Александр Загуменнов - Компьютерная обработка звука

Рассмотрим настройки диалогового окна.

В секции Source (Исходные) показаны параметры исходной записи:

•  Samples (Выборки) – исходная длина выделенного фрагмента в выборках;

•  Seconds (Секунды) – то же в секундах.

Опция Tempo (Темп) служит для задания темпа в выделенном фрагменте. Если на экран выводится шкала, в качестве единицы измерения которой выбран музыкальный метр, при изменении темпа соответственно изменяется и шаг шкалы. Изменится также и темп на странице Tempo/Time code в окне Preferences (меню Options → Preferences).

Опция Bars (Такты) позволяет определить продолжительность выделенного фрагмента в тактах, долях и квантах времени для автоматического расчета темпа, если он неизвестен.

Если длина фрагмента задана в тактах, то в поле справа от опции Bars указывается музыкальный размер. Когда на экран выводится шкала, в качестве единицы измерения которой выбран музыкальный метр, ее шаг меняется соответственно изменению размера. Изменится также и Time signature (Музыкальный размер) на странице Tempo/Time code в окне Preferences (меню Options → Preferences).

Метр в данном контексте – это формат измерения длительности файла, основанный на темпе. Метр делится на такты, доли (четвертные ноты) и кванты времени (составные части четвертных нот).

В элементарной теории музыки метром называют непрерывную последовательность повторяющихся ритмических единиц равной длительности, другими словами – долей, или отрезков времени. Подробнее о музыкальном метре см. раздел «Музыкальный метр и размер» в главе «Редактирование нотной записи».

В секции Result (Результат) задаются параметры результирующей записи:

•  Samples (Выборки) – длина выделенного фрагмента в выборках;

•  Seconds (Секунды) – то же в секундах.

Необходимую длину фрагмента можно задать временем его начала и окончания в каком-либо из форматов Time code (Код времени).

Time code – это отметка относительного времени, применяемая в кино и видео для маркировки кадров и измеряемая в часах, минутах, секундах и кадрах. Форматы различаются числом кадров в секунде, что зависит от принятых в той или иной стране стандартов частоты смены кадров. Например, в Европе для видео используется частота 25 кадров в секунду.

Если в секции Result задается новый темп, опция Tempo (Темп) в секции Source должна быть определена.

Кнопка Reset (Сброс) используется для отмены всех настроек, изменяющих продолжительность звучания, и установки в 100 % (длительность не меняется) опции Ratio (Степень изменения продолжительности), которая необходима при запуске расчета кнопкой Process (Выполнить).

Когда активизирована опция Auto Quantize (Автоматическое квантование), длина возникающего в результате файла будет соответствовать настройкам секции Result. Без данной опции фактическая продолжительность файла может на несколько миллисекунд отличаться от заданной. Если такой точности не требуется, для лучшего качества звука опцию следует оставить отключенной.

Особые эффекты

К особым эффектам можно отнести компрессию (сжатие динамического диапазона), дисторшн (искажение, имитирующее аналоговые перегрузки), вокодер, караоке и т. п.

Компрессией (от англ. compression – сжатие) называют сжатие динамического диапазона сигнала, когда тихие звуки усиливаются, а громкие ослабляются. На слух компрессия воспринимается как уменьшение разницы между тихим и громким звучанием исходного сигнала. Используется для последующей обработки методами, чувствительными к изменению амплитуды сигнала. В звукозаписи повсеместно применяется для снижения относительного уровня шума и предотвращения перегрузок в звуковых каналах. В качестве гитарной приставки позволяет значительно (на десятки секунд) продлить звучание струны без затухания громкости.

Дисторшн (от англ. distortion – искажение) – это намеренное искажение формы звука, которое придает ему резкий, скрежещущий оттенок. Наибольшее применение данный эффект получил в качестве гитарного эффекта (электрогитара стиля heavy metal). Достигается чрезмерным усилением исходного сигнала до появления ограничений в усилителе (среза пиков импульсов) и даже его самовозбуждения. Благодаря этому волновая форма исходного сигнала приближается к форме прямоугольных импульсов, отчего в нем появляется большое количество новых частотных составляющих, резко обогащающих спектр. Этот эффект применяется в различных вариациях (fuzz, overdrive и т. п.), отличающихся друг от друга способом ограничения сигнала (обычное или сглаженное, весь спектр или полоса частот, весь амплитудный диапазон или его часть и т. п.), соотношением исходного и искаженного сигналов в выходном, частотными характеристиками усилителей (наличие или отсутствие фильтров на выходе).

Вокодер (от англ. voice coder – кодировщик голоса) – синтез речи на основе произвольного входного сигнала с богатым спектром. Речевой синтез реализуется при помощи формантных преобразований. Выделение из сигнала с достаточным спектром нужного набора формант с необходимыми соотношениями придает сигналу свойства соответствующего гласного звука. Изначально вокодеры использовались для передачи кодированной речи: путем анализа исходного речевого сигнала из него выделялась информация об изменении положений формант (переход от одного звука к другому), которая кодировалась и передавалась по линиям связи, а на приемном конце блок управляемых фильтров и усилителей синтезировал речь заново. Подавая на блок речевого синтеза звучание, например, электрогитары и произнося слова в микрофон блока анализа, можно добиться эффекта «разговаривающей гитары»; при подаче звучания с синтезатора получается известный «голос робота», а подача сигнала, близкого по спектру колебаниям голосовых связок, но отличающегося по частоте, меняет регистр голоса – мужской на женский или детский и наоборот.

Караоке (от англ. karaoke) – это удаление из песни голоса исполнителя с тем, чтобы получить так называемую «минусовку» (-1), которую можно использовать в качестве сопровождения при собственном пении. Если в песне звучит голос только одного исполнителя, он обычно находится примерно посередине стереопанорамы, и удалить его можно путем вычитания одного канала из другого. Если голос находится не точно посередине, перед вычитанием нужно уравнять амплитуды голоса в обоих каналах. Если поют несколько голосов, они могут быть удалены путем фильтрации соответствующих частот. Естественно, все эти преобразования приводят к заметной потере качества фонограммы.

Караоке также называют специально сделанные фонограммы песен без голоса исполнителя.

Говоря о компрессии применительно к звуку, имеют в виду уменьшение динамического диапазона: или громкие звуки делаются тише, или тихие делаются громче, или изменяются и те, и другие.

Этим же термином называют упаковку данных в цифровых системах для увеличения объема передаваемой информации при определенной скорости передачи данных (измеряемой в килобитах в секунду). Такая компрессия применяется, например, в системах MPEG или Dolby AC3. Чтобы не возникало путаницы, подобное сжатие мы будем называть компрессией данных (о нем пойдет речь в разделе, посвященном резервному копированию). Здесь же мы рассматриваем исключительно компрессию динамического диапазона.

Для сжатия в звукозаписи и радиовещании используют несколько близких по принципу действия устройств: собственно compressor (компрессор), limiter (лимитер, или ограничитель), expander (экспандер, или расширитель) и gate (гейт, или подавитель).

Компрессор сжимает динамический диапазон записи, для чего уменьшается уровень сигнала большой громкости и применяется усиление ко всему файлу, чтобы поднять общий уровень громкости. Компрессия часто применяется к записям вокальных и музыкальных партий, чтобы получить сопоставимые уровни громкости. Это позволяет достичь более выровненного, наполненного звука.

Лимитер, или ограничитель,  – это пороговый компрессор с большим коэффициентом уменьшения динамического диапазона. Ограничители используются в радиовещании для гарантии того, что уровень громкости не превысит некоторый порог перегрузки электрического оборудования, когда возникают заметные искажения сигнала. Ограничители также применяются гитаристами для создания искаженного, долго не затухающего звука.

Экспандер, или расширитель, увеличивает динамический диапазон сигнала, понижая уровни громкости тихих сигналов. Расширители обычно используются для уменьшения шума или для особого выделения динамики фрагмента.