имеются алгоритмы синтеза виртуального помещения. Можно установить его размеры: ширину, глубину, высоту, выбрать характеристики поглощения отдельно для каждой поверхности, и т.п.
В документации на приборы часто встречается характеристика "подлинно стереофонический" ревербератора (true reverb). Тут есть важный момент - ревербератор, в котором итоговый эффект определялся бы пространственным расположением реальных источников сигналов в стереобазе, пока не существует. Поэтому все стереоэффекты в ревербераторах - псевдостереофонические. Например, во многих есть регулятор ширины сте-реобазы выходного сигнала. В некоторых приборах работают две независимые "машины", то есть два отдельных процессора для левого и правого каналов. Вот такие ревербераторы называются "истинно стереофоническими", в отличие от ревербераторов, у которых стереосигнал формируется на основе монофонического входного. В "подлинно стерефонических" ревербераторах часть выходного сигнала одного канала подается на вход другого.
Наряду с множеством достоинств цифровых ревербераторов, у них есть существенный недостаток - это некоторая предсказуемость, монотонность, излишняя стабильность получаемого звучания, отличающая его от реверберации в реальных помещениях.
Для имитации живости звучания разработаны различные способы. В простейших случаях "оживление" производится введением небольшой модуляции времени задержки специальным инфранизким FM-сигналом, при этом модулируются частота и глубина (как в синтезаторе). В "навороченных "дорогих аппаратах применяются сложные случайные алгоритмы для придания "живости" звучанию - Randomization. Они меняют случайным образом спектр компонентов реверберационного процесса, что делает звучание похожим на реальный зал.
Технологически прогрессивным и самым современным видом искусственной реверберации является конволюционная реверберация.
Эта технология основана на применении т.н. свертки (convolution) с импульсным откликом помещения. Одним из первых популярных программных модулей, реализующих эту функцию, был Sonic Foundry Acoustic Modeler. Он мог загружать в качестве "импульсов" обычные WAV-файлы и сворачивал с ними входной сигнал. В сети стали появляться библиотеки импульсов, полученные от различных "железных" приборов компаний Lexicon и ТС Electronic, а также реверберационные импульсы реальных помещений.
Рассмотрим подробнее процесс получения импульсов и свертку с ними. Как известно, импульсный отклик линейной системы показывает реакцию системы на простейший входной сигнал -единичный импульс. Зная этот отклик, можно вычислить отклик y системы на произвольный входной сигнал.
Другими словами, зная реверберационный отклик комнаты на щелчок единичного импульса, можно вычислить реверберацию для любого сложного сигнала.
Получение импульсного отклика системы
Как получить импульсный отклик системы для использования в программе-ревербераторе? Если речь идет о цифровом ревербераторе, то достаточно подать на него единичный импульс, сгенерировать который позволяет большинство звуковых редакторов, и записать результат. Если речь идет о реальном помещении, то данный метод сталкивается с серьезными ограничениями воспроизводящей и записывающей аппаратуры: громкоговорители и микрофон должны обладать ровными АЧХ и ФЧХ, а комната не должна иметь шумов, чтобы реверберационный отклик не потонул в них. Второе из этих требований, как правило, недостижимо для залов, акустику которых предпочтительно "записывать" в присутствии зрителей. В борьбе с шумами можно повышать мощность собственно единичного импульса, но громкоговорители, как правило, неспособны передавать импульсные сигналы большой мощности без сильных искажений. Поэтому в прошлом для измерения импульсных откликов помещений часто использовались звуки хлопков в ладоши, стартовых пистолетов и лопающихся воздушных шаров. К сожалению, все эти звуки довольно далеки от единичного импульса, и результат может требовать значительной эквализации АЧХ. Хлопки в ладоши недостаточно мощны для перекрытия шума, звуки пистолета содержат слишком мало низкочастотных компонент и обладают слабой повторяемостью, воздушные шары также не обеспечивают повторяемости и имеют очень неравномерную диаграмму направленности на различных частотах.
Более современный метод измерения импульсных откликов основан на использовании специальных шумовых последовательностей (MLS -maximum-length sequence). Если записать отклик системы (помещения) на такую последовательность, то из него можно восстановить искомый импульсный отклик системы с помощью операции деконволюции (инверсной фильтрации). Для MLS-последовательностей операция деконволюции достаточно проста, и поэтому они широко применялись для измерения акустики помещений, обеспечивая хорошее соотношение сигнал/шум для полученных импульсных откликов. Однако методу MLS присущи некоторые недостатки. Во-первых, MLS-последовательности имеют белый спектр и на низких частотах не всегда способны обеспечить хорошее соотношение сигнал/шум для заполненных зрителями залов, т.к. шум заполненного зала на средних и низких частотах приблизительно красный (спад около 3,5 дБ/окт). Во-вторых, этот метод рассчитан на то, что измеряемая система является линейной. Если же в системе присутствуют нелинейности или изменения по времени (даже такие незначительные, как движения публики, воздушных масс или джиттер в аудиосистеме), то они приводят к искажениям, проявляющимся в импульсных откликах в виде ложных реверберационных отражений.
Наиболее современный метод получения импульсных откликов помещений также использует метод деконволюции, но в качестве тестового сигнала выступает скользящий тон. Из записанного отклика помещения можно отфильтровать гармонические искажения, т.к. они будут всегда находиться на частотах выше тестового сигнала, а интересующая нас реверберация - ниже (в силу возрастания частоты по времени). Кроме того, для улучшения соотношения сигнал/шум можно увеличить амплитуду низкочастотной части тестового сигнала и учесть это в процессе деконволюции. Таким образом, с данным тестовым сигналом удается избавиться от многих проблем метода MLS и обеспечить хорошее соотношение сигнал/шум в получаемом импульсном отклике.
Еще один метод получения ("синтеза") импульсов - компьютерная трассировка "звуковых лучей" в моделируемом помещении.
Вычисление свертки
Длина импульсных откликов помещений зависит от их времени реверберации. На восприятие реверберации наиболее сильно влияет затухание реверберации от максимального значения до уровня -15 дБ. Можно считать, что затухание ниже уровня -60 дБ практически не влияет на восприятие. Длина импульсов помещений до их затухания до уровня -60 дБ может исчисляться несколькими секундами, т.е. длина импульса М может составлять десятки и даже сотни тысяч цифровых отсчетов. Прямое вычисление свертки в реальном времени по вышеприведенной формуле невозможно на сегодняшних персональных компьютерах в силу слишком высокой вычислительной сложности - М умножений на каждый входной отсчет сигнала. Однако вычислять свертку можно с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT), которое уменьшает сложность до порядка logM умножений на отсчет. Однако блочный подход при FFT-обра-ботке вносит в обрабатываемый сигнал задержку (latency), равную длине ядра свертки (импульса). Существуют различные методы уменьшения задержки при FFT-свертке с помощью разбиения ядра свертки на части (partitioning), позволяющие уменьшить задержку до сотни миллисекунд практически без повышения вычислительной сложности. Дальнейшее уменьшение задержки возможно, но за счет некоторого повышения вычислительной сложности. С помощью специальных запатентованных методов неравномерного разбиения ядра свертки возможно полностью устранить задержку сигнала в FFT-свертке при приемлемой вычислительной сложности для обработки в реальном времени.
Модификации импульса
Современные конволюционные ревербераторы позволяют пользователю изменять имеющиеся импульсы для достижения нужного звучания реверберации. Простейшей модификацией, позволяющей уменьшить время реверберации, является укорочение импульса. Многие ревербераторы позволяют изменять относительный уровень ранних и поздних отражений, а также задержку ранних отражений. Считается, что для красиво звучащей реверберации первые ранние отражения должны приходить через 15...20 мс после прямого звука, а суммарная мощность ранних отражений (в диапазоне 15...50 мс) должна составлять примерно -6 дБ от мощности прямого сигнала.
Фильтрация импульса позволяет изменить тембр реверберации. В общем случае фильтрация может быть зависимой от времени: применяя к различным частотным полосам импульса амплитудные огибающие, можно изменить скорость затухания (степень демпфирования) на различных частотах.
Важным параметром реверберации является плотность отражений во времени вкупе со случайной всенаправленностью их прихода. Этот параметр также называется диффузностью реверберации. В целях увеличения плотности можно добавить к имеющемуся импульсу искусственно моделированные отражения или продублировать все отражения импульса с некоторой фильтрацией.
Другой важный параметр - доля боковых отражений (латеральность). Если отражения приходят с того же пространственного направления, что и прямой звук, то они могут искажать спектр звука, вызывая гребенчатую фильтрацию. Отражения же, независимо приходящие с боковых направлений, наоборот повышают естественность звучания, увеличивая эффект "обволакивания" (envelopment) акустической средой. Существует звукоре-жиссерский прием, когда при панорамировании прямого сигнала в одну сторону искусственная реверберация панорамируется в противоположную сторону.
Нелинейные элементы обработки
Реверберация реальных помещений практически линейна, то есть может быть достаточно точно описана сверткой с соответствующим импульсом. Однако в случае заполнения зала зрителями может появиться некоторая случайность параметров реверберации во времени. Такой случайности можно добиться, изменяя парамегры импульса во времени или нелинейно обрабатывая полученную искусственную реверберацию. Можно применить случайные возмущения уровня, динамическую обработку или даже модуляцию частоты. Не все нелинейные модификации будут звучать натурально, но многие из них можно использовать как дополнительные выразительные средства или спецэффекты. Например, модуляция реверберации по высоте не годится для записей фортепиано, т.к. фортепиано - инструмент со строгим строем, без модуляций и вибрато. Однако тот же прием в ряде случаев хорошо прозвучит на вокале или струнных.
Очевидно, что звучание конволюционных ревербераторов определяется в первую очередь загруженными в них импульсами и их средствами по модификации импульсов. А алгоритм "применения" реверберации в них используется практически один и тот же.
Нетрудно вспомнить, что первыми эффект-процессорами были, по сути дела, усилители. В частности, усилитель (или громкоговоритель) Leslie — "примочка" к органу Хаммонда, ставшая отраслевым стандартом вопреки настойчивой агитации компании Hammond против изделий Leslie. Легенда гласит, что даже домашний орган Лоренса Хаммонда был оснащён "вражеской" примочкой. Зато совершенно точно известно, что подчинённые Хаммонда втихую использовали Leslie у себя дома. Сейчас эффект-процессоры наиболее часто ассоциируются именно с гитарной музыкой. Более того, отдельные эффект-модули называют "примочками", а громкое название "процессора" заслуживают только устройства, позволяющие комбинировать сразу несколько эффектов. На самом деле, все эти "украшения" звука используются отнюдь не только гитаристами. На борту у любого современного и не очень синтезатора обязательно имеется некоторое количество эффект-модулей (reverb, echo и chorus есть даже у "самоиграек").
Существуют эффект-процессоры, сделанные специально для вокалистов.Но в общем, "дисторшн" (Distortion) и "перегруз" (Overdrive) ассоциируются, в первую очередь, с гитарой — причём тяжёлой, хотя эти эффекты используются практически в любых направлениях гитарной музыки. В то же время реверберация (Reverb) исключительно часто используется для обработки вокала. Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые средства обработки акустического сигнала.
Амплитудные эффекты
1. Volume control — это, собственно, и не эффект вовсе, а просто регуляция громкости.
2. Tremolo и Auto tremolo — частое циклическое изменение высоты тона звука. Во втором случае характеристики тремоло определяются какими-либо ещё характеристиками (частотой тона, например).
3. Panning/ping-pong — циклическое смещение звука по стереопанораме (грубо говоря, имитация метания источника звука слева направо).
4. Gating/repeat percussion — тремоло со стопроцентной модуляцией сигнала волной квадратной формы (Square Wave).
5. Compression — сжимание динамического диапазона; увеличивается амплитуда слабого сигнала, в то время как амплитуда сильного сигнала уменьшается. Появились в 1970-е годы.
6. Expansion — эффект, обратный действию Compression: громкие звуки делаются громче, тихие — ещё тише.
7. Assymetric/Peak Compression — компрессия налагается только на громкий звук, в то время как общий уровень огибающей сигнала (waveform envelope) остаётся на месте.
8. Noise Gating — "гейтирование" шума. Поскольку шум, как правило, значительно тише основного сигнала, то при использовании данного эффекта устанавливается порог громкости, ниже которого сигнал просто подавляется.
9. Attack Delay — замедленная "атака" сигнала, вариант Noise gating с замедленным возрастанием силы сигнала. Иногда можно создавать эффект проигрываемой задом наперёд плёнки.
10. ADSR (attack, decay, sustain, release) — искусственное формирование огибающей. Эффект позволяет задать продолжительность "атаки", спадания (decay), удержания (sustain) и конечного угасания звука (release).
11. Limiting — разновидность ассиметричной компрессии, где обработке подвергаются только сигналы с определённой амплитудой.
12. Auto Swell — "раздувание", повышение уровня громкости сигнала (или нескольких определённых нот) с какого-то стартового уровня до максимума.
Эффекты задержки
1. Reverb — реверберация, имитация отражений звука от поверхностей в пространстве. Наиболее реалистично себя ведут, естественно, цифровые ревербераторы. Сейчас появляются всё более хитрые системы имитации акустики реальных помещений (ведь это всё — сугубая математика), но и от простейших "пружинных" ревербераторов исполнители не желают отказываться.
2. Echo, Reverse Echo — комментарии, очевидно, излишни.
3. Flanging — эффект, который создаётся посредством смешивания основного сигнала с его несколько задержанной по времени копией, причём время задержки постоянно изменяется. Такой эффект несложно получить, используя стандартное оборудование, и, по легенде, этот эффект открыли Beatles во время записи альбома. Компьютерщики в таких случаях говорят, что "баг" стал "фичей".
4. Chorus — дублирование сигнала с небольшим смещением высоты тона и рассинхронизацией.
Ну и самое интересное, пожалуй, — это эффекты искажения сигнала, а точнее формы волны (waveform). Именно сюда относится Distortion.
Искажения формы волны
Эффекты Overdrive ("перегруз"), Distortion ("дисторшн") и Fuzz ("фуз") отличаются, по сути, только степенью искажения. При подаче сигнала на усилитель, он "сдавливается" лимитером и волна приобретает прямоугольную или близкую к ней форму — в связи с "перегрузкой" (clipping).
Соответствующие иллюстрации вполне наглядно отображают происходящие процессы.
Чем более "острыми" оказываются углы, тем более скрежещущим оказывается звук на выходе. Этим активно пользуются исполнители тяжёлой музыки, хотя, для того, чтобы поубавить немузыкального скрежета, используются специальные фильтры, скругляющие углы. Степень искажения звука зависит напрямую от того, насколько увеличивается амплитуда обрабатываемого сигнала и насколько велика оказывается "перегрузка". А чем она больше, тем более "квадратной" оказывается волна. Характерно, что звук "перегруженной" электрогитары напоминает звучание синтезатора, настроенного на тембр Square Wave/Lead. Некоторые "примочки", обозначаемые как Fuzz Box, позволяли придавать волне совершенно квадратную форму. Это звучало хорошо до тех пор, пока исполнитель не брал две ноты сразу — тогда получалась грязь, поскольку возникало интермодуляционное искажение (Intermodulation distortion). Если взять две чистых синусоидальных звуковых волны (синусоидальная волна лишена тембральных характеристик, это так называемый "белый" звук) и произвести их интермодуляцию, то зазвучат не только эти две волны, но ещё и две новые — сумма и разность частот обеих волн. Если взять ноты с частотами "ля"-440Гц и "ля"-880Гц (чистая октава), то кроме них получатся ещё одно "ля"-440Гц, плюс "ля"-1320Гц (то есть, ещё на октаву выше). Это будет звучать просто роскошно. Но если взять "ля"-440Гц и какую-нибудь другую ноту, разность и сумма будут совсем другими, и с гармонией можно будет распрощаться. К тому же у синусоидальной волны, в отличие от тех, что производят другие инструменты, начисто отсутствуют дополнительные гармоники — которые тоже влияют на интермодуляцию. В итоге получается чёрти-что. Существует и другие способы "музыкального искажения" звука. Например, посредством сильного лимитирования или компрессии. В отличие от перегрузки, звуковая волна при таком способе сохраняет многие свои характеристики, компрессии подвергаются только "пики" (наиболее высокоамплитудные части сигнала). Существует также очень интересный эффект: играешь одну ноту, а получаешь октаву. Этого можно добиться с помощью полного или частичного "выпрямления" сигнала (на иллюстрациях).
Однако же существует целый ряд прочих эффектов, активно применяемых для обработки звучания различных инструментов, в том числе голоса. Помимо уже упомянутого ревербератора и chorus (использовать расхожий варваризм "хорус" мы в данном случае не будем), необходимым и обязательным является использование эквалайзера (equalizer).
Equalizer — модуль для регуляции громкости определённых частот. Он необходим для того, чтобы компенсировать несовершенство звучания техники или музыкальных инструментов при записи. Для того, чтобы после сведения нескольких звуковых дорожек все инструменты звучали чётко, также необходима обработка частот, поэтому эквалайзеры всегда найдутся в студии звукозаписи. Как правило есть они и на звуковоспроизводящей технике, вплоть до виртуальных проигрывателей, вроде Winamp.
Профессиональные эквалайзеры являются "многополосными", то есть позволяют регулировать довольно узкие диапазоны частот независимо друг от друга. А самые примитивные, однополосные регуляторы тембра, найдутся и на какой-нибудь "мыльнице" Panasonic. Влево повернёшь, верхних частот станет меньше, звук будет глухим; повернёшь вправо — "верхи", наоборот, вылезут. Даже на компьютерных колонках это реализовано более убедительно — "басы" и "верхи" регулируются отдельно друг от друга. Ну а 28-30 полосные эквалайзеры — это уже удел профессионалов и самых тонких ценителей хорошего звука (у которых формат MP3, например, вызывает брезгливое презрение). Каждая из ручек "графического" эквалайзера регулирует свой диапазон частот, а точнее — управляет специальным фильтром, пропускающим только определённые частоты. Фильтр может усиливать пропущенный через него сигнал, или наоборот, глушить его. Нижеприведённая схема показывает, как должен быть устроен эквалайзер, чтобы действительно эффективно управлять всем спектром.
Фильтры центральных частот в графических эквалайзерах обычно размещаются по "октавам". Целая октава соответствует степени двойки, соответственно, если первая срединная частота соответствует 100Гц, то следующая будет соответствовать 200Гц, далее 400Гц, 800Гц и так далее. Треть октавы означает, двойку в степени 1/3, что приблизительно соответствует 1,26. Так, если первая срединная частота у нас всё те же 100Гц, то следующие окажутся на 126Гц, 159Гц, 200Гц и так далее. На сами частоты и их расположение, кстати, имеется свой стандарт ISO. Существуют также так называемые параметрические эквалайзеры. Они значительно более гибки и регулируемы, по сравнению с графическими, но требуют большей осторожности и опыта в использовании. С помощью параметрического эквалайзера можно устанавливать не только степень урезания или наоборот, усиления каких-то частот, но даже выбирать центровые частоты, а также контролировать обратные наводки (feedback). Ещё одним часто используемым эффектом является фазовое смещение сигнала (Phase shifter, или, как его обычно называют, Phaser). В общем и целом, Flanger оказывается частным случаем Phaser. Phaser сдвигает фазу определённых, специально "помеченных" частот в общем сигнале, и уже отфильтрованный сигнал смешивается с исходным ("сухим" — dry). Фаза может сдвигаться как вперёд и назад, так и инвертироваться. Что касается досточтимого Ring Modulator — то с ним всё очень просто. Как и в случае и интермодуляционным искажением, RM выделяет два сигнала и добавляет к ним их частотную сумму и разность. Звук получается... как бы это сказать... довольно странным, так что эффект не слишком часто используют — что и не удивительно. Ну и последний эффект, о котором есть смысл рассказать, это, наверное, Wah-Wah. Он же "квакушка", он же "вау-вау". Собственно говоря, этим изделием впервые воспользовался Джимми Хендрикс, и непонятно, кто кого прославил. Скорее всего, они прославили друг-друга. "Квакушка", если она, конечно, не автоматизированная, представляет собой педальный модуль, который, при нажатии педали носком, выводит верхние частоты. При нажатии каблуком, соответственно, звучат сплошные басы. Переменное нажатие, соответственно, выдаёт "квакающий" звук, который так любят блюзмены и рокеры.
Реставрация фонограмм
Цифровая реставрация фонограмм
Непрерывное развитие компьютерных технологий обработки мультимедийной и, как её части, аудиоинформации сделало возможным проводить цифровую реставрацию фонограмм с последующей записью на компакт-диск, о чём ещё несколько лет назад не приходилось и мечтать. Действительно, о какой реставрации аудиозаписей можно было говорить в докомпьютерную эпоху? Да почти ни о какой - по современным меркам, конечно…
Немного частотной коррекции, подавление шума динамическим фильтром, порой сопровождаемое заметным искажением полезного сигнала, режекция царапин, опять же сопровождающаяся слышимыми на слух искажениями… Вот, пожалуй, и всё.
Возможно, именно с этого времени отношение к реставрации фонограмм в среде аудиофилов оказалось более чем скептическим. И здесь, по нашему мнению, необходимо лирическое отступление от технических подробностей, характеристик процессоров, аудиоплат, особенностей программного обеспечения и т. д. Два слова - об этических и эстетических аспектах проблемы. Очевидно, что любое вмешательство в произведение искусства требует большого мастерства и такта. Хорошо известно мнение о том, что вмешательство в фонограмму абсолютно нежелательно и может только всё испортить. Бесспорно, может. Но не будем забывать, что хорошо реставрированная запись способна доставить куда более сильное эмоциональное впечатление от прослушивания. Ведь, в конце концов, щелчки и поскрипывания механической записи, рокот и шумы обычно не являются самостоятельными эстетическими ценностями. Когда являются - это отдельный разговор, и здесь, как представляется, проблем нет. Мы же будем говорить о более простой ситуации, когда стоит задача просто скорректировать и по возможности исправить дефекты, свойственные механической и магнитной записи, которые возникают под действием времени, несовершенства технологии или являются причиной различных повреждений. Достаточно привести аналогию с живописью: здесь эта дилемма давно и успешно решена - реставрация необходима.
Итак, представим себе наиболее типичную ситуацию, когда необходимо перевести виниловые (или магнитные) записи на CD. Что для этого нужно, с чего начать и какие подводные камни можно встретить на этом пути?
На вопрос, что для этого нужно, ответ может показаться парадоксальным. С одной стороны, возможностей практически любого современного персонального компьютера с лихвой хватит для обработки звука. С другой стороны, необходимо помнить, что любые потери качества исходного оригинала не могут быть исправлены (!) в дальнейшем. Из этого следует, что первым делом необходимо позаботится о качестве источника сигнала. Если речь идёт о виниловых грампластинках, постарайтесь раздобыть наилучшую вертушку, доступную вам. То же - с магнитной записью. Не надейтесь скомпенсировать погрешности воспроизводящего аппарата дальнейшей компьютерной обработкой: вам хватит проблем с дефектами самой фонограммы! Такой же подход (хотя и с оговорками) приветствуется и при выборе звуковой платы. Разумеется, оцифровать фонограмму можно самой обычной бюджетной звуковой платой. Только стоит ли? Тем более что стоимость качественных плат сильно снизилась за последнее время. Настройка оборудования
Итак, источник сигнала подготовлен, очищен, отрегулирован, откалиброван; носитель сигнала также соответствующим образом подготовлен. Теперь настало время заняться калибровкой и настройкой звуковой платы. Что здесь надо иметь в виду? Во-первых, по нашему мнению, оцифровывать сигнал нужно с частотой дискретизации, которая будет использована для записи реставрированной фонограммы. В большинстве случаев это будет компакт-диск, и поэтому частота дискретизации должна быть 44,1 кГц, чтобы исключить преобразования частоты дискретизации, способные вызвать нежелательные искажения сигнала в дальнейшем. Исключения (выбор иной частоты дискретизации) могут быть, когда требуется, например, коррекция скорости воспроизведения. В этом случае сигнал лучше оцифровать с повышенной частотой дискретизации. Хотя, как показывает практика, даже в этих случаях порой
|
