Статья: О реверберации, ревербераторах...

О реверберации, ревербераторах. .. Статьи о музыке » Всё о звуке » Музыкальные эффекты Процессоры пространственной  обработки сигналов ­ чаще не  совсем строго называемые просто  ревербераторами ­ являются  неотъемлемой частью любой  современной студии и концертного зала. Своим появлением они  обязаны повсеместному внедрению электроники ­ микрофонов,  усилителей, и пр. ­ в практику  звукозаписи и звукоусиления. Как  только музыка вышла за пределыоперной сцены и академических  концертных залов ­ начались  поиски новых выразительных  средств и художественных  приемов, для получения  оригинальных звучаний и создания  спецэффектов. На этом пути  ревербераторы были самым первым и естественным шагом.  Действительно, ведь далеко не  каждый зал обладает  реверберацией ­ к примеру ­ как в  Домском соборе или Тадж­ Махале! Системы искусственной  реверберации сняли эти  ограничения. Путем  моделирования, простого  копирования, или синтеза  характеристик не существующих в  реальности помещений – стало  возможно практически в любом  месте получить нужные вам  звучания. Современные  процессоры позволяют, кроме  разнообразных видов  реверберации, более­менее  похожих на естественные,  создавать и целый ряд звучаний,  которые в принципе невозможнополучить в естественных условиях, но без которых палитра  выразительных средств  современной музыки стала бы  сильно обедневшей ­ таких, как  GATE REVERB, INVERS  REVERB, и некоторых других.  Для того, чтобы как можно полнее  разобраться в этих и других  эффектах, вспомним ­ каким  образом создается реверберация в  реальных помещениях, и из каких  основных частей состоит  собственно сам реверберационный  процесс.  На рис.1 схематически изображен  разрез зрительного зала (вид  сверху).    Рис.1В точке А находится источник  сигнала (исполнитель), а в точке В  ­ находится приемник сигнала  (слушатель).  Очевидно, что звук от исполнителя до слушателя может доходить  многими путями ­ прямой звук  (обозначен цифрой “0”), и звук,  отраженный от стен и других  отражающих поверхностей (цифры  1 и 2). Правда, на этом рисунке не  отображены отражения от потолка  и пола ­ но, при желании, вы  можете сделать это сами для  любого интересующего вас  помещения.  В результате, с учетом всех  существующих в данном месте  отражений сигналов, процесс  затухания звука в помещении  будет иметь вид, похожий на  изображенный на рис.2.Рис.2 На этом графике по горизонтали  отложено время, а по вертикали ­  интенсивность звука. Рассмотрим  подробнее каждую из его  составляющих.  Прямой звук (линия “0” на рис.1) ­ несет информацию только о  расположении источника слева или справа от слушателя. Какой­либо  иной пространственной  информации в нем не содержится.  Первичные отражения (линии 1  на рис.1) ­ несут информацию о  размерах помещения и месте  расположения в нем исполнителя.  Называются так потому, что этисигналы претерпевают по пути к  слушателю только одно отражение  от ограждающих поверхностей.  Как правило, эти звуки приходят к  слушателю также спереди, со  стороны исполнителя. Именно они  вносят наибольший вклад в  пространственное ощущение  акустики зала. (Строго говоря,  существуют также и первичные  отражения от задней стены.  Однако, наличие их хоть сколько­ нибудь значительной, ощутимой на  слух величины является серьезным дефектом концертного зала, т.к.  звук при этом начинает “лупить в  затылок”, что весьма неприятно. К  сожалению, это ­ довольно широко  распространенное явление во  многих залах, особенно ­ с гладкой  и плоской сплошной задней  стеной.) Иногда ­ в случае  большого количества первичных  (по своей сути) отражений ­ их еще дополнительно “сортируют” по  времени прихода к слушателю. При этом к собственно первичным  (ранним) отражениям иногда  относят те, для которых интервалмежду временем их прихода к  слушателю и прямым звуком не  превышает 60 миллисекунд. Это  связано с интегрирующими  свойствами нашего слуха, который  звуки, находящиеся в пределах  этого интервала воспринимает  более­менее слитно, как единое  целое. Эта группа отражений  повышает субъективно  воспринимаемую громкость звука,  и в хороших залах они имеют  довольно значительную величину,  благодаря специально принятым  при постройке мерам.  Вторичные и последующие  отражения (линии 2 на рис.1) ­ это звуки, уже “переотраженные”, от  одной стены ­ ко второй, от второй ­ к третьей, и так далее. По мере  возрастания номера отражения ­  изменяется их АЧХ, отражения  рассеиваются, “расщепляются”,  увеличивается их число, и в конце  концов ­ отзвуки уже перестают  восприниматься по отдельности,  сливаются в один сплошной,  плавно затухающий отзвук(“хвост”) ­ собственно  реверберацию.  Очевидно, что затухание звука ­  это процесс по самой своей сути,  строго говоря, бесконечный.  Поэтому для того, чтобы иметь  возможность сравнивать между  собой различные реверберационные процессы, для определения  времени реверберации было  предложено измерять так  называемое RT60, иначе часто  называемое временем стандартной  реверберации. Это ­ время, за  которое уровень затухающего  (реверберирующего) сигнала  уменьшается на 60 дБ.  Однако, помещения, имеющие  одинаковые величины RT60,  сплошь и рядом звучат абсолютно  по­разному. Почему? А дело в том, что при измерении RT60 не  учитываются частотные  характеристики помещения. Более  точную картину можно получить,  если измерять RT60 по  отдельности в несколькихчастотных полосах. Вот тогда ­  будет возможно исследовать  частотную характеристику  реверберации, которая в общем  случае должна быть несколько  различной для разных видов  музыки. Однако в большинстве  залов эта характеристика близка к  линейной, с небольшим  уменьшением времени  реверберации на низших и высших  частотах, чтобы не “бубнило” и не  “цыкало”.  Еще одной важной  характеристикой реверберации  является ее спектральная  плотность. Этот параметр имеет  размерность 1/Гц, и определяет,  сколько пиков и провалов в АЧХ  реверберации приходится на  частотную полосу в 1Гц. Не  вдаваясь излишне в теоретические  дебри, скажем только, что чем  больше этот параметр ­ тем  плотнее, насыщеннее  реверберационный отзвук  помещения, и тем менее он  “окрашен”. (Вспомните явно исильно окрашенный отзвук в  ванной, или любой другой пустой  комнате!) Ведь если просто  сложить два сигнала с небольшим  сдвигом во времени, то получится  эффект “Flanger”. Его АЧХ имеет  вид “гребенки”, с чередующимися  пиками и провалами. Как это  звучит ­ все прекрасно знают. Но  то, что хорошо в качестве эффекта ­ абсолютно неприемлемо в  реверберации как таковой. Если же складываться будет множество  сигналов, с различными  задержками ­ то количество пиков  и провалов в суммарной АЧХ  будет увеличиваться, и они будут  располагаться (в идеале)  случайным образом. При этом  отдельные элементы  получающейся “гребенки”  становятся более узкими и менее  заметными на слух, “усредняются”, и звук становится менее  окрашенным и более плотным,  ровным. Для увеличения этой  плотности (“диффузности”)  необходимо, чтобы в создании  реверберации принимало участиекак можно большее число  отражений сигналов от  отражающих поверхностей.  Поэтому в хороших залах вы не  встретите простых плоских стен ­  для улучшения диффузности  получаемого звукового поля их  всегда делают изломанными, чтобы как можно больше увеличить число отражений.  В своем развитии системы  искусственной реверберации  прошли длинный и непростой путь. Исторически ­ первыми  “искусственными  ревербераторами” были эхо­ камеры (“Echo chamber”). Они  представляют собой систему из  громкоговорителя и микрофона,  размещенных в специальном  помещении “сильно неправильной”  формы с большим временем  реверберации. В них получается  “настоящий”, очень красивый  реверберирующий отзвук, но  изменение его параметров ­  практически невозможно, и  осуществляется с большимитрудностями. К тому же такую  систему просто физически  невозможно взять с собой ­ ни на  концерт, ни на гастроли...  В попытках преодолеть эти  трудности была создана первая  электронная, а точнее ­  электронно­механическая система, пружинный ревербератор (“Spring  reverb”). Его параметры  сравнительно легко изменялись,  размеры ­ были просто мизерными  по сравнению с эхо­камерой, и эти  ревербераторы в свое время имели  огромное распространение. Однако создаваемый ими звук сильно  уступал по качеству реальному.  Ведь в пространстве помещения  звук распространяется по трем  осям ­ длине, ширине, высоте, а в  пружине ­ только по длине.  Вследствие этого  реверберирующий отзвук был  одномерным, т.е. более “тонким”,  “жидким”.  Во “втором поколении”  искусственных ревербераторов ­листовом ревербераторе (“Plate  reverb”) этот недостаток был в  значительной мере преодолен  путем замены пружины  металлическим листом. При этом  колебания в листе  распространялись уже по двум  осям ­ длине и ширине. Это,  конечно, еще не три, как в  реальном помещении, но все же ­  прогресс был значителен.  Создаваемый этими  ревербераторами звук был  настолько хорош, что они  практически завоевали весь  “звуковой мир”, и во многих  местах прекрасно работают и  поныне. К сожалению, листовые  ревербераторы имеют два  принципиально неустранимых  недостатка. Это весьма высокая  чувствительность к акустическим  помехам, и большие размеры, ведь  ­ типичный размер применяемого в  них стального листа составляет  1х2м! Естественно, что этим  практически исключалась сама  возможность использования этого  типа ревербераторов в концертной,и тем более ­ гастрольной  деятельности. А жаль, вещь  хорошая!  Однако ­ пока успешно  развивались различного рода  акустико­механические  ревербераторы, “электронщики”  тоже не сидели сложа руки.  Первые (условно!) “чисто  электронные” ревербераторы  использовали тракт записи­ воспроизведения магнитофонов со  сквозным каналом. Сигнал, снятый  с выхода усилителя  воспроизведения, подавался  “назад” ­ на вход усилителя записи. Регулируя его уровень, можно  было менять время затухания  получаемого отзвука, т.е. как­бы  “время реверберации”. Конечно, в  системах с одной головкой  воспроизведения получалась не  настоящая реверберация, а просто  ряд затухающих повторений  исходного сигнала, т.е. обычное  эхо.  Вот здесь ­ хотелось бы сделатьмаленькое отступление. Так как  довольно долгое время в нашей ­  да и не только ­ стране этот вид  “ревербераторов” имел наиболее  широкое распространение, то  создаваемый ими эффект многие и  называли, и продолжают называть  реверберацией. Неверно! Это ­  именно эхо, и ничего более! Или,  по нашей традиции использовать  иностранные слова вместо своих  собственных ­ дилей, от  английского Delay ­ задержка.  Реверберация ­ это именно слитное послезвучание, в котором  невозможно различить отдельные  повторы. Если же четко слышен  ряд отдельных повторов исходного сигнала ­ тогда это дилей. Вместо  “длинного” слова “реверберация”  иногда ее называют по­простому  “холл”. Это не совсем верно, т.к.  холл ­ это всего лишь один из  режимов работы современных  цифровых ревербераторв, но ­ не  смертельно. А вот путаница в  терминологии может  слабонервного звукорежиссера  довести и до инфаркта, еслидоведется услышать требование  музыканта ­ “сделай мне на гитару  ревер, но без холла...”. (???...) (Это, кстати, не выдумка автора, а  вполне реальная фраза,  услышанная в одной из студий).  Давайте лучше называть вещи  такими, какие они есть. Это и ваше время сэкономит, и работать будет легче...  Но ­ вернемся к теме. Ни о какой  диффузности, настоящей  реверберации в простейших  “одноголовочных” устройствах и  речи быть не могло. (Кстати, в  англоязычной литературе этот  класс устройств имел совсем  другое название ­ “Echo Machine”,  дословно ­ “машинка для создания  эхо”.) Однако постепенно число  головок воспроизведения  увеличивалось, усложнялись  алгоритмы создания обратной  связи, и некоторые модели таких  ревербераторов имели весьма  хорошее (конечно, по тому  времени) звучание ­ например,  HOLLYWOOD, и некоторые