 |
Время атаки и время восстановления
|
|
|
|
КОМПРЕССОРЫ И ЛИМИТЕРЫ
Современная поп-музыка записывается со строгим контролем над динамикой инструментов и вокала. Под динамикой подразумевается разница между самым тихим и самым громким звуком инструмента, голоса или всей песни.
Ритм-секция имеет большую роль в современной музыке. Но послушайте барабаны в любой поп-песне: не правда ли, их уровень почти одинаков на протяжении всей композиции, нет никаких полутонов. Именно поэтому иногда трудно отличить в записи звук ритм-машины от настоящих ударных, cинтезированный бас от "живой" бас-гитары.
Такой подход к ритм-секции в свою очередь диктует условия остальным инструментам. Если в динамике должны быть полутона, они создаются в миксе путем "пр сваливания" или "вытаскивания" инструментов, а баланс инструментовки не изменяется.
Если послушать песни, обычно не попадающие в Тор 40, то иногда можно найти более естественное звучание. Обычно передать полный динамический диапазон удается тем музыкантам, которые поняли возможности компакт-диска и сумели употребить их на благо своей музыки. Но и здесь вряд ли есть настоящая, истинная динамика (если это, конечно, не запись фолк-музыки или оркестра, выполненная настоящим пуристом). Даже новейшая цифровая запись не в состоянии передать полной динамики, которую воспринимает человеческое ухо. Поэтому для практических целей при записи всегда применят долю компрессии (сжатие динамического диапазона).
Компрессия всегда используется при записи вокала. Неопытный вокалист обычно поет с большими перепадами в динамике, в результате некоторые слова тонут в общем звучании музыки, а другие, наоборот, слышны слишком громко. Ритм-машины и синтезаторы, напротив, имеют ровную динамику, и компрессия по отношению к ним применяется редко. Что касается живых инструментов, понятно, что возможность сжатия динамического диапазона в регулируемых пределах очень важна.
|
|
|
Управление усилением
До появления компрессора для регулировки динамического диапазона применялся способ под названием "gain riding". Регулировка производилась вручную. Инженер микширования все время держал руку на фейдере, пытаясь предвосхитить и отрегулировать уровень слишком громких и слишком тихих мест в записи. Если регулировка производится опытным инженером, который хорошо знаком с динамикой записываемой музыки, тогда процесс сжатия динамического диапазона становится относительно простым. Хотя имеются проблемы. Процесс требует безраздельного внимания инженера, а значит, остальные аспекты записи останутся в тени. Поэтому иногда для такой работы привлекают чуть ли не весь штат студии, в особенности когда записываются сразу несколько голосов и инструментов, динамикой который требуется управлять индивидуально.
К тому же существует человеческий фактор. Человек не может реагировать моментально на резкие пики громкости. Поэтому регулировка часто бывает запоздалой.
Электронная регулировка
К счастью, уже на первых этапах развития звукозаписи появился электронный компрессор. Он работает по той же схеме, что и инженер звукозаписи, то есть постоянно отслеживает сигнал и регулирует его громкость, но он делает это куда более быстро и точно. Вместо руки, двигающей фейдер, имеются усилители, управляемые напряжением (VCA, voltage controlled amplifiers). Также возможно производить эту операцию цифровым способом.
В зависимости от конструкции, компрессор может уменьшать уровень громких сигналов, увеличивать уровень тихих сигналов или делать и то, и другое сразу. Большинство компрессоров работают по системе "точка перегиба" - то есть сигналы, имеющие уровень ниже конкретной точки, не подвергаются компрессии. Точка устанавливается регулятором "threshold"; момент, когда сигнал превышает установленный уровень, отображается на индикаторах. Выше этого уровня происходит уменьшение усиления сигнала.
|
|
|
Величина компрессии устанавливается регулятором "ratio" ("соотношение"). Изменяется входной сигнал, и это вызывает изменение сигнала на выходе. Отношение 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 применяется для большинства случаев, хотя иногда приходится устанавливать более высокие величины компрессионного отношения. Если оно установлено, 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. Многие компрессоры имеют возможность регулировки величины компрессионного отношения в достаточно больших пределах и могут служить в качестве ограничителей (лимитеров). Отсюда двойное название - "компрессор/лимитер".
Абсолютное ограничение должно иметь отношение "бесконечность:1", но на практике величины отношений больше, чем 20:1, производят такой же эффект.
Причины, по которым применяют ограничение, отличаются от тех, что требуют компрессии. Большое ограничение легко определяется на слух. Только в тех случаях, когда сигнал вообще не должен превышать определенный уровень, применяют лимитер. Например, это делается для защиты радиопередатчика, так как сверхбольшие модуляции вызывают разрушительные последствия. Также ограничение применяется в цифровом магнитофоне, так как в нем нет уровня выше "О VU". В концертной работе также применяются лимитеры - для предотвращения такого режима работы усилителей мощности, когда гармоники, ими создаваемые, могут разрушить высокочастотные динамики.
Лимитер должен реагировать на изменение уровня быстрее, чем компрессор. Иными словами, время атаки должно быть меньше. В ситуациях, когда требуется получить абсолютное ограничение, применяется лимитер с цепью отсекания (clipping circuit), которая успевает остановить пики, слишком краткие даже для лимитера. Clipper (отсекатель) работает не так тонко, как лимитер: вместо управления уровнем сигнала он просто обрубает верхушку огибающей сигнала, который пытается превысить уровень ограничения. В комбинации с быстрым лимитером такие периоды ограничения могут быть очень короткими. Исследования показали, что если они не превышают 1 мс, то это не заметно на слух.
|
|
|
Время атаки и время восстановления
Как инженер в студии, так и компрессор нуждается в некотором времени, чтобы отреагировать на динамические пики в музыкальном материале. Для компрессора это время значительно меньше. Современная техника позволяет ослабить сигнал так быстро, что он не успеет превысить определенный уровень. Однако такое быстродействие не всегда нужно.
Время, которое требуется компрессору, чтобы отреагировать на превышение уровня сигнала, называется временем атаки. По причинам, которые мы сейчас рассмотрим, оно устанавливается вручную. Регулятор времени восстановления тоже находится на передней панели (release time - время, за которое компрессор возвращается в состояние обычного усиления после того, как сигнал упал ниже уровня точки перегиба).
Компрессор уменьшает уровень любого сигнала, которые выше уровня точки перегиба. Вследствие этого выходной сигнал меньше, чем тот, что поступил на вход. Для того, чтобы сделать это уровень достаточным, введена стадия восстановления.
Есть индикатор, показывающий количество компрессии в любой момент времени. В более сложных компрессорах могут быть индикаторы для входных и выходных сигналов.
Время атаки и затухания зависит от музыкального материала, поэтому их можно изменять. Например, мощный бас-барабан в полной аудиокартинке (миксе) вызовет компрессию всего, что имеется; в результате все верхние частоты, тихие звуки (например, хай-хэт) тоже будут звучать тише. Это сделает звучание музыки глухим, неразборчивым. Чтобы избежать этого, надо немного увеличить время атаки, чтобы компрессор не успевал сработать моментально. Он пропустит начало сигнала (включая атаку хай-хэта), не уменьшая его уровня, после чего наступит компрессия; это придаст звуку энергию.
|
|
|
Такой способ часто применяется при записи бас-барабанов и бас-гитар: начальная атака должна проходить без ослабления. Это значит, что сигнал на короткое время все же превышает установленный уровень, но перегрузки и искажения не заметны на слух. При работе с цифровыми магнитофонами и в других случаях, когда требуется, чтобы перегрузок не было, на пути сигнала ставят отдельный лимитер, который отслеживает пики.
Очень важно правильно установить время восстановления. Если оно слишком коротко, то будет слышно, как срабатывает компрессор (послушайте ранние синглы группы The Who и обратите внимание на звучание тарелок). И наоборот: если время восстановления слишком большое, компрессор может не успеть вернуться в нормальное состояние до того, как следующий тихий сигнал появится на его входе, и этот сигнал будет "поджат" больше, чем требуется.
Другая проблема возникает, если время атаки и время восстановления - слишком короткие. В этом случае низкочастотные звуки подвергаются искажению, так как происходит компрессирование на каждом цикле сигнала (вместо того, чтобы регулировать амплитуду всей огибающей). Для предотвращения этого в некоторых компрессорах есть регулируемое время отпирания (время прохождения сигнала): компрессор не может перейти в фазу восстановления прежде, чем истечет время отпирания (обычно - 50 мс; может быть больше).
Side-Chain
Следует отметить, что почти все компрессоры имеют свой характерный звук, даже если их работа основана на одинаковом принципе. Характерное звучание компрессора зависит от того, как реагирует цепь side-chain (управляющая цепь) на изменение уровня входного сигнала. В управляющей цепи включается фильтр для выбора частот, на которых должен сработать компрессор. Применение фильтра обусловлено тем, что человеческое ухо воспринимает сигналы разной высоты как сигналы с разным уровнем. Управляющая цепь может быть настроена таким образом, что реагирует на максимальные (пиковые) значения сигнала или управляет компрессией по среднему значению изменения уровня входного сигнала. Это различие также заметно на слух.
Side chain "слушает" сигнал, который подвергается компрессии. Боковая цепь может быть соединена с точкой разрыва или с ключевым входом (key input), чтобы иметь возможность подключения другого процессора или чтобы подать сигнал с другого источника.
|
|
|
Доступ к side chain делается для подключения эквалайзера и других устройств через разъем (перемычку) на задней панели. Примеры применения: для фильтрации при помощи внешнего эквалайзера подавить все низкие частоты, поступающие на вход side chain, компрессор должен реагировать только на громкие звуки. Так работает де-эсер (устраняет свистящие и шипящие согласные в вокальной партии). Эквалайзер пропускает только те частоты, что составляют свист и шипение, тем самым управляя выходом фильтра. Настройка (выбор части аудио-спектра, на которую надо повлиять) производится на слух. Чтобы это было легче делать, большинство компрессоров (и гейтов) имеют переключатель side chain listen switch, позволяющий услышать в мониторах управляющий сигнал боковой цепи.
Side chain также используется для управления компрессором от другого сигнала (уровень внешнего сигнала будет влиять на степень компрессии). Например, аккомпанемент поступает на вход компрессора, а вокал - на вход side chain; тогда уровень вокала будет влиять на уровень громкости аккомпанемента, и голос будет хорошо слышен. В тех местах, где вокальная партия отсутствует, уровень громкости аккомпанемента возвращается на исходную величину. Скорость возврата регулируется ручкой "release time". Эта техника часто используется диск-жокеями и называется "ducking". Если вы хотите применить ее в работе, вам потребуется микшер с микрофонным входом, выходной сигнал с канала (или из точки разрыва) подается прямо на вход side chain компрессора. (Вход side chain большинства компрессоров работает только с линейными сигналами, поэтому сигнал с микрофона должен быть усилен перед тем, как он станет управляющим для компрессора).
Soft Knee
Большинство компрессоров работает по принципу точки перегиба. Но существует еще один тип, который тоже получил распространение. Он работает на основе "soft knee", или "over-easy": компрессия применяется ко всем сигналам вне зависимости от их уровня, но компрессионное отношение мало для слабых сигналов и автоматически увеличивается с увеличением уровня. На передней панели такого компрессора имеется всего один регулятор, устанавливающий уровень компрессии. Регуляторов времени атаки и восстановления может не быть (зависит от конкретной модели). Считается, что этот тип компрессора имеет более мягкий звук, чем тот, что работает с точкой перегиба. К тому же он проще в управлении.
Встроенные гейты
Поскольку компрессор не отличает полезный сигнал с низким уровнем от шумов с таким же уровнем, то он имеет свойство подчеркивать эти шумы, переходя в режим максимального усиления во время тихих пассажей или пауз в вокальной партии. Для борьбы с этим в современных компрессорах встроены простые гейты или экспандеры, позволяющие заглушать сигнал в такие моменты. Встроенный гейт обычно имеет только регулятор точки перегиба и индикатор, показывающий, когда гейт заперт. Время атаки и восстановления, как правило, запрограммированы (во внутреннюю память (пресеты)) или связаны электронным образом с аналогичными параметрами компрессора.
Более полное описание гейтов и способов их применения будет сделано в следующей главе. Здесь только надо отметить, что точка перегиба гейта должна быть выбрана достаточно низкой, чтобы отрезался только шум, а тихие музыкальные пассажи проходили (не заглушались). Такая установка имеет значение в основном при работе с несколькими отдельными дорожками внутри микса, когда общий микс имеет лишь несколько моментов полной тишины, во время которой компрессор должен работать так, чтобы его не было слышно.
При компрессии сигналов, уже записанных на ленту, возникает проблема шума, так как компрессор поднимает шумы ленты. Поэтому принято компрессировать вокал при записи, чтобы потом иметь возможность работать с его динамикой. Можно добавить компрессии на этапе микширования, но надо учитывать шумы ленты.
Основное правило здесь такое: каждый децибел компрессии - это децибел ухудшения сигнала до уровня шума.
Варианты компрессоров
Не все компрессоры работают по описанному методу, и ручки управления у них отличаются. Альтернатива изменяемой точке перегиба - компрессор с фиксированной точкой, изменяется входная чувствительность. Эффект получается такой же, как в варианте с изменяемой точкой перегиба и постоянным (фиксированным) усилением входного сигнала (регулятор усиления выходного сигнала должен управлять общим усилением сигнала при прохождении через компрессор).
Выше уже было сказано, почему компрессор может делать звук менее отчетливым (за счет ослабления всего сигнала при коротких пиках отдельных инструментов, при этом теряются тихие сигналы с высокочастотной составляющей). Чтобы решить эту проблему, надо использовать компрессор, который разделяет частоты на несколько полос и компрессирует их независимо друг от друга, а затем комбинирует их. Такой компрессор стоит дороже, и управление им сложнее, так как для каждой полосы частот должен быть установлен свой компрессор. Также должен быть изобретен метод, позволяющий менять время атаки и восстановления для каждой полосы, чтобы они дополняли Друг друга. Обычно такой компрессор стоит в четыре-пять раз дороже, но он особо хорош при обработке целого микса.
Соединение
Компрессоры разной конструкции могут поддерживать в течение долгого времени средний уровень сигнала, а также могут компрессировать пики обычным способом. Среди них есть такие, которые определяют время тишины между звуками, и в течение этого периода не производят подтягивания шумов. Эти типы компрессоров стоят дороже, чем те, в которых предусмотрено запирание сигналов с низким уровнем (встроен гейт), так как они обеспечивают более тонкий подход к компрессированию. Такой компрессор, к примеру, может применяться в линии радиопередатчика, обеспечивая постоянный средний уровень сигнала.
В конструкциях недорогих компрессоров в последнее время стали устанавливать автоматическое время атаки и восстановления. В компрессоре есть цепь, анализирующая входной сигнал. Она изменяет время атаки и восстановления в соответствии с параметрами сигнала. Такой компрессор предпочтителен в тех случаях, когда в динамике происходят постоянные изменения, и фиксированные установки не годятся. Например, при игре на бас-гитаре в течение только одной песни могут быть использованы все три типа техники (слэп, игра пальцами и медиатором). Все эти стили исполнения имеют разную динамику, поэтому для компрессирования такой партии требуется "гибкий" прибор. То же касается всего микса: вряд ли к нему применим компрессор с фиксированной установкой.
Компрессоры всегда включаются в линию сигнала, часто через точку разрыва на пульте. Я отношу их к разряду процессоров. Их не следует подключать через посылы на эффекты, так как эффекты подмешивают обработанную часть сигнала к необработанному; в случае с компрессором обрабатывается весь сигнал, и подмешивания не происходит.
|
|
|
