Динамическая обработка
О сущности динамической обработки мы ограничимся лишь изложением кратких сведений о назначении различных приборов динамической обработки, работа которых моделируется в Cubase SX.
В зависимости от выполняемых функций различают следующие приборы динамической обработки:
ограничители уровней;
компрессоры динамического диапазона;
экспандеры динамического диапазона;
пороговые шумоподавители (гейты).
Ограничитель уровня (лимитер) — это авторегулятор уровня, у которого коэффициент передачи изменяется так, что при превышении номинального уровня входным сигналом уровни сигналов на его выходе остаются практически постоянными, близкими к номинальному значению. При входных сигналах, не превышающих номинального значения, ограничитель уровня работает как обычный линейный усилитель. Лимитер должен реагировать на изменение уровня мгновенно.
Компрессор — такое устройство, коэффициент передачи которого возрастает по мере уменьшения уровня входного сигнала.
Действие компрессора приводит к повышению средней мощности и, следовательно, громкости звучания обрабатываемого сигнала, а также к сжатию его динамического диапазона.
Экспандер имеет амплитудную характеристику, обратную по отношению к амплитудной характеристике компрессора. Экспандер применяют в том случае, когда необходимо восстановить динамический диапазон, предварительно преобразованный компрессором. Система, состоящая из последовательно включенных компрессора и экспандера, называется компандером. Она используется для снижения уровня шумов в трактах записи или передачи звуковых сигналов.
Пороговый шумоподавителъ (гейт) — это авторегулятор, у которого коэффициент передачи изменяется так, что при уровнях входного сигнала меньше порогового амплитуда сигнала на выходе близка к нулю. При входных сигналах, уровень которых превышает пороговое значение, пороговый шумопо-давитель работает как обычный линейный усилитель.
Любой прибор динамической обработки в своем составе имеет два функциональных элемента — основной канал и канал управления.
Задача канала управления заключается в обнаружении момента пересечения аудиосигналом порогового значения, измерении уровня аудиосигнала относительно порога и выработке управляющего напряжения.
Результат обработки зависит от вида характеристики регулируемого элемента основного канала. Например, если с ростом управляющего напряжения, подаваемого на регулируемый элемент, его коэффициент передачи уменьшается, то получается компрессор, если увеличивается, то — экспандер.
Оценку инерционности устройств динамической обработки осуществляют на основе анализа двух временных характеристик: времени срабатывания и времени восстановления.
Для регулируемых звеньев всех устройств динамической обработки кроме гейта срабатыванием принято считать реакцию устройства на увеличение уровня сигнала, а восстановлением — на его уменьшение. Время срабатывания — это интервал между моментом, когда от источника начинает подаваться сигнал с уровнем на 6 дБ выше номинального значения, и моментом, когда выходной уровень уменьшается с 6 дБ до 2 дБ по отношению к номинальному значению.
Время восстановления — это интервал между моментом, когда уровень сигнала от источника снижается с 6 дБ до номинального значения 0 дБ, и моментом, когда выходной уровень увеличивается от —6 до —2 дБ по отношению к номинальному значению.
Для гейта срабатыванием принято считать уменьшение усиления при пропадании полезного сигнала, а восстановлением — восстановление усиления при появлении полезного сигнала.
Одной из наиболее часто применяемой разновидностью динамической обработки является компрессия — сжатие динамического диапазона.
Субъективно компрессия проявляется как увеличение громкости звука. Он становится более "плотным". И это не удивительно. Ведь в результате компрессии можно достичь увеличения средней мощности неискаженного сигнала. По сути дела компрессия сводится к автоматическому управлению усилением. Когда уровень сигнала становится слишком большим, усиление уменьшается, а при нормальном уровне сигнала усилению возвращается исходное значение.
Результат компрессии зависит от правильного выбора значений нескольких основных параметров. К важнейшим из них относятся:
порог срабатывания (Threshold);
коэффициент компрессии или коэффициент сжатия (Compression Ratio);
компенсирующее усиление (Makeup Gain);
время атаки (Attack Time);
время восстановления (Release Time).
Порог срабатывания определяет уровень, при превышении которого компрессор начинает управлять усилением (иногда говорят, что он находится в активном состоянии). До тех пор пока значение уровня сигнала меньше порогового, компрессор не воздействует на сигнал (компрессор находится в пассивном или выключенном состоянии). От величины порога зависит, коснется ли обработка только отдельных пиков или сигнал будет подвергаться компрессии постоянно.
Коэффициент компрессии (сжатия) определяет степень сжатия динамического диапазона сигнала, имеющего уровень выше порогового. Численно он равен отношению уровня сигнала на выходе работающего компрессора к уровню сигнала на его входе.
Например, коэффициент компрессии 2:1 означает, что изменение уровня входного сигнала на 2 дБ вызовет изменение уровня выходного сигнала только на 1 дБ. На практике именно такое отношение часто применяется, хотя иногда приходится устанавливать более высокие значения. Если коэффициент компрессии установлен, скажем, в пропорции 20:1 и больше, то получается режим ограничения. Это значит, что если на входе появляется сигнал, превышающий установленный уровень, то сигнал на выходе практически не будет усилен.
Абсолютному ограничению соответствует коэффициент компрессии "Бесконечность:!", но на практике величины отношений больше, чем 20:1, дают такой же эффект.
Время атаки определяет, насколько быстро компрессор будет реагировать на сигналы с уровнем выше порогового.
При больших значениях параметра Attack Time компрессор, вероятнее всего, не будет успевать отслеживать резкие увеличения уровня входного сигнала. В сигнале на выходе компрессора будут присутствовать пики.
Если значение параметра Attack Time мало, то можно практически исключить возникновение пиков сигнала при скачкообразном увеличении его уровня. Однако при этом звучание может стать недостаточно акцентированным.
Время восстановления — это время, за которое компрессор выходит из активного состояния после падения уровня сигнала ниже порогового.
Если время восстановления слишком велико, то компрессор дольше находится в активном состоянии и воздействует на динамический диапазон даже тогда, когда это нежелательно. Это дает заметный на слух эффект пульсации звука, так как компрессия не приводит к сглаживанию сигнала.
При малом времени восстановления обеспечивается более существенное сглаживание. Но в тех ситуациях, когда уровень входного сигнала постоянно колеблется в окрестностях порогового значения, возможно возникновение эффекта "захлебывания".
Подбор оптимального времени восстановления основан на поиске компромисса. Обычно рекомендуется для инструментальной музыки в качестве грубого приближения и отправной точки для более тонкой настройки выбирать время восстановления около 500 мс. Это соответствует промежутку между двумя тактами при темпе 120 четвертей в минуту.
Восприятие музыки зависит от динамического диапазона, так как динамика позволяет передать эмоциональное содержание. Если совершенно сгладить динамику, сделать один неизменный средний уровень, то получится музыка, которую неинтересно слушать.
Неопытный вокалист обычно допускает большие перепады в громкости. В результате некоторые слова тонут в общем звучании музыки, а другие, наоборот, слышны слишком громко. Поэтому при записи вокала всегда используется компрессия.
Когда у вокалиста есть проблемы с шипящими звуками, а смена типа микрофона и его расположения не приводит к исправлению ситуации, тогда при сведении стоит использовать компрессор в режиме деэсера, в котором устраняются свистящие и шипящие согласные в вокальной партии. Если путем фильтрации при помощи внешнего эквалайзера подавить все низкие частоты, поступающие на вход канала управления, компрессор будет реагировать только на высокочастотные звуки. В таком случае сигнал, управляющий компрессором, формируется только из тех компонентов исходного аудиосигнала, что составляют свист и шипение. В этом и заключается принцип действия деэсера. Выбор частотных составляющих, на которые надо повлиять, производится на слух. Эквалайзер, включенный в канал управления компрессором, должен усиливать частоты в области 4-10 кГц. Однако нужно подобрать точную АЧХ.
