Обработка звука в Adobe Audition 1.5
Знакомимся со встроенными эффектами
Программа Adobe Audition обладает мощнейшим инструментарием для создания эффектов. Число эффектов, которые можно получить с помощью этого редактора, не поддается счету. В этой главе вы познакомитесь с применением эффектов, основанных на задержке сигнала (Delay, Chorus, Phaser, Echo, Reverb и их варианты).
Заметим, что обрабатывать эффектами файл, в котором хранится наша заготовка проекта, еще рано. Это нужно будет делать тогда, когда завершится формирование всего трека с записью дикторского текста и будут последовательно выстроены фрагменты: текст вступления, синхронный с изображением, несинхронный текст основной части и синхронный с изображением текст заключительной части ролика. Можно обработать эти фрагменты и по отдельности, но тогда придется запоминать параметры эффектов. Ведь если для разных фрагментов они будут отличаться, то появятся различия и в акустической атмосфере, "окружающей" звук в разных фрагментах.
Тем не менее, мы познакомим вас с тем, как звучал бы обрабатываемый файл, если бы к нему поочередно применялись имеющиеся в программе эффекты.
Знакомимся с эффектом Chorus
Хорус (Chorus) проявляется как эффект исполнения одного и того же звука или всей партии не одним-единственным инструментом или певцом, а несколькими. Искусственно выполненный эффект является моделью звучания настоящего хора. В том, что хоровое пение или одновременное звучание нескольких музыкальных инструментов украшает и оживляет музыкальное произведение, сомнений, вероятно, нет ни у кого.
С одной стороны, голоса певцов и звуки инструментов при исполнении одинаковой ноты должны звучать одинаково, и к этому стремятся и музыканты, и дирижер. Но из-за индивидуальных различий источников звук все равно получается разным. В пространстве, тракте звукоусиления и в слуховом аппарате человека эти слегка неодинаковые колебания взаимодействуют, образуются так называемые биения. Спектр звука обогащается и, самое главное, течет, переливается.
Можно считать, что предельным случаем хоруса является одновременное звучание слегка отличающихся по частоте двух источников — унисон. Унисон был известен задолго до появления синтезаторов. В основе сочного и живого звучания двенадцатиструнной гитары, аккордеона, баяна, гармони лежит унисон. В аккордеоне, например, звук каждой ноты генерируется узлом, содержащим два источника колебаний (язычка), специально настроенных "в разлив" — с небольшой (в единицы герц) разницей в частотах. В двенадцатиструнной гитаре звук извлекается одновременно из пары струн. Разница в частотах образуется естественным путем из-за невозможности идеально одинаково настроить струны инструмента.
Вот именно наличие этой ничтожной разницы в частотах голосов певцов или инструментов и служит причиной красивого звучания унисона (для двух голосов) или хоруса (для голосов, числом более двух).
В цифровых электромузыкальных инструментах, напротив, частоты пары генераторов могут быть получены абсолютно равными друг другу. В таком звучании отсутствует жизнь, потому что оно слишком правильное. Для оживления электронного звучания и для создания впечатления игры нескольких инструментов и используют хорус.
Существует довольно много разновидностей алгоритмов хоруса. Но все они сводятся к тому, что:
Исходный сигнал разделяется на два или несколько каналов. В каждом из канаяов спектр сигнала сдвигают по частоте на определен ную для каждого канала величину (частотные сдвиги очень малы, они составляют доли герца). Сигналы, полученные таким способом, складывают.В результате получается сигнал, в котором звуковые волны как бы "плывут" с разными скоростями. Один раз за время, пропорциональное произведению периодов колебаний разностных частот, сигналы сложатся в фазе, и образуется "девятый вал" — максимум огибающей звуковых колебаний, один раз за это же время канальные сигналы сложатся в противофазе, и получится "впадина между волнами" — минимум огибающей. Спектр сигнала непрерывно изменяется, причем период полного цикла этого изменения столь велик, что повторяемость спектральных свойств сигнала не ощущается.
Хорус — это один из способов создания эффекта присутствия, т. е. выделения голоса певца или звука инструмента на фоне аккомпанемента. Вы можете также использовать хорус, чтобы создать эффект псевдостереофонического звучания монофонического аудиофайла или обогатить гармонию вокальной партии.
Хорус настолько украшает звучание инструментов, что ныне он стал одним из эффектов, имеющихся практически в каждом синтезаторе и во многих звуковых картах Обработка аудиосигнала звуковыми редакторами позволяет получить очень много разновидностей этого эффекта. Вместе с тем, не следует чрезмерно увлекаться им, т. к это может привести к ухудшению разборчивости звучания голоса, к "засорению" акустической атмосферы композиции
Команда Effects > Delay Effects > Chorus открывает диалоговое окно эффекта Chorus (рис 8.1)
Рис. 8.1. Диалоговое окно эффекта Chorus
В Adobe Audition применяется метод прямого моделирования эффекта Chorus: из каждого исходного голоса формируются новые голоса, звучание которых отличается от оригинала за счет неглубокой модуляции частоты и сдвига по времени, а также за счет псевдослучайного интонирования Пространственную протяженность и даже некоторую объемность эффекту придает наличие обратной связи в алгоритме обработки
Рассмотрим опции окна Chorus, представленного на рис 8.1.
В группе Chorus Characteristics сосредоточены опции, определяющие параметры эффекта.
В поле Thickness <...> Voices указывается количество голосов, участвующих в формировании эффекта Chorus.
Для управления параметрами хоруса служат следующие ползунковые регуляторы и поля ввода.
Max Delay — максимальное временное рассогласование (задержка) голо сов. Рекомендуется устанавливать эту величину в пределах 15—35 мс. Если установлено очень маленькое значение, то все голоса начнут объединяться в оригинал, и может возникнуть неестественный эффект, напоминающий флэнжер (см.Знакомимся с эффектами Delay и Echo
Необходимость в эффекте "дилэй" (Delay) возникла с началом применения стереофонии. Сама природа слухового аппарата человека предполагает в большинстве ситуаций поступление в мозг двух звуковых сигналов, отличающихся временами прихода. Если источник звука находится "перед глазами": на перпендикуляре к линии, проходящей через уши, то прямой звук от источника достигает обоих ушей в одно и то же время. Во всех остальных случаях расстояния от источника до ушей различны, поэтому либо одно, либо другое ухо воспринимает звук первым.
Дилэй применяется, прежде всего, в том случае, когда запись голоса или акустического музыкального инструмента, выполненную с помощью единственного микрофона, "встраивают" в стереофоническую композицию. Этот эффект служит основой технологии создания стереозаписей. Но можно применять дилэй и для получения эффекта однократного повторения каких-либо звуков. Какую именно задержку нужно выбрать? Ответ на этот вопрос определяется несколькими факторами. Прежде всего, следует руководствоваться эстетическими критериями, художественной целью и здравым смыслом. Для коротких и резких звуков время задержки, при котором основной сигнал и его копия различимы, меньше, чем для протяженных звуков. Для произведений, исполняемых в медленном темпе, задержка может быть больше, чем для быстрых композиций.
При определенных соотношениях громкостей прямого и задержанного сигнала может иметь место психоакустический эффект изменения кажущегося расположения источника звука на стереопанораме. Согласитесь, что, например, "перескоки" рояля с места на место по ходу прослушивания произведения очень трудно обосновать как с эстетических позиций, так и с точки зрения верности воспроизведения реального звучания. Как и любой эффект, дилэй нужно применять в разумных пределах и необязательно на протяжении всей композиции.
Этот эффект реализуется с помощью устройств, способных осуществлять задержку акустического или электрического сигнала. Таким устройством чаще всего служит цифровая линия задержки, представляющая собой цепочку из элементарных ячеек — триггеров задержки. Для наших целей достаточно знагь, что принцип действия триггера задержки сводится к следующему: двоичный сигнал, поступивший в некоторый тактовый момент времени на его вход, появится на его выходе не мгновенно, а только в очередной тактовый момент. Общее время задержки в линии тем больше, чем больше триггеров задержки включено в цепочку, и тем меньше, чем меньше тактовый интервал (чем больше тактовая частота). В качестве цифровых линий задержки можно использовать запоминающие устройства. Известны специальные алгоритмы адресации ячеек запоминающих устройств, обеспечивающие "скольжение" информации "вдоль" адресного пространства.
Разумеется, для применения цифровой линии задержки сигнал должен быть сперва преобразован в цифровую форму. А после прохождения копией сигнала линии задержки выполняется цифроаналоговое преобразование. Исходный сигнал и его задержанную копию можно раздельно направлять в различные стереоканалы, но можно и смешивать в различных пропорциях. Суммарный сигнал можно направить либо в один из стереоканалов, либо в оба.
В звуковых редакторах дилэй реализуется программным (математическим) путем за счет изменения относительной нумерации отсчетов исходного сигнала и его копии.
Есть разновидности задержки, при которых формируются несколько задержанных на различное время копий сигнала.
В виртуальных дилэях, как и в их аппаратных прототипах, обязательно имеются регуляторы глубины и частоты модуляции задержанного сигнала, а также регулятор коэффициента (глубины) обратной связи (Feedback). Сигнал с выхода опять подается в линию задержки. Время затухания устанавливается регулятором обратной связи. Чтобы однократное повторение превратилось в настоящее повторяющееся эхо, коэффициент обратной связи надо увеличить. Как правило, и в реальных, и в виртуальных устройствах имеется регулятор, при помощи которого можно подобрать такое время задержки, чтобы оно соответствовало темпу композиции.
Простой эффект Delay
Обратимся к команде Effects > Delay Effects > Delay, которая открывает диалоговое окно эффекта Delay (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Диалоговое окно эффекта Delay
В группах Left Channel и Right Channel находятся элементы настройки задержки для каждого стереоканала.
С помощью регулятора Delay или непосредственно в поле ввода, расположенном справа от него, вы можете задать время задержки (в миллисекундах).
Аналогичные элементы интерфейса, но на этот раз под названием Mixing, позволяют задавать в процентах уровень задержанного сигнала, добавляемого в исходный. Состояние флажка Invert определяет, будет ли подмешиваемый сигнал инвертирован по фазе.
Традиционно для Adobe Audition в окне этого эффекта имеется список предварительных установок Presets, но мы не станем его комментировать. Словами не описать все предусмотренные варианты микширования в различных пропорциях исходных сигналов левого и правого каналов с задержанными сигналами. Будет лучше, если вы сами опробуете и оцените пресеты эффекта Delay.
Эффект Echo
Следующий и более сложный эффект — эхо (Echo). Основное отличие этого эффекта от простой задержки состоит в том, что задержанные копии сигнала подвергаются дополнительной обработке — изменяется их спектр. Звук, обработанный эффектом Echo, более натурален по сравнению со звуком, обработанным эффектом Delay. В природе эхо образуется в результате переотражения звуковых волн от препятствий (домов, стен помещения, гор и т. п.). Различные спектральные составляющие звука (как и любого другого волнового явления, например, света) по-разному отражаются от препятствий. Чем ниже частота (больше длина волны), тем легче волна преодолевает препятствия, огибая его. Высокочастотной волне, наоборот, очень сложно преодолеть любую, даже самую простую преграду. Такая волна не проходит сквозь препятствие, а отражается от него и частично поглощается, превращаясь в конечном счете, в тепловую энергию. Но нельзя упускать из вида и тот факт, что высокочастотные звуковые волны при распространении в воздухе затухают быстрее низкочастотных.
Подводя итог этим рассуждениям, можно предположить, что эхо содержит смещенный во времени исходный сигнал, у которого будут ослаблены и низкие, и высокие частоты. Как именно они изменятся — зависит уже от конкретных условий распространения звука (расстояние до препятствия, его материал и т. п.). С помощью диалогового окна эффекта Echo (рис. 8.3) можно смоделировать эти условия. Окно открывается командой Effects > Delay Effects > Echo.
Рис. 8.3. Диалоговое окно эффекта Echo
Регулятор Decay задает уровень задержанного сигнала (в процентах относительно исходного сигнала) — уровень эха, а значит, и время его существования. Регулятор Delay задает время (в миллисекундах), на которое будет задержан сигнал. Регулятор Initial Echo Volume задает уровень, с которым эхо будет подмешиваться к исходному сигналу.
Группа Successive Echo Equalization представляет собой эквалайзер, с помощью которого можно изменять спектр задержанного сигнала.
Флажок Continue echo beyond selection следует установить в том случае, если желательно оставить постепенное затухание эха за пределом выделенного фрагмента волновой формы.
При установленном флажке Lock Left/Right соответствующие регуляторы левого и правого каналов объединяются.
Если установить флажок Echo Bounce, то звучание эха будет акцентировано. Группа Presets содержит список предустановок для различных видов эха.
В файле EX08_02.WAV в качестве примера сохранен сигнал, получившийся в результате обработки файла EX07_01.WAV эффектом Echo (пресет Stereo Whispers).
Эфект Dinamic Delay с динамическим управлением параметрами
Диалоговое окно эффекта Dinamic Delay (рис. 8.4) открывается командой Effects > Delay Effects > Dinamic Delay.
Рис. 8.4. Диалоговое окно эффекта Dinamic Delay
По существу, в окне Dinamic Delay реализован дилэй, однако имеющиеся средства управления позволяют динамически с помощью графиков изменять значения двух важнейших параметров эффекта: задержку (координатное поле Delay) и коэффициент обратной связи (координатное поле Feedback).
Нет необходимости рассказывать о назначении ползунка Original—Delayed, флажков Spline Curves, Invert и списка пресетов. Перечисленные элементы неоднократно встречались в уже рассмотренных окнах эффектов. Знакомы вам и способы изменения формы графиков.
Пожалуй, следует обратить ваше внимание только на особенности функционирования эффекта при различных состояниях флажка Loop Graphs. Если флажок снят, то графики описывают изменение задержки и коэффициента обратной связи на всем протяжении выделенной области волновой формы. При установленном флажке Loop Graphs графики относятся к единственному циклу. Подобную технологию мы подробно описали в разд. 6.3.3.
Как и в случае окна Stereo Field Rotate, в данном случае вы работаете с фрагментом, временные параметры которого задаются в полях ввода группы Loop Graphs
Frequency <...> ms — частота повторения циклов; Period <...> Hz — период повторения циклов Total Cycles — общее число циклов в выделенной области волновой формы.Перечисленные три параметра жестко связаны друг с другом У вас есть возможность независимо задать только один из них (любой), значения двух других программа рассчитает автоматически
В поле Stereo Curve Delay вводится величина временного сдвига между соответствующими парами графиков в правом и левом каналах Положительное число соответствует запаздыванию пары "правых" графиков, отрицательное — пары "левых" Обращаем ваше внимание на то, что сами сигналы правого и левого каналов при этом не претерпевают никаких дополнительных задержек Разработчики рекомендуют применять такой прием в процессе мультитрекового редактирования к различным трекам, тогда, по их мнению, эффект получается очень ярким и необычным
В списке пресетов семь строк. Нет смысла описывать словами звучание музыки, обработанной эффектом с параметрами, сохраненными в пресетах Отметим только тот факт, что параметры группы Loop Graphs запоминаются в пресете и (в отличие от эффекта Stereo Field Rotate) после загрузки пресета отображаются в окне Dinamic Delay.
Эффект Multitap Delay
Диалоговое окно эффекта Multitap Delay (рис. 8.5) открывается командой Effects > Delay Effects > Multitap Delay.
Рис. 8.5. Диалоговое окно эффекта Multitap Delay
Эффект Multitap Delay — комбинация дилэя, эха, фильтра и реверберации (см.
Знакомимся с эффектом Flanger
В основу звуковых эффектов флэнжер (Flanger) и фэйзер (Phaser) также положена задержка сигнала. Чем эти эффекты отличаются от дилэя?
В аналоговых устройствах эффекты реализуются при помощи гребенчатых фильтров, имеющих амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) такого же вида. Гребенчатые фильтры могут строиться на линиях задержки. Характерная форма АЧХ создается за счет сдвига фазы при распространении сигнала в линии задержки и сложения реализаций задержанного сигнала.
Меняя параметры гребенчатого фильтра, можно в значительной степени изменять первоначальный тембр звука.
Гребенчатая АЧХ фильтра обусловлена тем, что для некоторых частот задержанные копии сигнала складываются в фазе и поэтому усиливаются, для других частот — в противофазе и поэтому взаимоуничтожаются. Периодическая структура АЧХ определяется периодическим характером составляющих аудиосигнала (синусоид).
Как вы уже знаете, дилэй имитирует эффект неодновременного восприятия мозгом человека звуковых сигналов, поступающих через уши. Эффект повторного звучания может быть вызван и распространением звука от источника к приемнику различными путями (например, звук может приходить, во-первых, напрямую и, во-вторых, отразившись от препятствия, находящегося чуть в стороне от прямого пути). И в том, и в другом случае время задержки остается постоянным. В реальной жизни этому соответствует маловероятная ситуация, когда источник звука, приемник звука и отражающие предметы неподвижны друг относительно друга. При этом частота звука не изменяется, каким бы путем и в какое бы ухо он не приходил.
Если же какой-либо из трех элементов подвижен, то частота принимаемого звука не может оставаться равной частоте переданного звука. Это не что иное, как проявление того самого эффекта Доплера, который в школьных учебниках традиционно поясняется на примере изменения высоты звучания гудка движущегося паровоза.
Итак, реальные музыкальные звуки при распространении претерпевают не только расщепление на несколько волн с различными задержками, но и неодинаковое для различных спектральных составляющих изменение частот.
И флэнжер, и фэйзер имитируют (каждый по-своему) проявления взаимного перемещения упомянутых трех элементов: источника, приемника и отражателя звука. По сути дела, оба эффекта представляют собой сочетание задержки звукового сигнала с частотной или фазовой модуляцией. Разница между ними чисто количественная. Флэнжер отличается от фейзера тем, что для первого эффекта время задержки копии (или времена задержек копий) и изменение частот сигнала значительно большее, чем для второго. Упомянутые количественные отличия эффектов приводят и к отличиям качественным: во-первых, звуки, обработанные ими, приобретают различные акустические и музыкальные свойства, во-вторых, эффекты реализуются разными техническими средствами.
Значения времен задержек, характерные для флэнжера, существенно превышают период звукового колебания, поэтому для реализации эффекта используют многоразрядные и многоотводные цифровые линии задержки. С каждого из отводов снимается свой сигнал, который в свою очередь подвергается частотной модуляции.
Для фэйзера, наоборот, характерно очень маленькое время задержки Оно столь мало, что оказывается сравнимым с периодом звукового колебания При столь малых относительных сдвигах принято говорить уже не о задержке копий сишала во времени, а о разности их фаз Если эта разность фаз не остается постоянной, а изменяется по периодическому закону, то мы имеем дело с эффектом Phaser Так что можно считать фейзер предельным случаем флэнжера Но если внимательно прочитать еще раз этот абзац, то можно увидеть, что фейзер — это не что иное, как фазовое вибрато
Диалоговое окно эффекта Flanger (рис 8.6) открывается командой Effects > Delay Effects > Flanger.
Рис. 8.6. Диалоговое окно эффекта Flanger
Рассмотрим опции этого окна С помощью ползункового регулятора Original—Expanded (или Original—Delayed, в зависимости от режима, заданного в группе Mode), устанавливается соотношение смешиваемых сигналов исходного и обработанного звука Регуляторы Initial Mix Delay и Final Mix Delay соответственно задают начальное и конечное запаздывание "плывущего" звука за один полупериод "плавания" Звуки левого и правого стереоканалов могут задерживаться по-разному Ползунком регулятора Stereo
Phasing задают разность фаз для стереоканалов. Регулятор Feedback определяет глубину обратной связи.
В группе Mode можно задать различные комбинации трех режимов с помощью флажков: Inverted — инвертирование обработанного сигнала; Special EFX — микширование сигналов (специальный режим); Sinusoidal — отставание обработанного сигнала от исходного по синусоидальному закону. Если этот режим не задан (флажок снят), то отставание будет изменяться от начального значения до конечного (и в обратную сторону) по линейному закону.
В группе Rate задаются параметры обработанного сигнала — Frequency (Частота) или Period (Период) прохождения полного цикла "отставание начальное-конечное-начальное" и Total Cycles — общее количество таких циклов.
Как обычно, имеется пополняемый список предварительных установок Presets.
В файле EX08_04.WAV в качестве примера сохранен сигнал, получившийся в результате обработки файла EX07_01.WAV эффектом Flanger при различных установках параметров эффекта.
Знакомимся с эффектом Reverb
Реверберация (Reverb) относится к наиболее интересным и популярным звуковым эффектам. Сущность реверберации состоит в том, что исходный звуковой сигнал смешивается со своими копиями, задержанными относительно него на различные временные интервалы. Этим реверберация напоминает дилэй. Отличие заключается в том, что при реверберации число задержанных копий сигнала может быть значительно больше, чем при дилэе. Теоретически число копий может быть бесконечным. Кроме того, при реверберации чем больше время запаздывания копии сигнала, тем меньше ее амплитуда (громкость). Эффект зависит от того, каковы временные промежутки между копиями сигнала и какова скорость уменьшения уровней их громкости. Если промежутки между копиями малы, то получается собственно эффект реверберации — возникает ощущение объемного гулкого помещения, звучание музыкальных инструментов становится сочным, объемным, с богатым тембровым составом, голоса певцов приобретают напевность, а присущие им недостатки становятся малозаметными.
Если промежутки межу копиями велики (более 100 мс), то правильнее говорить не об эффекте реверберации, а об эффекте "эхо". Интервалы между соответствующими звуками при этом становятся различимыми. Звуки перестают сливаться, кажутся отражениями от удаленных преград.
Пусть, например, первичный аудиосигнал, излученный акустической системой, представляет собой короткий импульс. Акустическая система расположена на сцене зала. Первым ушей слушателя достигает прямой звук. Этот сигнал приходит к слушателю по кратчайшему пути. Поэтому интенсивность его больше, чем интенсивности других сигналов. Прямой сигнал несет информацию только о расположении источника звука справа или слева от слушателя.
Несколько отстав от прямого сигнала, к слушателю приходят ранние (первичные) отражения. Эта составляющая звукового поля претерпевает одно-два отражения от ограждающих поверхностей (стен, пола, потолка). Взаимодействуя с ограждающими поверхностями, звуковая волна не только отражается от них, но и отдает им часть своей энергии (энергия расходуется на нагрев поверхностей). Поэтому интенсивность ранних отражений меньше (но ненамного) интенсивности прямого сигнала. Ранние отражения проявляются как ясно различимые эхо-сигналы. Временные промежутки между ними достаточно велики, т. к. велики разности длин путей, по которым сигналы доходят до слушателя. Например, волна может отразиться от боковой или от тыльной стены. Возможно, что часть волн, относящихся к ранним отражениям, испытают не одно, а несколько отражений. Ранние отражения содержат в себе информацию не только о месте расположения исполнителя, но и о размерах помещения. Именно ранние отражения вносят наибольший вклад в пространственное ощущение акустики зала. К ранним отражениям относят те копии первичного сигнала, которые отстают от прямого сигала не более чем на 60 мс.
Вторичные и последующие (поздние) отражения — это звуковые волны, многократно отраженные от каждой из поверхностей. По мере увеличения числа переотражений интенсивность аудиосигнала заметно уменьшается. Кроме того, изменяется спектральный состав звуковых колебаний. Дело в том, что из-за различий в конфигурации отражающих поверхностей и в свойствах материалов покрытий разные спектральные составляющие аудиосигнала отражаются неодинаково. Какие-то из них поглощаются сильнее, поэтому затухают быстрее.
По мере возрастания номеров вторичных отражений они рассеиваются, их число увеличивается. Постепенно они перестают восприниматься как отдельные звуки, сливаются в один сплошной постепенно затухающий отзвук. Это и есть собственно реверберация.
Теоретически затухание звука длится бесконечно. На практике для того, чтобы можно было сравнивать между собой различные реверберационные процессы (а, главное, — реверберационные свойства помещений), введено понятие времени реверберации. Время реверберации — это время, за которое уровень реверберирующего сигнала уменьшается на 60 дБ.
Основным элементом, реализующим эффект реверберации, является устройство, создающее эхо-сигнал. Интересна история развития таких устройств.
Наряду с эхо-камерами для имитации реверберации использовали стальные пластины, точнее, довольно-таки большие по размеру листы. Колебания в них вводили и снимали с помощью устройств, по конструкции и принципу действия похожих на электромагнитные головные телефоны. Реверберация здесь была не трехмерной, а плоской, сигнал имел характерный металлический призвук.
В середине 60-х годов прошлого века для получения эффекта реверберации стали применять пружинные ревербераторы. С помощью электромагнитного преобразователя, соединенного с одним из концов пружины, в ней возбуждаются механические колебания, которые с задержкой достигают второго конца пружины, связанного с датчиком. Эффект повторения звука обусловлен многократным отражением волн механических колебаний от концов пружины. Качество звука в пружинном ревербераторе чрезвычайно низкое. Пружина воспринимает любые колебания воздуха и пола, между акустической системой и пружиной существует практически неустранимая обратная связь, звук имеет ярко выраженную "металлическую" окраску, время реверберации не регулируется.
На смену этим несовершенным устройствам пришли ревербераторы магнитофонные. Принцип формирования эхо-сигнала в магнитофонных ревербераторах состоит в том, что исходный сигнал записывается на ленту записывающей магнитной головкой, а через время, необходимое для перемещения данной точки ленты к воспроизводящей головке, считывается ею. Через цепь обратной связи уменьшенный по амплитуде задержанный сигнал вновь подается на запись, что и создает эффект многократного отражения звука с постепенным затуханием. Качество звука определяется параметрами магнитофона. Недостаток магнитофонного ревербератора заключается в том, что при приемлемых скоростях протяжки ленты удается получить только эффект эха. Для получения собственно реверберации требуется либо еще сильнее сблизить магнитные головки (чего не позволяет сделать их конструкция), либо значительно увеличить скорость движения ленты.
С развитием цифровой техники и появлением интегральных микросхем, содержащих в одном корпусе сотни и тысячи цифровых элементов задержки, появилась возможность создавать высококачественные цифровые ревербераторы. В таких устройствах сигнал может быть задержан на любое время, необходимое как для получения реверберации, так и для получения эха. Ревербератор отличается от цифрового устройства, реализующего дилэй, только тем, что содержит обратную связь (feedback), необходимую для формирования затухающих повторений сигнала. Такие ревербераторы широко используются сейчас музыкантами и звукорежиссерами.
Цепь обратной связи отсылает часть сигнала с выхода обратно в линию задержки, тем самым получается повторяющееся эхо. Коэффициент обратной связи должен быть меньше единицы, иначе каждое новое эхо будет возрастать по уровню, а не затухать, может получиться эффект, подобный самовозбуждению акустической системы.
Простые ревербераторы QuickVerb и Reverb
Диалоговое окно эффекта QuickVerb (рис. 8.7) открывается командой Effects > Delay Effects > QuickVerb.
Рис. 8.7. Диалоговое окно эффекта QuickVerb
Думается, что название эффекта не случайно. И в самом деле, с его помощью можно довольно быстро выбрать параметры обработки, ведь их совсем немного:
Room Size — размер (длина) моделируемого помещения; Decay — время затухания реверберирующего сигнала; Diffusion — характер реверберации: Echoey — отраженный звук, больше похожий на эхо; Smooth — размытый звук, отраженный от множества предметов; High Cutoff Freq — верхняя граничная частота обрабатываемого ревербератором диапазона частот; Low Cutoff Freq — нижняя граничная частота обрабатываемого ревербера тором диапазона частот; Mixing — элементы регулировки соотношения амплитуд исходного (Original Signal (dry)) и обработанного эффектом (Reverb (wet)) сигналов.Следующий эффект — тоже реверберация. Установка параметров эффекта производится с помощью опций диалогового окна эффекта Reverb, показанного на рис. 8.8. Это окно открывается командой Effects > Delay Effects > Reverb.
Рис. 8.8. Диалоговое окно эффекта Reverb
Рассмотрим опции окна эффекта Reveib. В левой части окна, сверху вниз располагаются следующие ползунковые регуляторы и поля ввода:
Total Reverb Length — время реверберации (в миллисекундах); Attack Time — время нарастания реверберации (возникновения звука, отраженного от удаленных на различные расстоянии предметов); High Frequency Absorption Time — время затухания высокочастотных составляющих спектра звука из-за их поглощения средой распространения и отражающими препятствиями; Perception — характер реверберации: Smooth — размытый звук, отраженный от множества предметов; Echoey — отраженный звук, больше похожий на эхо.В группе Mixing задаются параметры микширования исходного (Original Signal (Dry)) и обработанного эффектом реверберации (Reverb (Wet)) сигналов.
Установленный флажок Combine Source Left and Right позволяет объединять сигналы стереоканалов в один, а затем производить расчет реверберации и последующее микширование обработанного и исходного (стереофонического) сигналов. При этом расчет выполняется в два раза быстрее, но исходный стереообраз звука разрушается.
В списке Presets предусмотрен набор вариантов реверберации: имитация акустических свойств различных помещений, популярные алгоритмы искусственной реверберации.
Универсальный ревербератор Full Reverb
Итак, универсальная реверберация Full Reverb используется в Adobe Audition для того, чтобы в деталях моделировать акустическое пространство. Эффект обладает некоторыми уникальными возможностями:
реалистичное моделирование сигналов ранних отражений; изменение размеров и акустических свойств имитируемого помещения; моделирование любого материала отражающей поверхности; изменение поглощающих свойств пространства внутри помещения; коррекция частотного спектра сигнала реверберации с использованием трехполосного параметрического эквалайзера.Команда Effects > Delay Effects > Full Reverb открывает окно Full Reverb, содержащее три вкладки: General Reverb (рис. 8.9), Early Reflections (рис. 8.10) и Coloration (рис. 8.11).
Рис. 8.9. Вкладка General Reverb диалогового окна Full Reverb
Сначала рассмотрим опции окна эффекта, общие для всех вкладок.
В группе Mixing имеются следующие элементы управления, которые регулируют:
Original Signal (dry) — уровень необработанного сигнала; Early Reflections — уровень ранних отражений; Reverb (wet) — уровень сигнала, обработанного эффектом.Установленный флажок Include Direct задает сдвиг фаз звуковых колебаний в левом и правом каналах в целях согласования направлений прихода ранних отражений сигнала с положением источников звука на стереопанораме.
Установленный флажок Combine Source Left and Right задает объединение левого и правого каналов источника звука перед обработкой эффектом с целью сокращения времени вычислений. Стереообраз источника звука при этом разрушается.
Установленный флажок Bypass временно отключает эффект (сигнал передается в обход него).
Список Preset содержит готовые схемы эффекта (пресеты, предустановки). Нажав кнопку Add, вы откроете окно диалога, в котором следует указать имя нового пресета. Для удаления выделенного пресета из списка следует нажать кнопку Del.
Кроме неизменной части, окно эффекта содержит три переключаемые вкладки: General Reverb, Early Reflections и Coloration. Рассмотрим их.
На вкладке General Reverb (см. рис. 8.9) имеются элементы регулировки общих параметров реверберации:
Total Length — общее время реверберации; Attack Time — время достижения максимального уровня эффекта; Diffusion — поглощающие свойства среды распространения звука; Perception — характер восприятия реверберации: от размытого звука, характерного для его отражения от большого числа близкорасположенных препятствий, до ясно различимого многократного эха; Set Reverb based on Early Reflection Room Size — автоматическое согласование общих параметров реверберации с параметрами ранних отражений, помещения и среды распространения.Вкладка Early Reflections окна Full Reverb представлена на рис. 8.10.
Рис. 8.10. Вкладка Early Reflections диалогового окна Full Reverb
Перечислим параметры, устанавливаемые на вкладке Early Reflections:
Room Size — объем помещения в кубических метрах; Dimension — отношение ширины помещения к длине; Left/Right Location — точка локализации источника звука на стереопанораме; High Pass Cutoff — частота среза фильтра, пропускающего высокие частоты.Вкладка Coloration окна Full Reverb представлена на рис. 8.11.
Рис. 8.11. Вкладка Coloration диалогового окна Full Reverb
График на вкладке Coloration — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра, через который пропускается сигнал реверберации. По горизонтальной оси отложены значения частоты, по вертикальной — значения АЧХ в децибелах. По сути дела, фильтр представляет собой трехполосный параметрический эквалайзер. Для редактирования формы графика вы можете использовать следующие элементы управления:
ползунковый регулятор Low Shelf— частота среза фильтра, управляющего прохождением низкочастотных спектральных составляющих; ползунковый регулятор Mid Band — центральная частота (частота резонанса) полосового фильтра; ползунковый регулятор High Shelf — частота среза фильтра, управляющего прохождением высокочастотных спектральных составляющих; три вертикальных ползунковых регулятора, расположенных правее графика, — уровни усиления/ослабления сигнала каждым их трех фильтров параметрического эквалайзера; поле Q — добротность полосового фильтра. Чем больше эта величина, тем острее резонансный пик у полосового фильтра (тем уже его полоса пропускания); поле ms — время реверберации высокочастотных составляющих сигнала (чем меньше эта величина по сравнению с общим временем реверберации, тем быстрее в обработанном сигнале затухнут высокочастотные составляющие).Имитатор акустики помещений Echo Chamber
Некогда для создания различных эффектов, основанных на задержке сигнала, радиостудии и солидные концертные залы содержали эхо-камеры. Эхо-камера представляет собой комнату с сильно отражающими стенами, в которую помещены источник звукового сигнала (громкоговоритель) и приемник (микрофон). По сути дела, такая эхо-камера является уменьшенной моделью реального зрительного зала, в котором, к сожалению, не всегда удается создать необходимую акустическую атмосферу. В эхо-камере с трудом, но можно в некоторых пределах управлять распределением интенсивностей и времен распространения переотраженных сигналов, устанавливая отражающие или поглощающие звук перегородки. Преимущество эхо-камеры состоит в том, что затухание звука происходит в ней естественным путем (что очень трудно обеспечить другими способами). Недостатки эхо-камер связаны с их относительно малыми размерами, при этом вследствие собственных резонансов спектр сигнала искажается в области средних частот. Определенную проблему представляет надежная звукоизоляция помещения эхо-камеры. Но самое главное заключается в том, что эхо-камера не может служить распространенным инструментом получения эффектов задержки, т. к. она слишком громоздка и дорога.
Что же делать тем музыкантам, которые хотели бы применять в своем творчестве эхо-камеру, но не имеют такой возможности? Убедительный ответ на этот вопрос содержится в программе Adobe Audition, где есть встроенная эхо-камера (разумеется, не само гулкое помещение, а его математическая модель). Для чего понадобилось это делать? Эхо-камера принципиально отличается от всех остальных устройств тем, что реверберация в ней настоящая: трехмерная, объемная. Во всех же остальных устройствах это и не реверберация даже, а ее жалкое, плоское, двумерное (а то и одномерное) подобие. Модель эхо-камеры позволяет воссоздавать акустику любого помещения. Она даже лучше настоящей эхо-камеры, потому что позволяет оперативно изменять размеры моделируемого помещения и отражающие свойства стен, пола, потолка. Более того, это не одна, а как бы две эхо-камеры с отдельно устанавливаемыми координатами источников и приемников звука.
Отметим также, что подобный эффект реализован в виде плагина к программам Cakewalk Pro Audio и SONAR [11].
Диалоговое окно Echo Chamber, открываемое командой Effects > Delay Effects > Echo Chamber, показано на рис. 8.12.
Рис. 8.12. Диалоговое окно Echo Chamber,
предназначенное для моделирования распространения звука
в трехмерном помещении
Рассмотрим назначение опций окна Echo Chamber.
В группе Room Size (feet) задаются размеры комнаты (в футах): Width (Ширина), Length (Длина) и Height (Высота).
В группе Settings (Установки) задается интенсивность (Intensity) и количество моделируемых отражений (Echoes).
В группе Damping Factors задаются коэффициенты поглощения материалов, из которых сделаны стены, пол и потолок:
Left — для левой стены; Right — для правой стены; Back — для задней стены; Front — для передней стены; Floor — для пола; Ceiling — для потолка.В поле Damping Frequency вводится верхняя граничная частота обрабатываемого спектра сигнала. Частоты, превышающие ее, подавляются.
В группе Signal and Microphone Placement (feet) задается расположение в виртуальной комнате источника сигнала (столбцы Source Signal), а также микрофона или слушателя (столбцы Microphone). Вернее было бы сказать, что источник не один, а два — сигналы от исходных левого и правого каналов. Да и микрофонов (ушей слушателя) имеется тоже два, и можно задать расположение каждого из них тремя координатами:
Dx From Left Wall — расстояние от левой стены; Dx From Back Wall — расстояние от задней стены; Dx Above Floor — высота над полом.Флажок Mix Left/Right Into Single Source позволяет объединять исходные левый и правый каналы в единственный точечный источник звука.
В файле EX08_05.WAV в качестве примера сохранен сигнал, получившийся в результате обработки файла EX07_01.WAV эффектом Echo Chamber при различных значениях параметров эффекта.
Знакомимся с перестраиваемым фазовращателем Sweeping Phaser Effects
Диалоговое окно Sweeping Phaser Effects (рис. 8.13) эффектов Sweeping Phaser открывается командой Effects > Delay Effects > Sweeping Phaser.
Рис. 8.13. Диалоговое окно Sweeping Phaser Effects
Новое звучание аудиофайла, обработанного эффектом Sweeping Phaser, достигается в основном за счет внесения изменений в фазовые соотношения либо между сигналами правого и левого каналов, либо между отдельными составляющими этих сигналов. Среди эффектов, реализуемых с помощью окна Sweeping Phaser Effects, есть, конечно, флэнжер, фейзер, а также бесчисленное множество безымянных эффектов, основанных на преобразованиях фазы звуковых колебаний.
В группе Filter Characteristics собраны регуляторы и поля ввода, предназначенные для задания параметров фильтра, используемого для реализации эффекта:
Sweep Gain — усиление фильтра; Center Frequency — центральная частота фильтра; Depth — глубина эффекта; Resonance — глубина резонанса (добротность фильтра); Sweeping Rate — частота перестройки центральной частоты фильтра.В поле Stereo Phase Difference вводится разность фаз сигналов в стереоканалах (в градусах).
В группе Sweep Modes можно выбрать режим перестройки (закон изменения фазы):
Sinusoidal — синусоидальный; Triangular — треугольный; Log Frequency Sweep — логарифмический; Linear Frequency Sweep — линейный.В группе Filter Type выбирают тип фильтра:
Band Pass — полосовой пропускающий фильтр; Low Pass — фильтр, пропускающий нижние частоты.В поле Master Gain вы можете скорректировать общее усиление, компенсируя изменение уровня сигнала при обработке.
Если установлен флажок Bypass, то исходный сигнал не подвергается обработке эффектом ни при предварительном прослушивании, ни при пересчете данных аудиофайла.
В списке Presets предусмотрен ряд интересных предварительно установленных схем эффекта:
Awash in Bass, Crunchy — варианты эффекта флэнжер; Heavy Phasing, Slo Heavy Phasing, Synth Phasing, Vocal Phasing — варианты эффекта фейзер; Heavy Vibrato — выраженное вибрато; Leslie-Fast, Leslie-Slo, Spacey — варианты эффекта лесли; Light Tremolo — эффект тремоло (глубокого амплитудного вибрато); Wah-Wah-Wahs, Wishy-Washy — варианты эффекта вау-вау.В файле EX08_06.WAV в качестве примера сохранен сигнал, полученный в результате обработки файла EX07_01.WAV эффектом Sweeping Phaser Effects при различных значениях параметров эффекта.
