Атака и восстановление
Чтобы решить проблему с потерей тихих звуков, более поздние гейты были снабжены регулятором времени восстановления. В результате вместо выключения сигнала, как только его уровень станет ниже точки перегиба, гейт стал позволять сигналу затухать в течение времени, которое выбирается вручную. Электронный переключатель был заменен усилителем, управляемым напряжением (VCA) - таким же, как тот, что используется в компрессоре. Применение усилителя значительно улучшило работу гейта: теперь шум не выключается и включается резко (что на слух звучит еще хуже, чем постоянный шум на заднем плане). Сигналы с низким уровнем затухают естественным образом.
После точки перегиба важнейшим параметром гейта является время восстановления; регулятор времени атаки позволяет установить, сколько времени требуется, чтобы гейт открылся после того, как уровень сигнала перешел через точку перегиба. Если он открывается слишком быстро, низкочастотные звуки могут быть искажены (в процессе работы цепи гейта); на слух это прозвучит как щелчок. Если немного уменьшить (замедлить) время атаки, проблема исчезнет.
Если гейт открывается слишком медленно, звук малого барабана теряет атаку; поэтому для таких звуков устанавливается быстрое время атаки. Максимальное время может быть несколько десятков микросекунд; минимальное - десятки миллисекунд. Творческие возможности гейта широки, его даже применяют в качестве формирователя огибающей (при больших значениях времени атаки). Поэтому в современных гейтах предусмотрена возможность изменения времени атаки в более широких пределах, чем это требуется чисто для коррекции.
В некоторых гейтах есть дополнительный регулятор, который называется "floor" ("пол") или "ratio" ("отношение"). Эта функция позволяет части сигнала проходить, даже если гейт заперт. В студийной практике это используется, когда требуется сохранить в записи реальную акустику помещения, в том числе шумы, но в миксе их слишком много. Гейт помогает уменьшить их уровень, но совершенно не устраняет. (Используется также при озвучивании фильмов, когда диалог записывался на шумной улице, и желательно сохранить часть звуков, но снизить их уровень, чтобы речь была слышна более ясно).
В современных гейтах может встретиться регулятор "hold" ("удержание"). Он бывает также в компрессорах. Его функция состоит в том, чтобы не позволять гейту в течение определенного времени переходить в фазу восстановления после того, как уровень входного сигнала станет ниже точки перегиба. При быстром времени восстановления это используется для запирания (обрезания) реверберации или собственных шумов студии в современной музыке. Более короткий "hold" используется для устранения постоянных качаний уровня входного сигнала.
Цикл "атака-удержание-восстановление
Если сигнал, поступающий на вход гейта, имеет медленно затухающую волнообразную форму, то постоянное изменение уровня сигнала звучит как "дребезг". В этом случае применяется гистерезистный шумоподавитель.
Вкратце работу такого гейта можно описать следующим образом: какой бы высоты ни была выбрана точка перегиба, после которой гейт открывается, сигнал должен упасть несколько ниже этой точки, прежде чем гейт начнет закрываться опять. Это выглядит так же, как если бы было две точки перегиба - одна для отпирания гейта, вторая - для запирания. На практике это означает, что входной сигнал изменяется по уровню в несколько больших пределах, чем разница между точками, прежде чем происходит переключение гейта. Такой сигнал, например, получается из синтезатора - затухающий тон с амплитудной модуляцией LFO (низкочастотный генератор). В большинстве гейтов величина гистерезиса фиксирована, и регуляторов управления этим параметром нет.
Side Chain
Как и в компрессоре, в гейте имеется боковая цепь, которая измеряет уровень входного сигнала и сравнивает его с высотой точки перегиба. Когда уровень сигнала превышает точку перегиба, цепь генерирует контрольный сигнал для открывания гейта - с той скоростью, которую задает регулятор время атаки. Когда уровень сигнала становится ниже точки перегиба, гейт закрывается в соответствии с величинами времени удержания и восстановления. Если вы знакомы с работой синтезатора, то вы видите, что здесь есть сходство с установкой параметров огибающей.
Основой гейта является усилитель, управляемый напряжением. В некоторых цепях есть аттенюатор, управляемый напряжением, основанный на полупроводнике типа FET. Подробно рассматривать механизм не имеет смысла. Досаточно сказать, что он делает свою работу тихо, быстро и не вносит искажений.
Как и компрессор, гейт может работать со стереомиксом. Для этого в нем имеется соединительный переключатель. Оба канала переключаются одновременно, даже если сигнал в одном канале громче, чем в другом. Это делается для того, чтобы не происходило смещения, как могло бы случиться, если бы каналы работали независимо. На практике, однако, редко требуется подключать гейт в режим стерео - кроме тех случаев, когда надо обработать сигнал с выхода стереоревербератора или эхо-камеры, чтобы создать эффект gated reverb ("обрезанная реверберация").
В некоторых случаях гейт, как и компрессор, может быть подключен так, чтобы управление шло от внешнего сигнала через боковую цепь. Тогда один сигнал будет вызывать запирание другого: например, бас-барабан, запирающий бас-гитару (чтобы уплотнить звук). Если бас-гитара сыграла чуть раньше, звук не пройдет через гейт, пока не сыграет бас-барабан. Далее звук бас-гитары будет затухать в соответствии с величиной времени удержания и восстановления. Так можно сделать звук короче, чем в оригинале.
Многие гейты имеют режим "ducking". При отсутствии внешнего сигнала в side chain действие точки перегиба получается обратным: сигналы, уровень которых превышает точку перегиба, заставляют гейт закрываться. При помощи регулятора "floor" можно установить величину ослабления; тем самым будет создан обратный динамический эффект, при котором самые громкие звуки будет ослаблены (до уровня тихих).
В side chain можно включить эквалайзер, чтобы гейт быстрее реагировал на определенные частоты. Например, это может понадобиться, когда вы используете звук малого барабана для переключения гейта. Если микрофон снимает также звук хай-хэта, то гейт будет переключаться к тому же и в паузах между ударами малого барабана. При помощи эквалайзера можно отфильтровать частоты хай-хэта, чтобы не происходило ложного переключения. Во многих гейтах есть переключатель "listen" ("прослушивание"), что позволяет слышать на выходе гейта сигнал, поступающий в боковую цепь. Это нужно для настройки эквалайзера на слух.
В гейтах бывают встроенные фильтры. Обычно это один hi-pass и один low-pass, оба с острыми характеристиками вырезания частот. Важно помнить, что эти фильтры не влияют непосредственно на сигнал на выходе, их функция состоит в том, чтобы влиять на цепь переключения гейта.
Применение
Из всех звуковых процессоров гейт является, пожалуй, единственным, чье присутствие становится очень заметным, если установки сделаны неправильно. Неверно выбранная точка перегиба или слишком короткое затухание приводят к тому, что сигнал будет спонтанно запираться и отпираться (на слух это звучит как неправильное подключение или даже как страшные искажения). Правильно поступить так: установите точку перегиба как можно ниже (тогда не будет происходить ложного переключения), после чего регулируйте время удержания и восстановления так, чтобы затухание, присущее звуку, не было обрублено гейтом. Вообще время атаки должно быть быстрым (но не должно быть щелчка); медленная атака применяется для создания спецэффектов. Для экспандер-гейта (см. ниже) высота точки перегиба, как правило, не имеет основного значения; но на практике нет явной разницы между экспандер-гейтом и обычным гейтом.
Если сигнал безнадежно зашумлен, не следует ожидать, что гейт исправит положение, не привнеся некоторых боковых эффектов. Будьте внимательны при записи, следите за уровнем сигнала, постарайтесь свести к минимуму шум источника сигнала, и тогда гейт поможет вам превратить хорошую запись в исключительно хорошую. Обычно в студийной практике при сведении применяют несколько гейтов (по одному на каждыйтрек). Двадцать четыре трека могут дать значительное количество шума, поэтому полезно иметь возможность заглушить шум во время пауз в записанном сигнале.
Подключать гейт для создания эффекта "gated reverb" стало непопулярным, так как большинство современных цифровых эффектов могут выполнять эту процедуру (имеется соответствующий пресет). Тем не менее, такое подключение делается, когда в записи присутствует естественная реверберация (барабаны, записанные в живой комнате). В этом случае импульсом переключения гейта служит звук "сухого" барабана (в side chain), сигнал с внешних микрофонов проходит через гейт (обычно стерео). Время удержания устанавливается в пределах 0,5 с; время атаки и восстановления - очень быстрое. В результате получается характерный "обрубленный" звук ударных. На рисунке 5 показано, ка произвести такое подключение на практике. Эффект будет сильнее, если сигнал с внешних микрофонов сильно закомпрессировать перед подачей их на вход гейта.
Гейт используется также для очищения сэмплировнных звуков, изменения огибающей сэмплов, уменьшения акустического прохождения сигналов с соседних источников звука. Гейт не является универсальной панацеей от всех шумов, но если им правильно пользоваться, он сделает свое дело неплохо.
Все чаще и чаще встречаются гейты, которые работают по принципу экспандера (процесс, прямо противоположный тому, что делает компрессор). Когда уровень сигнала становится меньше точки перегиба, он не отключается, а происходит ослабление уровня.
Обычный гейт вообще не открылся бы, если бы уровень сигнала был постоянно чуть ниже точки перегиба. В экспандере на выход сигнал проходит, но уровень его уменьшается. Чем ниже уровень входного сигнала, тем меньше он на выходе. Отношение расширения (expander ratio) 1:2 означает, что если уровень сигнала на входе экспандера упадет на 1 дБ, на выходе он будет уменьшен на 2 дБ. Сигналы, прошедшие через экспандер, звучат странно: все пики слишком громкие, все тихие звуки почти не слышны; но это происходит только с теми звуками, уровень которых ниже точки перегиба, и на слух это менее искусственно, чем то, что делает гейт.
Общий результат работы экспандер-гейта не слишком отличается от чистого гейта, но точки переключения становятся менее навязчивыми.
При отношении меньше чем 1:1,5 можно использовать экспандер-гейт для незаметного увеличения динамического диапазона тех сигналов, уровень которых меньше точки перегиба. Если точка перегиба слишком высока, тогда происходит обработка всего сигнала. Это применяется, когда надо восстановить естественную динамику перекомпрессированного звука.
Динамический шумоподавитель
Это НЕ гейт! Действие системы основано на том, что большинство естественных звуков богато высокочастотной составляющей в самом начале, когда амплитуда максимальна и фильтр открыт: все гармоники проходят без ослабления. Когда звук начинает затухать, высокие частоты исчезают быстрее, поэтому фильтрация не звучит неестественно. Другими словами, чем тише становится сигнал, тем меньше в нем высоких частот. Тем самым уменьшение шумов не вызывает потерю в яркости звучания всей музыки (если не перестараться). Динамический шумоподавитель иногда используется в комбинации с экспандер-гейтом для создания системы шумоподавления с одним выходом. Он позволяет уменьшить высокочастотную составляющую сигнала, уровень которого понижается.
Чем больше падает уровень сигнала, тем тише становится сигнал на выходе экспандер-гейта. Обычно секции экспандера и фильтра имеют раздельные регуляторы высоты точки перегиба. В отличие от обычных гейтов, эта система хорошо применяется как для обработки целого (!) микса, так и для отдельных треков и инструментов.
Технические характеристики
Как и компрессор, гейт обрабатывает целый аудиосигнал, поэтому его характеристики имеют большое значение: любой недостаток будет отрицательно влиять на выходной сигнал. Электронный шум и искажения гейта должны быть минимальны. Частотная характеристика гейта должна охватывать весь диапазон аудиочастот, так как гейт применяется для самых разных целей. Важно также, чтобы цепь электронной регулировки уровня работала без щелчков (при быстром открывании и закрывании гейта). Щелчок будет всегда, когда сигнал резко пропускается или запирается, но в тех случаях, когда на входе нет сигнала (сигнал подается в боковую цепь или ключевой вход (key input)), щелчков не должно быть.
Соединение
Гейт является процессором. Поэтому он всегда включается в линию сигнала, никогда - в петлю посылов/возвратов. Обработка сигнала при помощи гейта может происходить либо перед записью, либо после нее (при микшировании). Лучше делать это во время сведения (убираются шумы ленты). Также преимущество включения гейта только при микшировании заключается в том, что неверные установки всегда можно изменить, в то время как сигнал, уже записанный с неверными установками параметров, не восстановим в своем первозданном виде. Только когда на один трек пишут несколько сигналов (например, при записи ударной установки с большим количеством барабанов), предпочитают включать гейт в процессе записи.
Кроме тех случаев, когда надо создать эффект "gated reverb", не пропускайте через гейт сигнал, имеющий в своем составе реверберацию, иначе часть затуханий будет потеряна. Если сперва обработать сигнал гейтом, а потом подмешать к нему реверберацию, то получится хороший результат: не только затухания будут присутствовать в полной мере, но к тому же реверберация поможет скрыть некоторые недостатки (нестабильность) работы гейта.
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕЙТОВ
Вокал
Большинство вокальных звуков имеют достаточно быструю атаку и медленное затухание. Исключение составляют те слова, которые заканчиваются на жесткие согласные. Если гейт открывается очень быстро, возникает опасность, что на словах с мягкой атакой будет звучать щелчок. Лучше время атаки установить равным не более 1 миллисекунды. Это достаточно быстро, чтобы атака звука проходила без потери, и одновременно достаточно медленно, чтобы не было щелчка.
Время восстановления должно быть 0,5 с. Это сводит к нулю риск потери окончаний слов с мягким затуханием, и этого хватает, чтобы отрезать все ненужные шумы после тех слов, что кончаются внезапно. На длинной ноте, которая имеет неравномерный уровень, гейт может отпираться и запираться, производя "дребезжание"; чтобы устранить это, надо увеличить время удержания. "Дребезг" является проблемой только тогда, когда время восстановления мало; но нельзя исправить положения просто путем удлинения времени восстановления, так как тогда сигнал может кончиться прежде, чем закроется гейт, и шумы будут проходить.
Аналогичная проблема существует с точкой перегиба. Чем меньше ее высота, тем лучше результат; но если она установлена слишком низко, появляется вероятность того, что шумы и ненужные звуки будут переключать гейт. Поэтому лучше постараться, чтобы от источника шло мало шумов, чем ожидать, что гейт сотворит чудо.
Кстати, если компрессировать вокал одновременно с пропусканием его через гейт, то лучше гейт поставить перед компрессором; если он стоит вторым, то уменьшенный в результате действия компрессора динамический диапазон сигнала делает трудным правильную установку высоты точки перегиба.
Электрогитары
При записи электрогитар, в особенности "стратокастеров" и аналогичных моделей, имеющих один угольный звукосниматель, шум может стать серьезной проблемой, так как звукосниматель передает все наводки, имеющиеся в помещении. Для начала нужно найти такое положение исполнителя (в магнитном поле), при котором шум от наводок становится минимальным. Обычно есть одно направление, при котором шум - самый большой, и одно, при котором его почти нет.
Другим источников шумов является приставка "overdrive" (вне зависимости от того, встроена она в усилитель или имеется в виде отдельной педали). Эти приставки работают по принципу добавления очень большого усиления к сигналу перед тем, как он попадает в нелинейную цепь, где создаются требуемые искажения.
Дополнительное усиление сигнала порождает увеличение уровня шумов и треска. Поэтому применение гейта может спасти ситуацию.
У искаженной гитары атака очень быстрая, "жалящая"; значит, время атаки гейта должно быть самым быстрым. Время восстановления зависит от стиля музыки. Как правило, оно должно быть возможно более коротким, чтобы затухание длинных нот не прерывалось: от десятков миллисекунд при стаккато искаженной гитары
до 0,5 с и более - для медленных, чистых пассажей.
Клавишные инструменты
Может показаться, что электронные клавишные не требуют обработки гейтом, так как они обычно включаются напрямую в пульт и поэтому не могут привносить посторонних шумов. Но это не совсем так. Многие клавишные инструменты создают свои собственные шумы (в особенности - цифровые синтезаторы). Эти шумы слышны только в паузах между нотами или во время затухания ноты, так что применение гейта в таких случаях желательно. Величины времени атаки и затухания гейта должны быть установлены в соответствии с формой огибающей сигнала (в синтезаторах форма может быть любой). Помните общее правило: время атаки должно быть быстрым, но не должно быть щелчков; время восстановления должно быть быстрым, но не должно происходить отрезания затухающих звуков; на некоторых звуках во время затухания может происходить ложное переключение гейта - тогда увеличивайте время удержания.
Динамический шумоподавитель дает лучшие результаты, чем обычный гейт, так как он удаляет шумы из синтезированных звуков не только в паузах, но и во время затухания. Динамический шумоподавитель хорошо работает с целыми миксами, поэтому имеет смысл собрать в стереоподгруппу сигналы со всех синтезаторов и подать их на шумоподавитель через точку разрыва подгруппы.
Гейт используется для обработки барабанов не только для того, чтобы очистить звук от лишнего шума, но и затем, чтобы изменить его, создать быстрое, четкое затухание. Бас-барабаны и томы, в звуке которых имеется ненужный звон, при прохождении через гейт вызовут его запирание, звон будет отрезан, а звук станет более плотным. Для ударных инструментов всегда важно передать переходный процесс, поэтому время атаки должно быть очень быстрым, а время восстановления регулируется на слух. На практике получается, что время восстановления может быть настолько быстрым, что эффекты регуляторов времени восстановления и удержания совершенно идентичны.
При записи ударной установки с помощью нескольких микрофонов, каждый из которых установлен близко к одному из барабанов, гейт часто употребляется для того, чтобы улучшить разделение по каналам (устранить "боковой эффект" - проникновение сигнала с соседнего барабана), при этом точка перегиба должна быть достаточно высокой (так как барабаны находятся близко друг от друга). Может возникнуть опасность потери тихих звуков. Чтобы избежать этого, применяют гейты с полосовыми фильтрами, которые можно настроить на звук конкретного барабана и до известной степени вырезать частоты барабанов и тарелок, настроенных на другую частоту. Особенно часто такие гейты употребляются в работе с малым барабаном (хай-хэт расположен слишком близко). ВНИМАНИЕ: если вы установили фильтр таким образом, что он вырезает большую часть высоких частот, это может замедлить открывание гейта и повлияет на атаку сигнала.
Другая проблема состоит в том, что в те моменты, когда гейт открыт, все сигналы, звучащие одновременно с полезным сигналом, проходят в линию. Например, каждый раз, когда одновременно играет хай-хэт и малый барабан, звук хай-хэта будет громче, как если бы его записывали при помощи двух микрофонов вместо одного. В большинстве случаев на это не обращают внимания, но некоторые инженеры все же пытаются исправить положение, используя другой канал гейта для подключения сигнала с микрофона, снимающего хай-хэт, устанавливают канал в режим "duck", и переключение идет от того же источника, что переключает гейт малого барабана. Если оба набора регуляторов установлены идентично и ручка "floor" того канала гейта, на который идет сигнала хай-хэта, установлена правильно, то уровень сигнала хай-хэта будет немного уменьшаться в те моменты, когда открывается гейт малого барабана.
Это не является наилучшим решением, но все же помогает предотвратить увеличение уровня сигнала хай-хэта в моменты совпадения с ударами малого барабана. Впечатление ("образ") может быть нарушено, если малый барабан и хай-хэт панорамированы в противоположные части (хай-хэт будет звучать несколько странно).
Такая же проблема существует при записи тарелок "крэш" и "райд", но она решается проще: достаточно уговорить барабанщика подвесить тарелки на некотором расстоянии от томов, а не непосредственно над ними.
Специальные эффекты
Описанный выше способ использования одного канала гейта для работы в режиме "ducker" может быть применен вместе с большим (длинным) временем атаки для создания автоматического панорамирования каждый раз, когда входной сигнал превышает высоту точки перегиба. В этом случае на оба канала гейта подается сигнал от одного и того же источника, а выходные сигналы панорамируются строго в противоположные стороны. Если ручка "floor" установлена на максимальное ослабление, то сигнал в одном канале будет делаться тише на ту же величину, на какую возрастает уровень сигнала в другом канале. То же самое относится к установке времени восстановления.
Такое подлючение можно далее модифицировать: подать на гейт сигнал с внешнего низкочастотного осциллятора (от 5 до 50 Гц). Тогда входной сигнал будет переходить из канала в канал (менять положение в панораме) со скоростью, соответствующей частоте генератора. Время атаки и восстановления должно быть быстрым. Это звучит эффектно (если не перестараться), в особенности с вокалом и электрогитарами: сигнал "проглатывается" взрывами, приходящими с противоположных концов стереопанорамы.
*********************************************
ПАНОРАМИРОВАНИЕ
Вступление
Человеческий мозг определяет направление источника звука путем сравнения его относительной громкости в каждом ухе. Он также сравнивает фазу сигнала, т.е. если сигнал достигает правого уха немного раньше, чем левого, то мозг решает, что источник расположен справа. Это можно продемонстрировать, разделив сигнал на две части и задержав одну из них на 10 мс при помощи DDL (цифровой задержки). Если задержанный и незадержанный сигналы панорамировать налево и направо с одинаковым уровенем громкости, то возникнет впечатление, что сигнал приходит из того громкоговорителя, куда подается незадержанный сигнал. Это называется эффектом Хааса или эффектом предшествования.
В студийных условиях впечатление стереоперспективы создается путем панорамирования положения источников моно-сигнала в стереопанораме. Изменяя баланс между сигналами, приходящими из левого и правого громкоговорителей, кажущийся источник сигнала можно поместить в любую точку между громкоговорителями.
Цель этой главы состоит не в том, чтобы глубоко осветить принципы стерео, но в том, чтобы рассказать о способах обработки сигнала, при помощи которых можно создать впечатление о ширине стереобазы и перемещении источников сигналов внутри стереопанорамы.
Простой автоматический регулятор панорамы (autopanner) - это электронный регулятор, управляемый низкочастотным генератором (LFO). Он встречается в устройствах "хорус" и "вибрато".
На вход устройства подается моно-сигнал. Имеется два выхода, между которыми перемещается сигнал. Перемещение происходит повторяющимся, циклическим образом. В пути каждого сигнала имеется усилитель, управляемый напряжением (VCA); оба сигнала питаются от одного генератора. Контрольный сигнал генератора переворачивается по фазе перед тем, как поступить в один из усилителей VCA, поэтому увеличение и уменьшением уровня этого сигнала соответствует уменьшению и увеличению сигнала, поступающего на другой VCA (перевернутый образ).
Выходные сигналы с простого автопаннера могут быть подключены в два канала микшерного пульта, ручки панорамы которых повернуты в противоположные стороны (лево и право). Тогда звук будет перемещаться внутри микса вперед и назад вдоль стереобазы. Это было популярным приемом в 60-е годы (например, было использовано Джими Хендриксом); но по современным стандартам это звучит не слишком хорошо. Если осциллятор генерирует низкую частоту, сигнал "лениво" перемещается слева направо. Более высокая частота - скажем, 5-10 Гц - создает эффект Лесли ("камера Лесли" - механический способ создания эффекта "хорус" при помощи размещения вращающихся экранов перед громкоговорителями).
Более интересное использование такого автопаннера - перемещать при помощи него эффект "эхо" или "реверберация", оставляя необработанный сигнал на одной и той же позиции. Лучше всего, если перемещение будет происходить в соответствии с темпом музыки, но при помощи простого автопаннера время цикла может быть только приблизительным.
Следующее улучшение было достигнуто путем объединения двух цепей панорамирования в одной конструкции. На вход подавался стереосигнал, а каналы как бы менялись местами (с частотой генератора). Однако этот эффект можно всретить только в дорогих моделях.
Переключение
В настоящее время даже относительно недорогие автопаннеры имеют функцию синхронизации, при помощи которой внешний сигнал (например, ритм-машина) управляет началом перемещения сигнала по стереопанораме (разворачивание). Регулятор LFO устанавливает скорость, с которой происходит перемещение; но после того, как сигнал прошел один цикл (слева направо), второй цикл не начинается до тех пор, пока не поступит следующий переключающий импульс - после чего происходит движение в обратную сторону. В идеале разворачивание должно запускаться от МИДИ - чтобы оно было напрямую синхронизировано с ритм-машиной или секвенсером (без необходимости выделять переключающие импульсы).
Автопаннер с функцией синхронизации является более гибким устройством, чем простой автопаннер. Он может быть синхронизован с музыкой. Поскольку разворачивание наступает только тогда, когда пришел переключающий импульс, то можно, например, установить (задать) одно разворачивание на первую четверть в первом такте песни, далее - два разворачивания на первую четверть второго такта. Можно даже запрограммировать панорамирование таким образом, чтобы каждая следующая нота секвенции приходила со стороны, противоположной той, откуда пришла предыдущая. Получается хороший эффект, если панорамировать только возвраты (выходные сигналы), оставляя необработанный сигнал на одном месте.
Применение
Кроме описанных способов, существует возможность подключить дополнительные процессоры сигналов, чтобы создать новые эффекты. Один из способов состоит в том, чтобы скоммутировать два выхода автопаннера с графическим стереоэквалайзером, после чего установить ручки эквалайзера таким образом, чтобы с его каналов выходили совершенно разные ноты. В то время как автопаннер перемещает сигнал из стороны в сторону, тон (нота) будет меняться, и в зависимости от скорости панорамирования можно создать эффект сдвига фазы, эффект Лесли и т.д. Можно даже поместить оба сигнала в одно и то же место стереопанорамы и создать циклическое изменение тона без движения самого источника.
Если пойти дальше, то можно подключить выходы автопаннера к двум разным эффектам. Это позволит переходить с затуханием от одного эффекта к другому (как с перемещением из канала в канал, так и без этого). Например, один выход можно отправить на флэнджер, а второй - на короткое эхо, или оба канала отправить на два флэнджера, каждый из которых имеет свою скорость разворачивания. Получится интересный эффект, панорамируя обработанные звуки в правый и левый каналы, в то время как "сухой" звук остается в центре микса.
Если у вас нет автопаннера, вы можете попробовать добиться интересного эффекта при помощи двух цифровых задержек. Сигнал разделен на две части, каждая из которых подается на свою цифровую задержку. Первая задержка имеет фиксированное время задержки (скажем, 10 мс); время задержки второй плавно изменяется от 5 до 15 мс. Если задержанные сигналы панорамировать строго направо и налево (при этом они должны быть одинакового уровня), то возникнет эффект, что звук перемещается из стороны в сторону, причем модулированный сигнал сначала отстает, а потом "ведет" звук по направлению к тому сигналу, который имеет постоянное время задержки. Этот эффект называется "психоакустическое панорамирование". Он основан на принципе Хааса, а не на изменении уровня сигнала.
Псевдостерео
Кроме помещения сигнала в какую-то точку между громкоговорителями, существуют еще способы создания стереоперспективы, В реальной звуковой среде сигнал смешивается со своими отражениями, и даже если эти отражения слишком коротки, они помогают составить впечатление о положении источника звука. Этот эффект, например, можно воспроизвести при помощи цифрового ревербератора (программа "short room"). Я хочу рассказать о других методах.
Как надо обработать моносигнал, чтобы создать впечатление о ширине стереобазы? Используются три канала микшерного пульта. Входной сигнал разделяется на две части. Одна из частей идет в средний канал и панорамируется в центр. Вторая часть сигнала поступает на вход графического эквалайзера, который создает псевдо-случайную частотную характеристику (путем установки чередующихся фейдеров в положение "сильное усиление" и "сильное ослабление" частоты). Выходной сигнал эквалайзера тоже разделен на две части, которые подаются в два других канала пульта; одна из них панорамируется влево, другая - вправо. Кнопка переворота фазы одного из этих сигналов нажата.
В результате сигнал, слышимый справа, является суммой центрального сигнала и одной из частей сигнала с выхода эквалайзера (фаза не перевернута); сигнал, слышимый слева, является разностью центрального сигнала и второй части сигнала с выхода эквалайзера (за счет переворота фазы).
На практике это позволяет имитировать взаимодействие прямого и отраженного сигналов. Несмотря на то, что впечатление о положении источника звука в пространстве будет несколько размыто, этот способ создает впечатление о ширине и глубине стереобазы.
Можно вместо графического эквалайзера поключить DDL, при этом установить постоянное время задержки (5-15 мс). Фейдеры должны быть установлены так, чтобы уровни прямого и задержанного сигналов были одинаковы. Сигнал на выходе будет содержать "эффект расчески" цифровой задержки (comb filter effect). Время задержки слишком коротко, чтобы создать эффект реверберации, но оно достаточно длинно, чтобы некоторые частоты изменялись, складывались и вычитались (в соответствии с фазами сигналов).
Если изобразить сигнал с таким эффектом в виде графика, то будет видно, что есть серия остроконечных пиков и провалов (отсюда название - "гребенчатый фильтр"). Этот вид фильтра создает тот же эффект, что и графический эквалайзер. Можно добавить неглубокую, медленную модуляцию, чтобы создать впечатление о движении и глубине.
Технические характеристики
Автопаннер обрабатывает целый сигнал, поэтому он должен охватывать весь спектр аудиочастот, иметь низкий уровень шумов и искажений. Чем больше существует возможностей переключения автопаннера, тем гибче в работе данная модель.
_____________________
ЦИФРОВЫЕ ЭФФЕКТЫ
Вступление
Большинство компрессоров и гейтов устроены на основе аналоговых цепей. Большая часть всех эффектов, которые применяют изменение времени в любой форме, основаны на цифровой электронике (дилэи, ревербераторы, pitch shifters (устройства сдвига высоты сигнала), процессоры мультиэффектов и т.д.). Прежде чем рассматривать работу какого-либо конкретного процессора, надо иметь представление о том, как вообще работает цифровая система (это поможет понять многое из того, что написано в технической документации таких устройств).
На вход цифрового процессора поступает аналоговый сигнал (например, музыка). Сперва этот сигнал должен быть преобразован в цифровой вид. Аналоговый сигнал - это изменение напряжения пропорционально изменениям состояние источника сигнала и изменениям окружающей среды. В случае со звуком аналоговый сигнал - это изменение напряжения, пропорциональное изменению звукового давления. Например, вибрации струны вызывают быстрые частые изменения звукового давления, и на выходе микрофона появляется переменное напряжение.
Цифровая система работает с двоичными числами - единицами и нулями; в цепи это - присутствие или отсутствие номинального постоянного напряжения. Преобразование аналогового сигнала в цифровой - это измерение напряжения аналогового сигнала через равные промежутки и получение двоичного кода.
Каждая секунда звучания сигнала может быть выражена в виде нескольких десятков тысяч чисел, каждый из которых соответствует конкретному моменту времени. Как кинолента: каждый следующий кадр немного отличается от предыдущего. Когда лента быстро проходит через проектор, возникает впечатление о движении. То же самое со звуком: если имеется достаточное количество моментальных измерений в секунду, то можно восстановить оригинальный звук.
Теория сэмплирования (дискретизации)
Процесс измерения и перевода в цифровой вид отдельных частей входного сигнала называется сэмплированием. Делается множество срезов сигнала; высота этих срезов измеряется. Срезы (сэмплы) имеют ровную вершину, то есть они не точно соответствуют форме волны. Отсюда следует, что чем тоньше срезы, тем более точно (или менее искаженно) они описывают сигнал.
Теория сэмплирования слишком сложна, чтобы рассматривать ее в данной книге. Основные понятия таковы: для правильного воссоздания сигнала на выходе частота сэмплирования должна быть по крайней мере в два раза больше частоты высшей гармоники данного сигнала. Однако на практике частота дискретизации превышает высшую гармоника в два с половиной - три раза. Таким образом, чтобы сэмплировать сигнал, содержащий гармоники до 10 кГц, частота дискретизации должна быть 30 кГц.
Чтобы создать временную задержку в 1 с, потребуется память, в которую записываются эти 30 000 сэмплов. Они записываются в RAM (память с произвольным доступом). Память 30 килобайт содержит 1 секунду звучания инструмента с частотой верхней гармоники 10 кГц. Путем постоянного обновления содержимого памяти и вывода его вовне (считывания) можно создать задержку длительностью 1 с. Если это надо сделать для сигнала с верхним пределом 20 кГц, то потребуется объем памяти 60 килобайт.
Нужно не только выбрать правильную частоту дискретизации. Важно также разрешение (resolution). Цифровые номера, соответствующие сэпмлам, группируются по шагам (step). Число возможных шагов зависит от того, сколько бит может пропускать АЦП (аналого-цифровой преобразователь). 8 бит - 2 в 8 степени групп (шагов) = 256. Это значит, что громкий сигнал может состоять из 256 шагов, а тихий - из меньшего количества. Это считается плохим уровнем разрешения. Это - искажения квантизации.
Искажения квантизации звучат как шум, но, в отличие от аналоговых шумов, он исчезает вместе с сигналом. Использование 12- и 16-битовых устройств позволяет улучшить разрешение. В большинстве современных цифровых устройств применяется 16-битовая система (например, компакт-диск). Каждый бит - это 6 дб динамического диапазона; следовательно, 8-битовая система позволяет воспроизвести только 48 дБ (совсем как кассетный магнитофон без Dolby). 16-битовая система позволяет пропустить динамический диапазон 96 дБ, что для аудиоцелей является отличным показателем. 12-битовая система - это 72 дБ, что позволяет применять ее для многих эффектов.
Итак, чем выше частота сэмплирования, тем больший частотный диапазон охватывает система (тем лучше частотная характеристика). Но чем выше частота, тем больше сэмплов можно получить, и тем больший объем памяти требуется для хранения данных. Следовательно, такое устройство либо дорого стоит, либо его время задержки не слишком большое (у цифровых дилэев и сэмплеров).
Ранние DDL не отличались ни высокой частотой сэмплирования, ни большим временем задержки. Современные недорогие аппараты имеют ширину полосу 15 кГц и по меньшей мере 1 с задержки. Если устройство позволяет создать длинную задержку, то всегда можно сделать и более короткую - либо путем отключения части памяти, либо путем повышения частоты дискретизации. В современных аппаратах применяются оба метода. Память включается и отключается при помощи переключателя "range", частота сэмплирования изменяется при помощи регулятора "fine".
Цифровой ревербератор - более сложная система, чем цифровая задержка. В нем происходит работа микропроцессора с высоким быстродействием - работа с цифровыми данными для создания тысячи индивидуальных отражений, из которых создается естественно звучащая реверберация. Цифровой ревербератор появился только через три года после появления цифрового дилэя. Цифровой ревербератор не требует такой ширины полосы, как цифровая задержка; вполне хватает 10 кГц (для его работы без сильного изменения сигнала).
Цифровая задержка
В любой студии должен быть дилэй. Когда-то он был простейшим преемником ленточного ревербератора (магнитофона, лента на которм соединена в кольцо). Потом в нем появились регуляторы модуляции, при помощи которых стало возможным создавать различные эффекты - от эхо и дублирования до хоруса, флэнджера, искусственной двойной дорожки, вибрато и сдвига фазы.
Входной сигнал проходит через регулятор "gain" (обычно здесь же имеется измерительная система для точной регулировки уровня). Требуется точно установить уровень сигнала, чтобы не было шумов и искажений. После этого сигнал разделяется, часть его идет прямо на выходной регулятор "mix", где комбинируется с задержанным сигналом.
На входе линии задержки стоит аналого-цифровой преобразователь. Здесь сигнал преобразуется в последовательность чисел, которые затем поступают в память. Запись в память и чтение из нее в большинстве устройств управляется микропроцессором, который в свою очередь управляется регулятором "range". Тем самым большая или меньшая часть памяти подключается в работу (в зависимости от величины задержки, которую надо получить). С цепью также взаимодействуют таймер, устанавливающий частоту дискретизации, и генератор модуляции.
Изменяя частоту дискретизации, можно отрегулировать время задержки (обычно более 2:1). При помощи регулятора модуляции устанавливается циклическое изменение высоты сигнала с той скоростью и глубиной, которые требуются для создания эффектов "хорус", "флэнджер", "вибрато". Форма модулированной волны обычно треугольная или синусоидальная. Обе формы дает мягкую развертку, но считается, что синусоидальная форма волны является предпочтительной.
Сигнал в цифровом виде вызывается из памяти и проходит через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где он опять становится аналоговым и подмешивается к незадержанному сигналу.
Существует еще один параметр - feedback (обратная связь). Регулятор обратной связи отсылает часть сигнала с выхода обратно в линию задержки, тем самым получается повторяющееся эхо. Величина обратной связи должна быть меньше единицы (целого сигнала), иначе каждое новое эхо будет возрастать по уровню, а не затухать. Может получиться неуправляемый вой. В некоторых моделях есть переключатель фазы, что при очень коротком времени затухания сообщает сигналу едва заметное изменение тона (в частности, в эффектах "флэнджер"). В зависимости от положения переключателя, флэнджер усиливает или зачеркивает (вычитает) часть изменений.
Создание эффектов
Самый простой эффект - это одиночная задержка. Регуляторы глубины и скорости модуляции, а также регулятор обратной связи должны быть установлены на минимум. Регулятор "range" определяет время задержки. Далее при помощи ручки "fine" можно подобрать такое время задежки, чтобы оно соответствовало темпу песни (от 20 мс - короткое эхо - до задержки в 1 и более секунду). Чтобы такое одиночное повторение превратилось в настоящее повторяющееся эхо, надо регулировать ручку "feedback". Сигнал с выхода подается опять в линию задержки; время затухания устанавливается регулятором обратной связи.
Эффект "хорус" имеет характерный звук и часто применяется для обработки гитары, бас-гитары и клавишных инструментов. Чтобы добиться этого эффекта, надо установить время задержки равным нескольким десяткам миллисекунд и ввести модуляцию 3 Гц. Для лучшего результата прямой и задержанный сигналы должны быть смешаны в равной пропорции. Глубина модуляции должна быть небольшой, иначе эффект будет звучать грубо.
Свое название этот эффект получил потому, что он содает впечатление о нескольких инструментах, играющих вместе одну и ту же ноту. Он вносит временную и высотную разницу, которая всегда есть, когда несколько человек пытаются сыграть одно и то же. Кроме того, эффект "хорус" позволяет сделать звучание электронных инструментов более натуральным. Дело в том, что синтезированные сигналы имеют четко структурированную форму волны, чего не существует в естественных звуках. При помощи хоруса можно заставить дешевый электроорган звучать совсем как настоящий (pipe organ).
Если еще уменьшить задержку (до нескольких миллисекунд) и убрать необработанный сигнал из микса (при помощи регулятора "mix"), то получится настоящее высотное вибрато, которое можно использовать для обработки инструментов и вокала. Если вернуть необработанный сигнал, то получится эффект, похожий на сдвиг фаз; если к этому добавить немного обратной связи, то получится флэнджер. Эффект "флэнджер", как и многие другие, трудно описать словами, но он мгновенно узнается на слух. Этот эффект получил широкое применение в музыке 60-х и начала 70-х годов в качестве "психоделической" обработки для рок-песен.
Флэнджер звучит лучше, если частота модуляции невелика (около 1 с), а глубина модуляции чуть больше, чем для хоруса. Изменение времени задержки будет влиять на высоту тона и гармоники таким образом, что пики флэнджера и переключение фазы обратной связи могут дать новые интересные звуковые решения. Не следует перегружать вход большим количеством обратной связи, так как добавление ее к сигналу происходит перед поступлением сигнала в аналого-цифровой преобразователь, и в этом случае внутренний сигнал становится слишком большим.
В хорошем устройстве цифровой задержки имеется кнопка "hold" ("удержание"). Она как бы "замораживает" сигнал, который хранится в памяти устройства, и запускает его по кругу (как в магнитофонном ревербераторе). После того, как кнопка нажата, новые сигналы не добавляются в память. В чистом виде это мало используется, но если в устройстве есть блок приема переключающих импульсов (trigger), то тогда хранящийся в памяти сигнал может быть включен каждый раз, когда придет управляющий сигнал MIDI. Это является основой примитивного сэмплера, при помощи которого можно получить короткие ударные звуки, которые включаются (запускаются) импульсом от ритм-машины или подобного переключающего устройства.
Программирование
Практически все современные цифровые устройства (кроме самых дешевых) являются программируемыми и могут работать с МИДИ (по крайней мере можно осуществлять управление комбинациями тембров). Вообще возможность программировать является важным моментом, тем более в случае с цифровой задержкой. Это позволяет создать несколько эффектов одного типа. Что касается хоруса, флэнджера, искусственной двойной дорожки и вибрато, то программа, однажды созданная, скорее всего не потребует внесения изменений при работе с другим материалом. С другой стороны, чистая задержка должна быть точно подобрана, потому что большинство эффектов, основанных на задержке, связаны с темпом музыки. Но и в этом случае возможность программировать позволяет хранить в памяти устройства несколько разных дилэев, созданных для разных темпов.
Простейшее МИДИ-управление устройством цифровой задержки позволяет присвоить эффект определенному тембру синтезатора. Если вы сменили инструмент, эффект будет автоматически вызван по МИДИ. Этот процесс более подробно описан в глава о МИДИ.
Технические характеристики
Цифровая задержка - гибкое устройство: некоторые эффекты создаются путем добавления задержанного сигнала к необработанному, другие эффекты - например, вибрато - работают только с задержанной частью сигнала. Поэтому хороший DDL должен иметь ширину полосы, равную ширине аудиоспектра (по меньшей мере 16 кГц). Для большинства эффектов "эхо", "сдвиг фазы", "флэнджер", "хорус" достаточно иметь ширину полосы 12 кГц.
Важно, чтобы качество сигнала было хорошим, поэтому 16-битовые устройства предпочтительнее, чем 12-битовые или 8-битовые. Только 16-битовая цифровая задержка может иметь малый уровень шумов и искажений. Именно поэтому она применяется в профессиональной записи, а для демо годится 12-битовый DDL.
Соединения
Поскольку большинство эффектов, связанных с задержкой сигнала, создается путем подмешивания необработанной части к обработанной, то цифровая задержка подключается к выходам "effect" (посылы/возвраты на эффекты) на микшерном пульте. В особенности это важно, если вы хотите обработать одним и тем же эффектом несколько треков. В этом случае можно установить DDL в режим "delay only": на выходе эффекта только задержанный сигнал, который далее возвращается в пульт через точку возврата с эффектов или через свободный входной канал. Куда панорамировать задержанный сигнал решайте сами.
ПРИМЕНЕНИЕ
Хорус
Простые задержки и эхо часто ипользуются для обработки голоса и инструментов. В большинстве случаев необходимо, чтобы время задержки соответствовало темпу музыки (скажем, чтобы получить 1, 2 или 4 эха в такте). Тогда повторения будут усиливать ритм, а не противостоять ему. В тех случаях, когда надо создать сложный ритм, подбирают такое время задержки, чтобы повторения звучали в неожиданных местах. Это в особенности используется для обработки барабанов и перкуссии.
Часто применяется такой эффект: "эхо" добавляется только после отдельных слов или фраз (обычно - в конце слова). Чтобы сделать это, надо открыть посыл на обработку (повернуть регулятор aux send) перед тем, как нужное слово начнет звучать, и закрыть посыл сразу после того, как оно прозвучало. Тогда будет повторяться только это слово. Лучше это делать регулятором посыла на эффект, так как с помощью ручки возврата с эффекта невозможно добиться точности.
Нужно помнить, что некоторые DDL искажают верхние частоты. Поэтому перед началом работы надо провести тест (как и в случае с магнитофоном): посмотрите на индикатор и отметьте, какие показания соответствуют чистому, нескаженному сигналу. Возможно, вы обнаружите, что при обработке синтезированных звуков входной сигнал должен быть на 10 дБ меньше, чем при обработке вокала. То же относится и к духовым инструментам (настоящим и сэмплированным): их форма огибающей имеет острые пики, уровень которых много больше, чем средняя величина, которую показывает вольтметр.
Хорус - замечательный эффект. С ним можно добиться потрясающих успехов. Он хорошо работает с моносигналом, но он звучит гораздо более впечатляюще, если панорамировать "сухой" сигнал в одну сторону, а сигнал с хорусом - в другую. Это имитирует один из психоакустических эффектов, который встречается в реальной жизни. Звук становится очень динамичным, в особенности при использовании хоруса для обработки струнных, клавишных, электрогитар и электрических бас-гитар (в особенности безладовых).
Еще более впечатляющего эффекта можно добиться, применив два эффекта "хорус". Каждый из обработанных сигналов панорамируется в свою сторону. Далее требуется подобрать глубину и скорость модуляции для каждого сигнала так, чтобы они немного отличались друг от друга.
Искусственная двойная дорожка (ADT)
Искусственная двойная дорожка похожа на хорус. Время задержки должно быть около 100 мс. Модуляция задержанного сигнала подбирается так, чтобы между сигналами было небольшое расхождение по высоте. При подмешивании обработанного сигнала к необработанному создается впечатление, что звучат два голоса или два инструмента. Такое использование DDL позволяет достаточно хорошо имитировать настоящую двойную дорожку.
Помните, что если вы подключили DDL через точки посыла на обработку на пульте, и хотите создать эффект, который является смесью сухого и обработанного сигналов, то следует установить баланс так, чтобы с выхода DDL шел только задержанный сигнал, а необработанный шел только через канал. Только так можно регулировать глубину эффекта.
Вибрато
То же самое, что и хорус, но не происходит подмешивания к необработанному сигналу (используется только задержанный). Поэтому для создания эффекта "вибрато" имеет смысл подключить DDL через точку разрыва на пульте.
Совет: не переусердствуйте с глубиной вибрато. Поскольку эффект не содержит "сухого" сигнала на выходе, время задержки должно всегда быть коротким (менее 10 мс), т.е. впечатления о задержке сигнала не должно возникать.
Сдвиг фазы
Этот эффект был изобретен так: два магнитофона с двумя одинаковыми лентами включались на воспроизведение синхронно, при этом уровни выходных сигналов были одинаковы. Вручную замедляли первый или второй магнитофон, от чего происходила разсинхронизация и возникал характерный эффект сдвига фазы.
Чтобы имитировать этот эффект при помощи DDL, убедитесь, что уровни прямого и задержанного сигналов одинаковы. Установите время задержки от 3 до 10 мс и добавьте медленную, неглубокую модуляцию. Возникнет эффект разворачивания (sweep effect). He используйте обратную связь. В зависимости от типа задержки будет изменяться тоновая окраска эффекта. Здесь вы вполне можете поэкспериментировать.
Если не требуется, чтобы разворачивание было постоянным, то можно выключить модуляцию и медленно поворачивать ручку "fine". Это будет почти точно соответствовать настоящему эффекту, хотя и не будет достоверным, так как в этом случае время задержки никогда не переходит через ноль, как бывает, например, когда один магнитофон, который до этого отставал, "обгоняет" другой.
Если вы хотите поэкспериментировать, то подключите два DDL, установите время задержки 5 мс и подайте на оба входа один и тот же сигнал. Регулятор "микс" обоих DDL должен быть установлен в положение "delay only" ("только задержанный сигнал"). Выходные сигнала обоих DDL микшируются в моно, при этом их уровень должен быть одинаков. Если теперь изменять модуляцию одного из DDL (при помощи генератора или вручную), то получится сдвиг фазы и переход через ноль.
Все эффекты, использующие сдвиг фаз, применяются для обработки тех инструментов, в спектре которых имеется много верхних гармоник: гитара "дисторшн", стрингс, реверберированные барабаны.
Флэнджер
Качество этого эффекта зависит от точного баланса между обработанным и необработанным сигналом. Лучше для начала подключить DDL в точку разрыва канала и поискать баланс. После того, как он найден, можно подключить эффект через aux send (постарайтесь сохранить баланс). Обработанный сигнал надо панорамировать в одну сторону, необработанный - в другую. Музыка станет более динамичной и создастся впечатление, что источник сигнала движется.
Флэнджер применяется для обработки любого инструмента или голоса. Эффект будет лучше, если сам сигнал оставить необработанным, а флэнджер применить к его отзвуку. Чем больше обратная связь (feedback), тем агрессивнее эффект.
Панорамирование задержки
Способность DDL создавать панорамные эффекты почему-то мало используется в студийной практике. Действие основано на эффекте предшествования: человеческий мозг способен интерпретировать информацию о положении звука в пространстве, исходя из того, с каких сторон приходят задержанный и незадержанный сигналы. Уши физически находятся на некотором расстоянии друг от друга, поэтому обычно сигнал достигает одного уха несколько раньше, чем другого. Даже если разница во времени прихода составляет менее 1 мс, мозг отлично распознает направление.
Можно имитировать этот эффект при помощи DDL, посылая незадержанный сигнал в левый гровкоговоритель, задержанный (несколько миллисекунд) - в правый. У слушателя возникнет впечатление, что источник сигнала находится справа.
Возьмем сигнал, в спектре которого содержится много средних и высоких частот. Сделаем уровень сигнала в обоих громкоговорителях одинаковым. Установим время задержки 10 мс: это слишком короткое время, чтобы появилось эхо, но достаточно длинное, чтобы получился сдвиг фазы при суммировании сигнала в моно.
Если имеется два DDL, то можно установить время задержки 10 мс для сигнала, поступающего в левый громкоговоритель, и 10 мс плюс модуляция - для сигнала в правом громкоговорителе. Если скорость модуляции равна 1 цикл в секунду, и глубина ее - 2-10 мс, то получится следующая картина: один конец "развертки" будет впереди сигнала, второй будет отставать. Впечатление о направлении на источник тоже будет меняться с частотой модуляции. Если у вас нет автопаннера - попробуйте этот способ.
Зацикливание "замороженного" сигнала
Потребуется DDL с временем задержки до нескольких секунд и функцией freeze/trigger ("замораживание сигнала"/"переключение"). Это позволяет сохранить в памяти короткую вокальную фразу для последующего воспроизведения и смешивания с записью (путем нажатия на кнопку "trigger"). Этот процесс называется "spinning" или "flying in". Эффект применяется, когда на ленте имеется одна правильно спетая фраза, которую надо использовать на протяжении песни. Если нажать на кнопку "trigger" до того, как сэмпл кончился, происходит новое переключение и в результате его - характерный звук "scratch".
Если в DDL есть вход для внешнего триггера, то можно делать запуск от ритм-машины. Можно создать интересное ритмическое эхо. Партия простого баса или синтезатора станет более плотной, словно играет секвенсер. Такие функции есть не во всех DDL, но можно этого добиться и с помощью тех цифровых задержек, у которых есть либо аудио-триггер, либо импульсный переключатель, либо преключатель от МИДИ.
Стереодилэй
Современные устройства цифровой задержки имет режим стерео. Можно задать разное время задержки для разных каналов. Если правильно выбрать время задержки, то возникнет впечатление, что звук мечется по стереопанораме.
Стереодилэй используется также для создания ADT. В этом случае каналы должны иметь разное время задержки. Тогда будет слышно, что играют три, а не два инструмента. Можно также модулировать сигналы в обоих каналах. Более длинный сигнал будет иметь более выраженную высотную модуляцию. Впечатление, что исполнителей трое, возникает потому, что за них играют три сигнала: левый, правый и "сухой".
*********************
УСТРОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ ВЫСОТЫ ТОНА (PITCH SHIFTERS)
Вступление
Большинство студийных устройств обработки звука имитируют эффекты, которые существуют в реальной жизни. Но устройства изменения высоты тона - pitch shifters - относятся к совершенно особому типу процессоров, так как тот сигнал, что получается в результате их работы, не имеет аналога в природе.
Впервые устройство сдвига высоты тона было разработано компанией Eventide. Их процессор получил название "Eventide Harmonizer". Сейчас существует множество других компаний, выпускающих как pitch shifters, так и модули мультиэффектов, в меню которых есть функция изменения высоты тона. Таким образом, слово "гармонайзер" стало нарицательным для обозначения процессоров такого типа (хотя это очень не нравится компании Eventide).
Pitch shifter, кажется, делает невозможное: он позволяет получить копию входного сигнала, причем высота тона этой копии может быть изменена на величину от нескольких центов до октавы и более. К тому же процесс задержки составляет всего несколько миллисекунд. Не производится ускорения или замедления (как в случае с магнитофоном, скорость которого можно регулировать). В отличие от цифровой задержки, выходной сигнал устройства сдвига высоты тона появляется в то же мгновение, что и сигнал на его входе.
Величина изменения тона устанавливается в полутонах. Есть регулятор точной настройки ("fine tune"), при помощи которого можно внести расстройку в звучание "сдвинутого" сигнала. Поскольку величина сдвига в простом гармонайзере обычно неизменна, то число полезных интервалов ограничено: параллельные кварты, квинты и октавы. Однако гармонайзер эффективен в работе со всеми типами сигналов: монофоническими, полифоническими, перкуссией и сустейном.
Прежде чем рассматривать, как применяются устройства pitch shifter в звукозаписи, имеет смысл заглянуть внутрь них и понять, как они работают. Это даст некоторое представление о том, какие у них есть ограничения.
Гармонайзер, как и DDL и ревербератор, сначала переводит сигнал в цифровой вид. Конструкция в общем сходна с тем, как устроена короткая линия задержки, но есть одна особенность: сигнал записывается в память с фиксированной скоростью, а считывание может производиться быстрее или медленнее - в зависимости от того, вверх или вниз относительного входного сигнала должен быть изменен тон. Если считывание из памяти происходит быстрее, чем шла запись, то все данные будут использованы до того, как в память будут введены новые цифры. И наоборот: если считывание идет медленнее, то не хватит времени вывести все данные. Когда делается сдвиг тона на октаву вверх, то считывание из памяти должно идти в два раза быстрее, чем запись. Эту проблему не так-то легко решить.
Сигнал поступает в память в виде очень коротких секций, и каждая секция обрабатывается прежде, чем поступила следующая. Длина секции определяется задержкой обработки. В случае, когда высота тона повышается, сигнал, считываемый из памяти, используется прежде, чем в память поступает следующая секция; если при этом нужно сохранить временные характеристики (time scale), то требуется чем-то заполнить короткий промежуток, получившийся между секциями в результате более высокой скорости считывания.
На практике этот промежуток заполняется повторением уже обработанного сигнала, так что часть сигнала слышна дважды. На первый взгляд это может показаться странным, но если секции достаточно коротки, повторение их не вызывает серьезного изменения формы огибающей сигнала. В случае замедления скорости считывания получается, что секция на выходе процессора имеет большую длину, чем нужно. Поэтому такой сигнал прерывают раньше, чем он кончится. Тем самым теряется часть информации. Но, если секции достаточно короткие, это не влияет на качество сигнала.
Существует одна проблема. Нужно собрать в единое целое все секции сигнала, но, поскольку они были сдвинуты по высоте, формы аудиосигналов не слишком хорошо подходят друг к другу. Получается электронный эквивалент того, как если ленту с фонограммой склеить более 100 раз в течение одной секунды: все разрывы в огибающей будут звучать при воспроизведении такой ленты как щелчки или glitches.
Существует несколько способов уменьшения эффекта glitching. Вместо того, чтобы присоединять начало одной секции к концу другой, делают "перехлест": уровень сигнала в конце первой секции понижается, уровень сигнала в начале следующей секции увеличивают на ту же величину. Это позволяет избежать щелчков точно так же, как это делается с сэмплами (cross-fade looping).
Другой способ состоит в том, что секции присоединяются друг к другу в момент перехода напряжения через ноль. Однако это требует хорошего программного обеспечения и не позволяет совершенно скрыть нарушение непрерывности.
Разные фирмы разработали свои подходы к этой проблеме, но при выборе недорогого гармонайзера вариантов почти не существует. Даже если нет щелчков, то присутствуют побочные эффекты. Если вы знаете, как работает сэмпл, то вам известно, что формы волн с каждого конца петли (loop) должны совпадать по амплитуде и фазе, иначе уровень сигнала будет меньше, так как часть волн вычитают друг друга. В сэмплах это дает эффект тремоло, а в гармонайзерах тремоло достигает величины 100 Гц, то есть происходит полная расстройка. При небольших сдвигах это еще не так заметно, но при сдвиге на полутон и больше это становится серьезной проблемой.
Дорогие гармонайзеры лишены такого недостатка, так как в их конструкции использована новейшая компьютерная техника. Но в тех моделях, что предназначены для домашней звукозаписи, всегда есть слышимые побочные эффекты, поэтому при покупке надо разобраться, для чего данная модель может использоваться, для чего - нет.
Возможности
Выше уже было сказано о регуляторах грубого и точного сдвига (coarse, fine). Во многих гармонайзерах имеется возможность управления другими параметрами. Во-первых, может иметься цепь задержки, то есть сигнал с измененной высотой тона может быть задержан по отношению к входному. Это используется для более натурального имитирования искусственной двойной дорожки: два инструмента играют одно и то же, но есть небольшая разница во времени и высоте. Время задержки может быть таким же, как во всех недорогих DDL (максимум 500 мс и более).
Регулятор "mix" позволяет установить баланс между обработанным и необработанным сигналом. При подключении гармонайзера через точки посылов на эффекты этот регулятор должен быть установлен таким образом, чтобы на выходе был только обработанный сигнал. Существует также система измерения уровня входного сигнала (чтобы была возможность получить оптимальный уровень на входе при минимальных шумах и искажениях на выходе).
Если есть линия задержки, то скорее всего есть и регулятор обратной связи - для создания многочисленного эха, что в комбинации с изменением высоты тона позволяет получить некоторые интересные эффекты. Установив сдвиг высоты входного сигнала на полтона вверх, каждое следующее эхо будет повышаться на полутон относительно предшествующего до тех пор, пока не станет настолько высоким, что не будет слышно. И наоборот: сдвиг сигнала на полтона вниз вызовет понижение эха. Такое спиральное изменение тона, конечно, звучит неестественно, но может быть использовано в особых случаях. Сдвиг на четыре полутона дает эффект арпеджио уменьшенного септаккорда. Но чтобы придать звуку едва заметное "мерцание", нужно небольшое изменение высоты тона. Короткое время задержки (менее 100 мс) придает звуку металлический оттенок. Если здесь применить спиральное повышение тона, то можно совершенно скрыть натуральное звучание: слушатель никогда не догадается, какой инструмент играет.
Даже в недорогих гармонайзерах обычно имеется возможность одновременной установки двух разных сдвигов. Таким образом, если на входе одна нота, то на выходе - аккорд из трех. Можно сделать октавное удвоение (вверх и вниз). Такие модели обычно имеют разные выходы для каждого из измененных звуков (гармоний), что позволяет создать интересный стереоэффект.
Управление по МИДИ
Другие модели умеют возможность получения МИДИ-информации от секвенсера или клавиатуры для установки величины сдвига. Обычно сделано так, что среднее "до" не вызывает изменения высоты тона, клавиша "ре" соответствует повышению на полтона и так далее. Это означает, что та нота, которая извлекается на клавиатуре, не связана непосредственно с той нотой, что будет на выходе гармонайзера; она указывает только на величину сдвига. Этот способ работы позволяет получить в реальном времени разное количество гармоний.
Например, если информация о сдвиге заложена в синтезаторе, синхронизованном с лентой, то вокальная партия, записанная на ленте, может быть обработана на этапе сведения, и получится трехчастная гармония.
В последнее время стали применять цепь слежения за высотой входного сигнала (pitch following circuitry). Несмотря на то, что цепь работает только с моносигналами, такие гармонайзеры широко используются. Процессор знает, какая нота поступает на вход, и делает вычисления сдвига, чтобы получить заданную гармонию. Если в компьютере есть библиотека ладов, достаточно задать гармонайзеру ключ и лад (тональность и тип гаммы). Все дальнейшее происходит автоматически: создаются правильные гармонии в реальном времени.
Технические характеристики
В техническом описании гармонайзера обычно указано, какова максимальная величина изменения высоты тона, максимальное время задержки