Статья: Аудиохирургия: удаляем шумы в записях

Аудиохирургия : удаляем  шумы в записях Статьи о музыке » Всё о звуке » Работа со звуком Насколько важно, чтобы во  время съемок кроме четкого и  качественного видиосигнала был  записан и чистый звук, как  профессионал в области  звукозаписи, я понимаю лучше  других. Поэтому стараюсь  придерживаться следующих  правил: применять раздельные  направленные микрофоны,  размещать их как можно ближе  к источнику звука, выставлять  максимально высокий уровень  записи, следя, чтобы не  “обрезались” пики звуковых  колебаний (нелинейные  искажения). Но несмотря на все  эти предосторожности,  временами и на моих записях  появляются помехи (шумы), сОсновы  компрессии Статьи о музыке » Всё о звуке » Работа со звукомСамое мощное оружие в аудиоарсенале  очень часто бывает недопонято и,  поэтому, недоиспользуемо. Мы говорим о компрессии ­ технике сигнального  процессинга, которая изменяет  динамический диапазон аудио сигнала  так, что громкие пассажи  приближаются по уровню к тихим,  позволяя лучше расслышать каждый  нюанс музыки. Компрессор (или  "лимитер", когда активизирован более  сильно) автоматически "разгоняет гейн" сигнала, как это делал бы инженервручную при помощи фейдера на  консоли.  Часть I. Введение Знакомство  Правильно примененная компрессия  делает микс более тугим, уплотняет  вокал, делает бас и барабаны более  яркими и плотными, что является  основой в современной музыке.  Компрессия также может добавить  окраску, сделать сигнал теплее и толще  или ярче и острее. Она также может  быть музыкальным средством, расширяя сустейн или добавляя яркости атаке  отдельного инструмента или отдельной  ноте.  С другой стороны, вы всегда слышали  примеры недостаточного применения  компрессии ­ или полного отсутствия  ее. Если трек недокомпрессирован,  результатом может быть  неразборчивость вокала с пропаданием  согласных букв или слышны только  отдельные ноты бас­гитары с  пропаданием остальных.Перекомпрессированный трек будет  иметь одинаковую громкость на всем  своем протяжении (что является  скучным для прослушивания), или  проявится неприятный для слуха  эффект, когда, например, громкий удар  по тарелке вызывает уменьшение  громкости всего материала. Но нельзя  сказать, что много компрессии это  всегда плохо: один хорошо известный  западный звукоинженер­продюсер,  когда записывает бас, то компрессирует оба сигнала ­ и прямой и усиленный,  затем он сводит их в один и  компрессирует снова, а полученный  сигнал опять смешивает уже с бочкой и  полученное компрессирует четвертый  раз. Затем то, что получилось, опять  проходит через стерео компрессор при  мастеринге. На первый взгляд, выглядит ужасно, правда? Но так делает тот, кто  имеет дюжину платиновых альбомов.  В мире компрессии и лимитирования ­  то есть во всем мире аудиоиндустрии ­  если вы и слышите об определенном  правильном использовании, нет четко  установленных правил. Творческийподход к технике компрессирования  может открыть мир эффектов, от  добавления специфического щелчка на  рабочем барабане до уплотнения  звучания амбиентных микрофонов, и до  характерных искажений, которые может дать только перегруженный  динамический процессор. Сейчас  компрессия становится искусством, и  многие инженеры развивают свою  технику и открывают новые способы ее  применения. Некоторые из них мы  откроем ниже.  Почему компрессия?  Основной аргумент в пользу  компрессии есть ее простота.  Компрессор ­ это прибор, в котором  уровень выходного сигнала  регулируется автоматически в  определенном соотношении к  изменению уровня входного сигнала:  другими словами, он поднимает уровень сигнала, если он слаб и уменьшает, если  он велик.  Термины "компрессия" и  "лимитирование" часто путают. Этопроисходит из­за того, что это один и  тот же тип динамической обработки. Но если отношение изменения "ratio" лежит в пределе меньше, чем 10:1 (что значит,  что изменение входного сигнала на 10  dB повлечет изменение выходного  сигнала только на 1 dB), то процесс  называется компрессией, при большем  "ratio" ­ это уже лимитирование.  При более низких значениях ratio  компрессор соответственно этим  значениям уменьшает динамический  уровень сигнала ниже уровня порога  (threshold), установленного  пользователем. При более высоких  значениях лимитер жестко обрубает  сигнал, превышающий порог, до  установленного уровня.  В многодорожечной записи  динамическая обработка (еще один  термин для компрессора и лимитера,  так же как и для экспандера и гейта) в  основном используется на отдельных  инструментах или маленьких группах  инструментов. В мастеринге или в радио и телевизионном пост­продакшн  компрессируется целиком песня. Тоесть компрессия используется в  широком диапазоне ­ от необходимости  до творчества.  Защита от перегрузок  Первоначальной задачей  компрессора/лимитера было  предохранение оборудование от  чрезмерно высокого сигнала. Особенно  в радиотрансляции, где выходная  усиливающая лампа в передатчике ­  чрезвычайно важная часть оборудования ­ могла легко разрушиться от  перегрузки. Даже сегодня, несмотря на  появление и повсеместное применение  цифровой записи (благодаря малому  уровню шумов и широкому  динамическому диапазону) все равно  легко можно допустить нежелательные  шумы и искажения, просто перегрузив  ленту или другой носитель  неконтролируемым сигналом.  Ограничения, присущие цифровой  технологии, приносят с перегрузкой  сигнала большие проблемы, производя  неприятные искажения, известные как  клиппирование.Защита от перегрузок также важна в  живом звуке, особенно когда музыканты используют ушные мониторы. В данном  случае неконтролируемый громкий  сигнал может быть опасным для слуха.  Лайв­саунд инженеры используют в  таких случаях очень жесткий лимитер  (называемый также "кирпичная стена"),  который быстро автоматически  уменьшит уровень сигнала до  установленного порога.  Согласованность уровней  Как мы видим, компрессор действует  как автоматический фейдер. Он  уменьшает разницу в уровне громкости,  или "гейн" между тихими и громкими  частями исполнения.  Динамический диапазон человеческого  слуха (то есть, разница между самым  тихим пассажем, который мы можем  разобрать и самым громким, который  мы можем выдержать) составляет 120  dB. Многие из сегодняшних цифровых  носителей используют этот диапазон.  Тем не менее, если слушатель находится в виртуальной бесшумовой среде, тихиепассажи записанной музыки все равно  будут потеряны в собственном  окружающем шуме, который составляет от 35 до 45 dB.  Точно так же, когда программный  материал с широким динамическим  диапазоном воспроизводится с помощью средства с узким диапазоном, например, радио, много информации также будет  потеряно. Каждый из нас слышал  полную комбинацию подобных  проблемных факторов, слушая  музыкальное радио в движущейся  машине с отрытыми окнами.  Предохраняясь от этих проблем,  компрессия сужает динамический  диапазон программного материала до  уровня, применимого к среде, где этот  материал будут слушать, или для  источника, через который он будет  воспроизводиться.  Во время записи компрессор  используется для минимизации скачков  громкости, которые происходят, когда,  например, певец или инструменталист  имеет слишком большой динамическийдиапазон относительно  аккомпанирующей музыки. Также  компрессия помогает сгладить скачки  громкости в пределах одного  инструмента, например, бас­гитары,  отдельные ноты которой могут звучать  громче, чем другие, или когда трубач  играет громче в одном регистре, чем в  другом. Правильное применение  компрессии сделает исполняемый  материал более плотным и ровным.  Возрастающая громкость  Когда динамический диапазон  уменьшен, общий уровень материала  может быть поднят без опасения, что  пиковые уровни приведут к  искажениям. Такая разновидность  сжатия также служит подъему тихих  уровней программного материала.  Увеличивая соотношения "средний  уровень/пиковый", компрессия  помогает сигналу быть очевидно  громче, в то время как пиковый уровень материала увеличивается минимально.  Подобная возможность особенно  желательна, если ваша песня звучит нарадио или телевидении, где она имеет  очевидные преимущества, так как  звучит громче других.  Увеличение громкости также важный  фактор при записи, как на аналоговую  ленту, так и на цифровой носитель.  Когда вы пишите на аналог, компрессия  помогает вам разогнать уровень сигнала, приходящего на рекордер до  оптимального уровня выше шумового  порога, который производит шипение  ленты.  Когда пишите в цифру, компрессия  поднимает максимальный уровень  сигнала, в итоге сигнал прочитывается  большим количеством битов и,  следовательно, достигается более  высокое качество.  Часть 2: Органы контроля и управления Input (вход)  Звучит понятно, правда? Регулятор,  который контролирует количество  сигнала, приходящего на прибор, илиКонтроль Входного Уровня можно  найти на многих, но не на всех  сигнальных процессорах. Тем не менее,  его использование в компрессии  несколько сложнее, чем в других  приборах, потому что количество  сигнала на входе напрямую влияет на  порог, с которого компрессор/лимитер  начинает работать. Существует  структура входа, который  регулируется, а также где гейн  выставлен жестко (т.е. сигнал не  усиливается и не ослабляется), это  можно понять, изучив подписи к  регуляторам у разных производителей.  Threshold (порог)  Порог ­ пожалуй, самый критичный  регулятор в любом компрессоре. Он  устанавливает уровень, с которого  компрессор начинает работать. Ниже  точки порога громкость сигнала  остается без изменений, когда сигнал  превышает его, он ослабляется. Для  примера, если регулятор порога  поставлен на 0 dB, то входной сигнал с  уровнем 0 dB или выше будет ослаблен,  если он не достигает 0 dB, то оностанется без изменений.  Входящий сигнал может быть определен одним из двух путей ­ как отслеживание пиков сигнала или как RMS ("Root  Mean Square", формула для вычисления  среднего значения сигнала, примерно  как действуют наши уши). Компрессор  может работать по одному из этих  путей, либо предлагать выбор из этих  двух вариантов. Обычно пиковый  детектор работает хорошо в случае  лимитера, когда вам необходимо  предотвратить перегрузки сигнала,  тогда как RMS детектор лучше  применять, когда компрессор работает  на весь уровень сигнала.  Ratio (соотношение)  Количество увеличения входного  сигнала (измеряемого в децибелах, или,  для краткости ­ dB), вызывающее  увеличение выходного сигнала на 1 dB,  называется компрессионным  соотношением. Соотношение 1:1  означает, что каждый 1 dB увеличения  входного уровня повлечет за собой  увеличение выходного уровня также на1 dB, другими словами, нет применения  компрессии. Но соотношение 8:1 значит, что даже если на входе сигнал  увеличился на 8 dB, на выходе его  прирост будет составлять всего 1 dB.  Регуляторы компрессора threshold и  ratio работают всегда в тандеме. На  низких установках порога  компрессирование начинается с более  низкого уровня сигнала. Тем не менее,  если соотношение выставлено  невысоким, например 2:1, то  компрессия окажет меньший эффект на  сигнал. Соотношение 10:1 и больше  рассматривается уже как  лимитирование с элементами  компрессии. Высокое соотношение 20:1  и выше (некоторые лимитеры имеют  даже теоретически бесконечное  соотношение oo:1) называется  "кирпичная стена" ­ какое бы не было  увеличение сигнала на входе, в  результате выходной уровень останется  без увеличения.  Soft knee (мягкое колено) или hard  knee (твердое колено)Компрессорное "колено" связано с  контролем порога. Колено определяет,  как компрессор будет достигать  выбранного снижения гейна ­ быстро  или медленно. Постепенный переход  ("soft knee") от отсутствия влияния до  полного подавления будет обеспечивать нежный, мягкий звук, тогда как более  быстрый переход ("hard knee") даст  крутой "хлопок дверью" в момент  прохождения сигнала. Поэтому "мягкое колено" предпочтительнее для  программного материала, а "твердое  колено" обеспечивает атаку, которая  может быть хороша в особенных  случаях, например, для лимитера или  де­ессинга.  Во многих компрессорах колено уже  выставлено в какую­то позицию, но  некоторые производители предлагают  пользователю самому выбирать, что ему нужно.  Attack (атака)  Ключ к работе любого компрессора  лежит в установке таких параметров,  как время атаки и возврата, это тепараметры, которые в основном влияют  на то, каким "тугим" или "открытым"  будет звук после компрессора.  Когда сигнал пересекает порог, время  атаки ­ это то время, когда сигнал  удерживается от уменьшения, которое  выставлено установкой ratio.  Быстрая атака имеет непосредственную  отдачу и отлавливает переходные  моменты, сразу уменьшая уровень и  сглаживая звук. Медленное время атаки позволяет переходным моментам  сигнала проходить порог без изменений, оттягивая момент начала работы  компрессора.  Предостережение: если атака слишком  короткая, желательные начальные  переходные моменты могут быть  потеряны, нежелательно замягчая звук,  возможно даже клиппируя согласные в  голосе певца.  Release (возврат)  Время возврата ­ это время, когда  компрессор возвращается в начальныеустановки уровня (до уменьшения  входного сигнала) после того, как  уровень сигнала падает ниже уровня  порога.  Если время возврата выставлено  слишком коротким для программного  материала, слишком много гейна будет  прыгать туда­сюда каждый раз, когда  уровень сигнала опустится ниже порога, на слух это будет восприниматься как  неприятные артефакты, известные как  "качание" или "дыхание" компрессора,  вытягивая при этом посторонние шумы,  когда гейн увеличивается.  Если время возврата слишком длинное,  тогда громкая часть программного  материала, вызывающая уменьшение  гейна, может замаскировать  последующую за ней тихую часть и  сделать ее неслышной.  Output (выход). Компенсация гейна  Последним в линейке идет регулятор  выхода, также называемый еще  компенсатором гейна, потому что он  компенсирует естественную потерюуровня, происходящую во время  компрессии. Он существует для того,  чтобы можно было легко сравнить  сигнал до компрессора и после него. К  примеру, если сигнал во время  компрессии был уменьшен на 6 dB, то и  регулятор выходного уровня должен  быть поставлен на +6 dB. Некоторые  дорогие компрессоры могут  автоматически высчитывать  компенсацию гейна, исходя из  установок порога и соотношения.  Bypass (обход)  Не пренебрегайте скромной функцией  bypass ­ это инструмент, который  позволяет вашим ушам высчитать, что  же вы наделали со звуком! Переключая  эту кнопку от входного к выходному  сигналу, обход позволяет вам сравнить  прямой и обработанный звук.  Look­Ahead (впередсмотрящий)  Некоторые компрессоры имеют эту  функцию, которая слегка задерживает  сигнал, и компрессор может определить количество сигнала еще до того, как онбудет слышен и корректно и быстро  сделать необходимые установки и  аккуратно выставить необходимый  уровень. Время задержки look­ahead  обычно высчитывается автоматически,  исходя из установок атаки, но  некоторые компрессоры имеют ручную  установку.  Sidechain Input (боковой вход)  Боковой вход позволяет компрессору  реагировать на сигнал иначе, чем он это  делает обычно. Многие компрессоры  обеспечивают боковой разрыв, что  позволяет обрабатывать сигнал, прежде  чем он достигнет внутреннего  детектора. Эта функция удобна для  таких частотно­зависимых процессов,  как де­эссинг. Когда производится де­ эссинг, на боковой вход подается тот же сигнал, что и на вход, но пропущенный  через эквалайзер, на котором высокие  частоты подняты, а средние и низкие  вырезаны. Детектор компрессора  реагирует на всплеск высоких, и  уменьшает гейн только на той части  сигнала, где переизбыток высоких  частот.Обратная реакция ­ "дакинг", или  автоматическое уменьшение уровня  сигнала ­ также может быть достигнута  при помощи бокового входа. Эта  техника часто используется в радио или  телевизионной рекламе, когда  негромкая музыка подкладывается под  голос. Трек с голосом также  направляется на боковой вход, порог  выставляется так низко, что каждый  раз, когда голос звучит, происходит  понижение (duck) уровня музыки.  Stereo Linking (стерео связь)  Обычно используется на стерео  инструментах, группе бэк­вокала или  миксе. Функция stereo link позволяет  сигналу проходить через компрессор с  одинаковым влиянием на оба канала с  регулировкой только одного. Это  держит уровень каналов одинаковым, и  не возникает проблема со сдвигом  центра стерео образа, что может  произойти, если использовать отдельные установки компрессора на каждую  сторону. Стерео­линк может работать  двумя путями: канал, принимающийбольший гейн, оказывает влияние на  другой канал, или может быть  назначение одного канала как "мастер",  а другого ­ как "слейв".  Полно­диапазонные и многополосные компрессоры  Традиционно компрессоры оказывают  влияние на весь частотный диапазон  сигнала, приходящего на него, это  значит, что они реагируют на изменения  на входе без внимания к тому, в какой  части частотного спектра произошло  усиление. Хотя, в большинстве случаев  несомненно лучше использовать такую  схему (например, когда  компрессируется отдельный источник  сигнала с ограниченным частотным  диапазоном ­ бочка или рабочий  барабан), многие современные  компрессоры, такие, как TC System  6000 или Finalizer, предлагают более  гибкое решение, известное как  многополосная компрессия, которая  гораздо больше подходит к обработке  сигнала с широким частотным  диапазоном. В этом случае входящий  аудио сигнал делится на несколькоопределенных пользователем частотных полос, каждая из которых может  компрессироваться независимо одна от  другой. Например, если вы  компрессируете полный микс,  многополосный компрессор позволяет  вам контролировать переходные  процессы в низкочастотной области  (такие, как удары бочки) без влияния на средние и высокие частоты. Некоторые  примеры использования как полно­ диапазонного, так и многополосного  компрессора будут приведены в третьей части.  Crossover (многополосная  компрессия)  Как описывалось выше, многополосные  компрессоры делают возможным  оптимизировать динамику независимо в  различных частотных районах.  Многополосный компрессор решает  многие проблемы, присущие обычной  компрессии, например, потерю высоких  частот при компрессировании вокала.  Регулировка кроссовера в  многополосных компрессорах  предлагает пользователю определитьверхний и нижний предел частотной  полосы, назначить установки  компрессии, необходимые для данного  диапазона, и назначать разные установки для разных частотных полос. Точки  кроссовера следует выбирать очень  аккуратно, внимательно отслушивая  программный материал, так как даже  небольшие изменения могут весьма  драматично изменить изначальное  звучание.  Envelope (конверт)  Многополосный компрессор TC Triple C предлагает интересный режим, которого нет ни у какого другого компрессора, и  который называется envelope. При этом  режиме фактическая форма  приходящего сигнала может влиять на  изменения уровня атаки и возврата.  Когда сигнал пересекает назначенный  пользователем порог, увеличение или  ослабление уровня определяется  параметром Envelope Attack Gain и  затем только приходит к уровню порога  на установленное пользователем время  атаки. Когда сигнал падает ниже уровня порога, значение параметра "возврат"определяется исходя из  продолжительности затухания звука и  уровень сигнала повышается согласно  параметру Envelope Release Gain. Этот  режим используется, если вы хотите  очевидно увеличить сустейн звука или  хотите существенно изменить его  характеристики (например, сделать  более агрессивный звук у рабочего  барабана, увеличив его атаку, или  смягчить крутые переходные процессы  у акустического пианино или  электрической гитары).  Часть 3: Применение компрессора В этом разделе мы проверим конкретное применение динамических процессоров. Компрессия и/или лимитирование  может быть использована как с  отдельными источниками звука (т.е. с  отдельными микрофонами на сцене или  с отдельными треками при записи), так  и с полнодиапазонными звуковыми  сигналами (т.е. от субмиксов до общего  стерео­сигнала или сурраунд­миксов).  Давайте посмотрим, что происходит в  каждом случае.