CC BY
84
Гришко А.К.
ДИНАМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛА В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АУДИОЗАПИСИ
В систему управления процессом аудиозаписи (и воспроизведения) обычно объединяют устройства (компрессор/лимитер/гейт) , скоммутированные определенным образом. Программная среда - Sound Forge 6.0 -
наиболее качественно позволяет решать задачи по обработке сигнала.
Методика настройки системы управления и алгоритм действий звукооператора включает в себя несколько этапов.
Подключаем к звуковой карте микрофон и записываем с помощью него несколь ко слов, например: «Раз,
два, три.Файл должен быть стерео, причем слова лучше записать с разным уровнем, то есть первое слово сказать громко, а остальные два - тише. Это смоделирует ситуацию записи вокала, когда солист одну часть песни поет тихо, а вторую - громко. В практической деятельности с такой ситуацией приходится сталкиваться чуть ли не каждый день. После записи необходимо будет сделать компрессирование записанного звука, чтобы в последующем продолжить обработку сигнала с применением лимитера и гейта.
Далее необходимо нормализовать запись по уровню 0 дБ и обрезать «хвосты» в начале и конце записи.
Сохраните файл под именем Golos. Далее он будет фигурировать именно под таким названием.
Рис. 1. Графическое представление слов "Раз, два, три... "
В результате, в окне записанного файла вы должны получить изображение, близкое к тому, что показано на Рис. 1. Обратите внимание на разницу амплитуд первого и последнего звуков. На рисунке эта разница составляет более 1B дБ. С ней-то мы и будем бороться в этом опыте. Кстати говоря, если такая разница амплитуд будет в дорожке вокала при многоканальной записи какой-нибудь песни, то тихие участки будут маскироваться за аккомпанементом (особенно, если последний производится синтезатором, а не «живыми» инструментами). Поэтому к такой дорожке обязательно надо применять компрессию.
Выберите команду меню Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое представление). На экране появится диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки) (Рис.2).
Рис. 2. Диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки)
В центре диалога находится график зависимости уровня выходного сигнала от уровня входного, иллюстрирующий работу компрессора, лимитера или гейта . По оси абсцисс этого графика откладывается уровень входного сигнала, а по оси ординат - уровень выходного. Линия, проходящая через поле графика, отражает текущие настройки динамической обработки. Когда вы ведете указатель мыши над графиком, то над правым верхним углом последнего появляются координаты текущей точки, которые облегчают восприятие. Перед координатами выводится параметр Gain of (Уровень от...) который, показывает недостаток уровня по отношению к Q дБ, если значение отрицательное, или превышение уровня Q дБ, если его значение положительное.
Давайте посмотрим, что показывает график на Рис. 2. До точки перегиба, обозначенной маленьким квадратиком, график совпадает с диагональю. Это означает, что уровень сигнала на входе полностью совпадает с уровнем выхода, то есть компрессор не работает и сигнал пропускается без изменений. Точка перегиба -это и есть порог срабатывания компрессора. На рисунке он находится на уровне -2Q дБ. А вот после порога срабатывания значения уровня входа не совпадают со значениями уровня выхода. Например, если на вход подается сигнал, имеющий уровень -12 дБ, то легко увидеть, что на выходе его уровень будет равен примерно -17 дБ. Это означает, что компрессор начал работать и уменьшать уровень сигнала, превышающий порог срабатывания.
Левее графика находится вертикальный регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала). Он нужен для сохранения общего уровня сигнала после обработки. Посмотрите на Рис. 2. Если мы на вход компрессора
подаем сигнал, нормализованный по уровню 0 дБ, то на выходе получаем максимальный уровень около -13 дБ. Чтобы сохранить первоначальный уровень сигнала, нам нужно компенсировать недостающие 13 дБ. Установка регулятора Output gain (Уровень выходного сигнала) в положение 0 дБ как раз даст необходимую компенсацию.
Ниже графика находятся два горизонтальных движка, с помощью которых устанавливаются параметры компрессии. Все операции с ними приводят к изменению графика. И обратно: любое «рисование» в поле графика приводит к изменению положения этих движков. Регулятор Threshold (Порог) устанавливает порог срабатывания. А регулятор Ratio (Степень) - степень компрессии.
Как нам подобрать порог срабатывания? Так как перед нами стоит задача сблизить уровни трех записанных слов, нам нужно уменьшить разницу между самым громким и самым тихим словом. Как мы уже видели, в нашем примере (Рис. 1) эта разница составляет примерно 18 дБ. Чтобы вам точно определить разницу в собственной записи, воспользуйтесь следующим приемом: в рабочем окне выделите самый тихий звук (третий) и нажмите на кнопку воспроизведения на панели Transport (Транспорт); цифры над измерителем уровня Sound Forge покажут его максимальный уровень. А так как мы весь файл приводили к уровню 0 дБ, то эта цифра и будет разницей между самым громком и самым тихим словом.
Порог срабатывания нужно выбрать чуть больше, чем разница уровней между словами. То есть -20 дБ в нашем примере будет то, что надо. После установки такого порога, компрессор будет почти без обработки пропускать самое тихое (третье) слово, а вот уровни первого и второго будут довольно сильно уменьшаться, так как их уровень основательно превышает -2 0 дБ. Потери общего уровня будут компенсироваться за счет соответствующей установки движка Output gain (Уровень выходного сигнала).
Такой способ установки порога срабатывания хорош только для нашей конкретной задачи. На практике нужно всегда учитывать характер композиции, на дорожках которой применяется компрессия. Если у вас тихая часть дорожки вокала совпадает с уменьшением громкости аккомпанемента, то подобное компрессирование приведет к «вываливанию» голоса в тихой части. Поэтому, если вы записываете не ровную танцевальную композицию, а, например, песню под акустическую гитару, то надо прикинуть разницу между самым громким и самым тихим звуком, а потом решить насколько вы хотите ее уменьшить, учитывая характер самой композиции. Поначалу вам придется много экспериментировать, но со временем появится навык, и все станет гораздо проще.
Кстати говоря, вам совершенно необязательно обрабатывать всю дорожку одинаково. Если в целом все нормально, но есть одно-два места, где вокалист спел неровно, то обработайте с большим порогом неровные места, а на всем треке примените, например, компрессию с порогом -10 дБ для того, чтобы придать исполнению цельность.
На инструментальных дорожках порог срабатывания для начала лучше устанавливать в половину разницы между самым громким и самым тихим звуком, но всегда нужно искать компромисс между «ровностью» звучания и сохранением динамики исполнения. Очень легко сделать дорожку ровной, но при этом также легко потерять нюансы исполнения. Рекомендация в этом случае одна: слушайте результаты обработки в общем контексте
музыки.
Теперь давайте разберемся со степенью компрессии. На самом деле, никаких строгих правил установки степени нет. Можно только дать самые общие ориентиры, которые в зависимости от конкретных случаев будут изменяться. Так что для начала ориентируйтесь на них, но обязательно слушайте конечный результат и, если вам что-то не нравится - не стесняйтесь экспериментировать. Только таким путем вы научитесь использовать компрессор. Вот эти рекомендации для современной поп- и рок-музыки (для других жанров степень компрессии надо подбирать экспериментально):
Исходный материал Степень компрессии I
Вокал 3:1
Электрогитара соло 5:1 или 6 1 1
Электрогитара ритм 3:1 или 4 1 1
Акустическая гитара 2:1 или 3 1 1
|Бас 4:1
Левее регуляторов порога срабатывания (Threshold) и степени компрессии (Ratio) расположены два поля Attack (Атака) и Release (Восстановление). Первое поле используется для установки времени срабатывания компрессора, а второе - времени восстановления (Рис. 3).
Изменение времени атаки обычно используется во время обработки дорожек ударных и перкуссии, когда необходимо выровнять партию, но при этом сохранить динамику. Идея очень проста: так как максимум звуковой энергии ударных содержится в первой части звука, то применение задержки срабатывания компрессора позволяет пропускать «пики» без изменения, то есть звук по-прежнему будет «хлесткий», но при этом будет достигаться общее выравнивание. На самом деле, этот прием применяется редко и вряд ли будете использован вами в домашней студии, так как в ней записать «живую» ударную установку нереально. А вот изменение времени восстановления на дорожках соло-гитары позволит максимально продлить сустейн (длительность звучания). Только надо пользоваться этим приемом довольно осторожно, так как очень легко сделать слышимыми всевозможные шумы.
Рис. 3. Схема, иллюстрирующая действие изменения параметров Attack и Release На следующем этапе обрабатываем записанный нами файл компрессором.
Установите движок Threshold (Порог) в рассчитанное вами положение (в нашем примере это -20 дБ), а регулятор Ratio (Степень компрессии) установите в положение 3.0:1.
В поле Attack (Атака) введите значение времени задержки 1 мс, а в поле Release (Восстановление) введите значение времени восстановления 500 мс.
Регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) установите в положение 0 дБ.
Убедитесь, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compensate (Автоматическая компенсация уровня) установлены. Первый из них включает режим обработки стереофайла, а второй - автоматического приведения сигнала к уровню, установленному движком Output gain (Уровень выходного сигнала).
Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр) и прослушайте результат работы компрессора. Звук должен стать ровнее. Если возникает перегруз ЦАП звуковой карты, то при помощи движка Output gain (Уровень выходного сигнала) можно немного уменьшить выходной уровень.
После нажатия кнопки ОК файл будет пересчитан, и вы вернетесь в рабочее окно программы.
Результат работы компрессора показан на Рис. 4. Сравните это изображение с Рис. 1, на котором показан тот же файл, но до обработки. Видите - разница уровней между первым и вторым словом составляет уже всего лишь около 6 дБ. То есть мы добились выравнивания звука, но сохранили при этом динамику: третье
слово по-прежнему звучит тише, чем первое или второе, хотя эта разница уже не так сильна.
• ' " : !
Рис. 4. Результат работы компрессора
Переходим обработке сигнала лимитером, который представляет собой компрессор, у которого степень компрессии установлена в положение «один к бесконечности».
Посмотрите на Рис. 5. На нем представлен уже знакомый вам график. Порог срабатывания лимитера установлен в положение -2 0 дБ. После порога срабатывания график идет строго горизонтально. То есть, какой бы сигнал вы не подавали на вход, его максимальный уровень всегда будет -2 0 дБ.
•W.
-М. -У2 Й) -1& -* -2+ -Й в
Рис. 5. Иллюстрация работы лимитера
Как правило, программный лимитер применяется крайне редко. А вот в студиях, где работают цифровые магнитофоны или системы записи на жесткий диск, при записи очень часто используется пиковый лимитер с порогом срабатывания 0 дБ. Его основное назначение - не допустить превышения уровня записи 0 дБ, чтобы не возникло перегруза АЦП магнитофона. Слово «пиковый» означает, что лимитер срабатывает от любых, даже самых быстрых «пиков» сигнала, в отличие от обычных устройств, которые реагируют на изменения среднеквадратичного значения (RMS) уровня. Особенно актуально использование пикового лимитера с бас-гитарой, которая очень «любит» перегружать любые АЦП.
Чтобы познакомиться с работой лимитера выберите команду меню Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое представление). На экране появится диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки). После этого установите порог срабатывания (Threshold) на уровень -2 0 дБ, а степень компрессии (Ratio) в положение 1:-Inf. (крайнее правое положение). График примет положение, показанное на Рис. 5.
Установите регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) в положение 0 дБ и убедитесь, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compensate (Автоматическая компенсация уровня) установлены. После нажатия кнопки ОК вы вернетесь в рабочее окно Sound Forge, а на экране окажется примерно то, что показано на Рис 6.
Рис. 6. Результат работы лимитера по уровню -20 дБ
Видите, максимальный уровень первого и третьего слов совершенно идентичны. Послушайте то, что получилось - и вы не обнаружите никакой разницы в уровне. После прослушивания отмените результат работы лимитера, нажав кнопку возврата на панели Standard (Стандартные).
Теперь займемся гейтом. В программе Sound Forge есть алгоритм, который управляется с помощью традиционных регуляторов. Однако, гораздо интересней графически смоделировать работу гейта, «нарисовав» график его работы в соответствующем поле диалога Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки).
Итак, в паузах между словами в вашем файле Golos могут присутствовать различные шумы. Попробуем их уничтожить.
Выберите команду меню Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое представление). На экране появится диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки).
На Рис. 7 показан график работы гейта. Давайте прикинем, что происходит со звуком. Порог срабатывания (перегиб) на рисунке установлен на уровне -22 дБ. Пока на входе уровень не превышает уровень порога срабатывания, на выходе у нас ничего нет. Но стоит сигналу превысить порог срабатывания - он сразу поступает на выход с тем же уровнем. Кстати говоря, если требуется, можно нарисовать и комбинированный алгоритм компрессор/гейт. Для этого линию выше порога срабатывания нужно провести не вдоль диагонали, а ниже ее.
о
•12
•24
■4Я
-во
»7£
■ Sr# tk.
-W -72 -<0 •« -36 -Й4 -Й 0
Рис. 7. График работы гейта
Нарисуйте в графическом поле диалога Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки) линию, показанную на Рис. 7. Основные приемы графического редактирования те же самые, что и при
создании плавного уменьшения громкости в диалоге Fade (Фейдер)
Значения полей Attack (Атака) и Release (Восстановление) оставьте прежние (1 мс и 500 мс, соответственно).
Регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) также оставьте прежним (0 дБ). Убедитесь, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compens ate (Автоматическая компенсация уровня) установлены.
Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр) и послушайте результаты работы вашего гейта. Шума в паузах быть не должно. Если этого не происходит, то попробуйте поднять порог срабатывания с отметки -
22 дБ до -20 дБ и выше, пока шум не исчезнет.
После нажатия кнопки ОК файл будет пересчитан, и вы вернетесь в рабочее окно Sound Forge.
Кстати говоря, можно нарисовать и график работы «мягкого» гейта. То есть незадолго до порога сраба-
тывания сигнал будет просто компрессироваться. Такое плавное открытие гейта позволяет очень аккуратно уводить все шумы, не создавая ощущения «выключения» звука (Рис. 8).
Сап о! £4.1 с£ Ы. -26.*: -2.3 сШ
-М. -72 -И) -4# -ж а -и о
Рис. 8. . "Мягкий" гейт
После выполнения экспериментов сохраните файл для последующего использования.
