Научный подход к идеальной компрессии
Данная статья является переводом видеоролика от Sage Audio. Реклама из текста удалена.
Давайте рассмотрим научный подход к идеальной компрессии. Компрессия — это мощный инструмент для сведения и мастеринга. Глубокое её понимание может раскрыть весь потенциал плагинов, которые вы используете, и значительно улучшить ваши проекты.
Чтобы лучше понять компрессию. давайте сначала кратко расскажем об измерениях в децибелах. Возможно, кажется странным начинать с этого, но нам нужно знать некоторые уникальные аспекты того, что на самом деле измеряют и на что влияют наши компрессоры. DBSPL основан на атмосферном давлении. Наш порог слышимости составляет 0,02 паскаля. Между тем болевой порог составляет около 20 паскалей, так что это огромный скачок в давлении воздуха, необходимый для такого перехода.
Но наш слух становится ещё интереснее, если учесть, что речь составляет всего 0,2 паскаля, оживлённое уличное движение — полпаскаля, и даже звук отбойного молотка на расстоянии 1 метра — всего 2 паскаля. Тем не менее, мы можем слышать звук давлением от 0,002 паскаля и даже выше 20. Это ясно показывает, что наше восприятие громкости не прямо пропорционально давлению воздуха, необходимому для создания этой громкости.
Чтобы помочь в решении этой проблемы, мы начали использовать dB SPL, где 0 dB SPL — это порог слышимости, 120 dB SPL — порог боли, а всем остальным между ними присваивается значение, которое представляет собой линейный способ интерпретации громкости. Я говорю об этом, потому что способ измерения звука в цифровой системе, или dBFS, аналогичен формуле Паскаля — это нелинейная зависимость.
Вы можете подумать, хорошо, сигнал достигает пика на уровне минус 40 дБ, поэтому если я хочу удвоить воспринимаемую громкость, я должен усилить его до минус 20 дБ, или что-то в этом роде. Но каждое усиление на 6 dBFS удваивает амплитуду. И если тишина кратна нулю, а максимальная громкость, которую позволяет цифровая система, кратна единице, то увеличение сигнала на 6 dBFS удваивает количество единиц, а уменьшение на 6 дБ удваивает количество нулей. Это странно и не имеет особого смысла с точки зрения причинно-следственной связи, но именно так это и работает. Я подробно описал всё это, чтобы дать вам убедительные аргументы в пользу того, что 6 дБ — это примерно столько, насколько вы можете ослабить сигнал в цифровой системе, прежде чем это ослабление станет очень заметным для обычных слушателей.
Когда вы используете компрессор для ослабления сигнала на 6 дБ, вам может показаться, что вы ослабили лишь небольшую часть общего сигнала, но на самом деле вы уменьшили его воспринимаемую громкость и амплитуду в два раза. Конечно, это изменение менее заметно при компенсирующем усилении сигнала, но о некоторых нюансах я расскажу чуть позже. А пока давайте скомпрессируем сигнал на 6 дБ и обратим внимание, что это, казалось бы, небольшое ослабление приводит к резкому изменению воспринимаемой громкости.
Далее, давайте поговорим об истинном назначении компрессоров. Компрессия — это почти синоним ослабления пиков. Мы думаем о ней как о способе уменьшить пики. Это часть того, что делают компрессоры, но не то, почему мы их используем. Когда мы ослабляем пики, то увеличиваем расстояние от минимального уровня шума до 0 дБ. С помощью этого дополнительного пространства мы можем усилить оставшийся сигнал, в свою очередь увеличивая более тихие части сигнала. То, что мгновение назад было замаскировано или скрыто более громкими сигналами, теперь звучит достаточно громко, чтобы мы могли его услышать.
В зависимости от того, что находится в этом нижнем амплитудном диапазоне, это усиление после компрессии может заставить сигнал звучать лучше, или, если этот диапазон состоит в основном из отражений реверберации, оно может заставить его звучать дальше. Аналогично, если это нежелательный шум или гул, то мы получим усиление именно его. Вот почему проблемы, возникшие во время записи, не всегда можно исправить при сведении. То же самое касается и мастеринга. Всё, что не так с записью, будет подчёркнуто при сведении, а всё, что не так с миксом, будет подчёркнуто при мастеринге, по крайней мере, если эту проблему нельзя исправить каким-то творческим методом. Итак, компрессия — это не просто контроль динамического диапазона, это контроль динамического диапазона с регулировкой всего того, что там есть.
Давайте поговорим о многополосных компрессорах и громкости. Обычно я показываю, как одно влияет на другое. Например, как компрессия влияет на наше восприятие громкости. Но в данном случае мне хочется по-быстрому рассказать о том, как на это и влияет, и не влияет частотно-зависимая компрессия.
Если мы посмотрим на измерители громкости, то заметим, что определённые частоты регистрируются как имеющие более высокую LUFS, или воспринимаемую громкость. Например, минус 10 dBFS на частоте 30 Гц воспринимается не так громко, как минус 10 dBFS на частоте 3,5 кГц. Это происходит потому, что измерители LUFS учитывают то, как мы воспринимаем различные частоты как более громкие или более тихие, даже если они имеют одинаковую амплитуду. Казалось бы, должно быть наоборот. Если я ослаблю 30 Гц на 1 дБ, LUFS уменьшится примерно на 1 единицу. Аналогично, если я ослаблю 3,5 кГц на 1 дБ, LUFS также уменьшится примерно на 1 единицу. Это говорит о том, что ослабление или уменьшение на 1 дБ оказывает одинаковое влияние на громкость, независимо от частоты, на которой происходит ослабление. Однако это не относится к сложным сигналам. Допустим, я делаю мастеринг трека и ослабляю 3,5 кГц на 6 дБ.
Да, я уменьшил диапазон примерно на половину его амплитуды, как мы обсуждали ранее, но в целом я ослабил основной фактор, влияющий на воспринимаемую громкость трека. Если я ослаблю 30 Гц на 6 дБ, я уменьшу воспринимаемую громкость в два раза, но в общей схеме трека я внесу гораздо менее значительные изменения в воспринимаемую громкость трека. Поскольку 3,5 кГц вносят гораздо больший вклад в громкость трека, чем 30 Гц, ведь компрессия одного частотного диапазона не оказывает такого же воспринимаемого эффекта, как компрессия другого. Чтобы продемонстрировать это, давайте воспользуемся многополосным компрессором. С его помощью я настрою две полосы — одну с центром на частоте 3,5 кГц и одну с центром на частотах ниже 60 Гц, а затем поочерёдно буду включать их. Обратите внимание, как ослабление до 3,5 кГц оказывает значительное влияние на воспринимаемую громкость трека, в то время как ослабление до 60 герц и ниже оказывает гораздо менее значительный эффект даже при одинаковой величине ослабления.
Напоследок, давайте поговорим о компрессорах и гармонических искажениях. Гармонические искажения чаще всего ассоциируются с сатурацией или насыщением. Мы думаем, что компрессор сжимает, а сатуратор насыщает. Однако при срабатывании компрессоры также вносят значительные гармонические искажения. И способ, которым они это делают, сильно различается в зависимости от типа компрессора. Для простоты давайте воспользуемся этим компрессором Pro-C2 и настроим алгоритмы для демонстрации различных компрессоров. Используя плагин Doctor, я подам на вход синусоиду. Минус 10 дБ, 100 Гц. Обратите внимание на измерение THD в правом верхнем углу. Оно показывает уровень добавленных искажений по сравнению с исходной синусоидой. Когда компрессия отсутствует, искажения незаметны. Как только порог опускается ниже минус 10 дБ даже на незначительную величину, мы сразу же замечаем гармонические искажения. Уровень гармонических искажений растёт в зависимости от степени компрессии, а затем выравнивается. Но не только величина ослабления влияет на гармоники. Если я изменю форму колена с жёсткой на мягкую, вы заметите, что THD уменьшается, хотя ослабление будет сильнее. При изменении типа компрессора THD также меняется. Кроме того, чем быстрее атака и релиз, тем агрессивнее искажение. Это происходит потому, что компрессор обрезает и восстанавливает сигнал быстрее, чем заодно полное колебание.
Обратите внимание, что когда я увеличиваю частоту синусоиды, THD снижается. Поскольку колебания происходят быстрее, обрезается меньшая часть формы волны по отношению к общему количеству колебаний. При достаточном значении лука-хэд я могу полностью удалить гармонические искажения, когда компрессор включен, он получает информацию заранее и реагирует на амплитуду, не обрезая сигнал. Хотя это и не совсем так, но компрессия — это один из видов формирования волны. Чтобы ослабить пики, он неизбежно изменяет форму волны, что приводит к гармоническим и интермодуляционным искажениям, которые зависят от степени компрессии, колена, соотношения, атаки и восстановления, типа компрессора, частотного диапазона, в котором происходит компрессия, а также от того, введён ли Look Ahead.
Таким образом, компрессор не просто изменяет воспринимаемую громкость за счёт ослабления или восприятия более тихих деталей за счёт компенсирующего усиления после компрессии. Он также изменяет тембр сигнала за счёт внесения тонких и не очень гармонических искажений и изменения ADSR формы волны. Давайте послушаем трек, скомпрессированный с одинаковыми величинами ослабления. Сначала очень чистым компрессором, который почти не вносит гармонических искажений, а затем очень красящим компрессором, который вносит значительные гармонические искажения. Обратите внимание, как сильно различаются тембры в этих двух примерах.
—————————————————————
Ниже приведен полностью переведенный ролик с рекламой
__________________________________ Александр Карнаухов, звукорежиссёр.