Запись и обработка звука на базе студии звукозаписи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ МУЗЫКАЛЬНО-ЭСТЕТИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ

Курсовая работа

ЗАПИСЬ И ОБРАБОТКА ЗВУКА НА БАЗЕ СТУДИИ ЗВУКОЗАПИСИ

Выполнил: студент 3 курса специальности

«Музыкально-компьютерные технологии», Воронков И.Ю.

Руководитель: доцент каф. ТиММЭВ, Апасов А.А.

2012

Содержание

Введение

Глава 1. Технология студийной звукозаписи

1.1 История развития звукозаписи

1.2 Акустические условия создания современных студий звукозаписи

Глава 2. Виртуальные и аппаратные технологии обработки звука

2.1 Приборы амплитудно-частотной коррекции

2.2 Приборы пространственно-временной обработки

Заключение

Список литературы



Введение

На протяжении многих веков музыку можно было послушать только одним способом: сидя перед кем-то, кто играл на музыкальном инструменте или пел. До изобретения нотной грамоты несколько веков назад записать песню можно было также только одним путем - научить исполнять ее кого-нибудь, кто, в свою очередь, мог бы передать это знание еще кому-то. За долгие годы развития инженерной мысли было придумано множество различных типов механических изделий для воспроизведения музыки. Для большинства людей самыми известными такими приспособлениями являются музыкальные шкатулки. Однако в процессе эволюции появились и более совершенные приборы для записи и воспроизведения звука, что в свою очередь потребовало создания особых акустических условий - условий студийного помещения. Многообразие средств и условий звукозаписи требует самого внимательного рассмотрения, что и предопределило актуальность темы данного исследования.

Цель: изучить процесс и условия записи обработки звука на базе студии звукозаписи. студийный звукозапись аппаратный частотный

Задачи исследования:

1. Проследить историю развития звукозаписи.

2. Выявить акустические условия создания современных студий звукозаписи.

3. Теоретически и практически освоить приборы амплитудно-частотной коррекции и пространственно-временной обработки.

Объект исследования: процесс записи звука на базе студии звукозаписи.

Предмет исследования: акустические, аппаратные и виртуальные средства записи звука.

Курсовая работа состоит из введения, двух глав с иллюстрациями, заключения, списка литературы и приложения.

Глава 1. Технология студийной звукозаписи

1.1 История развития звукозаписи

Сегодня, к основным методам звукозаписи относятся:

· механическая

· магнитная

· оптическая и магнито-оптическая звукозапись

· запись на твердотельную полупроводниковую флэш-память

Попытки создания аппаратов, которые могли бы воспроизводить звуки, предпринимались еще в Древней Греции. В IV-II веках до н.э. там существовали театры самодвижущихся фигурок - андроидов. Движения некоторых из них сопровождались механически извлекаемыми звуками, складывающимися в мелодии.

В эпоху возрождения был создан целый ряд различных механических музыкальных инструментов, воспроизводящих в нужный момент ту или иную мелодию: шарманок, музыкальных шкатулок, ящиков, табакерок.

Музыкальная шарманка работает следующим образом. Звуки создаются при помощи стальных тонких пластинок различной длины и толщины, размещенных в акустическом ящике. Для извлечения звука служит специальный барабан с выступающими штифтами, расположение которых по поверхности барабана соответствует задуманной мелодии. При равномерном вращении барабана штифты задевают пластинки в заданной последовательности. Заранее переставляя штифты на другие места, можно менять мелодии. Приводит в действие шарманку сам шарманщик, вращая ручку.

В музыкальных шкатулках для предварительной записи мелодии используется металлический диск, на который нанесена глубокая спиральная канавка. В определенных местах канавки делаются точечные углубления - ямки, расположение которых соответствует мелодии. При вращении диска, приводимого в движение часовым пружинным механизмом, специальная металлическая игла скользит по канавке и "считывает" последовательность нанесенных точек. Игла скреплена с мембраной, которая при каждом попадании иглы в канавку издает звук.

В средние века были созданы куранты - башенные или большие комнатные часы с музыкальным механизмом, издающие бой в определенной мелодической последовательности тонов или исполняющие небольшие музыкальные пьесы. Таковы Кремлевские куранты и Биг Бен в Лондоне.

Музыкальные механические инструменты - это всего лишь автоматы, воспроизводящие искусственно созданные звуки. Задача же сохранения на длительное время звуков живой жизни была решена значительно позже.

За много веков до изобретения механической звукозаписи появилось нотное письмо - графический способ изображения на бумаге музыкальных произведений. В древности мелодии записывались буквами, а современное нотное письмо начало развиваться с ХII века. В конце XV века было изобретено нотопечатание, когда ноты начали печатать с набора, подобно книгам.

Записывать и потом воспроизводить записанные звуки удалось только во второй половине XIX века после изобретения механической звукозаписи.

В 1877 году американский учёный Томас Альва Эдисон изобрел звукозаписывающий аппарат - фонограф, впервые позволивший записать звук человеческого голоса. Для механической записи и воспроизведения звука Эдисон применил валики, покрытые оловянной фольгой. Такие фоновалики представляли собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной 12 см.

В первом фонографе металлический валик вращался с помощью рукоятки, с каждым оборотом перемещаясь в осевом направлении за счет винтовой резьбы на ведущем вале. На валик накладывалась оловянная фольга (станиоль). К ней прикасалась стальная игла, связанная с мембраной из пергамента. К мембране был прикреплен металлический конусный рупор. При записи и воспроизведении звука валик приходилось вращать вручную со скоростью 1 оборот в минуту. При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге спиральную канавку (или бороздку) постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась, игла вдавливалась в олово в соответствии с воспринимаемым звуком, создавая канавку переменной глубины. Так был изобретен способ "глубинной записи".

При первом испытании своего аппарата Эдисон плотно натянул фольгу на цилиндр, подвел иглу к поверхности цилиндра, осторожно начал вращать ручку и пропел в рупор первую строфу детской песенки "У Мери была овечка". Затем отвел иглу, рукояткой вернул цилиндр в исходное положение, вложил иглу в прочерченную канавку и вновь стал вращать цилиндр. И из рупора тихо, но разборчиво прозвучала детская песенка.

На фото: Фонограф Эдисона

На фото: Т.А. Эдисон и фонограф

Основные недостатки восковых валиков - недолговечность и невозможность массового тиражирования. Каждая запись существовала только в одном экземпляре.

Через 10 лет, в 1887 году изобретатель граммофона Э. Берлинер заменил валики дисками, с которых можно изготовить копии - металлические матрицы. С их помощью прессовались хорошо знакомые нам граммофонные пластинки. Одна матрица давала возможность напечатать целый тираж - не менее 500 пластинок. В этом состояло главное преимущество грампластинок Берлинера по сравнению с восковыми валиками Эдисона, которые нельзя было тиражировать. В отличие от фонографа Эдисона, Берлинер для записи звука разработал один аппарат - рекордер, а для воспроизведения звука другой - граммофон.

Вместо глубинной записи была использована поперечная. Впоследствии мембрана была заменена высокочувствительными микрофонами, преобразующими звуковые колебания в электрические, и электронными усилителями.

На фото: Граммофон и грампластинка

Берлинер впервые продемонстрировал прообраз матрицы грампластинки во Франклиновском институте. Это был цинковый кружок с выгравированной фонограммой. Изобретатель покрывал цинковый диск восковой пастой, производил на него запись звука в виде звуковых канавок, а затем протравливал его кислотой. В результате получалась металлическая копия записи. Позднее на покрытом воском диске стали наращивать слой меди методом гальванопластики. Такой медный "слепок" сохраняет звуковые канавки выпуклыми. С этого гальванодиска делают копии - позитивные и негативные. Негативные копии представляют собой матрицы, с которых можно отпечатать до 600 грампластинок. Полученная таким способом пластинка обладала большей громкостью и лучшим качеством. Такие пластинки Берлинер продемонстрировал в 1888 г., и этот год можно считать началом эры грамзаписей.

На фото: Патефон

Патефон (от названия французской фирмы "Pathe") имел форму портативного чемоданчика.

На смену патефону пришел электрофон, более известный как проигрыватель. Вместо пружинного двигателя для вращения пластинки в нем используется электрический двигатель, а вместо механического звукоснимателя был применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный.

На фото: Патефон с электромагнитным адаптером

На фото: Проигрыватель

Эти звукосниматели преобразуют колебания иглы, бегущей по звуковой дорожке грампластинки, в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель. А на смену хрупким грампластинкам в 1948-1952 годах пришли так называемые "долгоиграющие" ("long play") - более прочные, практически небьющиеся, а главное, обеспечивающие гораздо большее время проигрывания. Это было достигнуто за счет сужения и сближения между собой звуковых дорожек, а также за счет снижения числа оборотов с 78 до 45, а чаще до 33 1/3 оборотов в минуту. Качество воспроизведения звука при проигрывании у таких пластинок значительно повысилось. К тому же с 1958 года стали выпускать стереофонические грампластинки, создающие эффект объемного звучания. Иглы проигрывателя также стали значительно более долговечными. Их начали изготовлять из твердых материалов, и они полностью вытеснили недолговечные патефонные иглы. Запись грампластинок осуществлялась только в специальных студиях звукозаписи. В 1940-1950 на кустарных звукозаписывающих аппаратах осуществляли подпольную запись пластинок джазовой музыки и блатных песенок, подвергавшихся в те годы гонению. Материалом для них служила отработанная рентгеновская пленка. Эти пластинки так и назывались "на ребрах", так как на просвет на них были видны кости. Качество звука на них было кошмарным, но за неимением других источников они пользовались огромной популярностью, особенно у молодежи.

В 1898 году датский инженер Вольдемар Паульсен (1869-1942) изобрел аппарат для магнитной записи звука на стальной проволоке. Назвал он его "телеграфоном". Однако недостатком использования проволоки в качестве носителя была проблема соединения отдельных ее кусков. К тому же стальная проволока легко путается, а тонкая стальная лента режет руки. В общем, для эксплуатации она не годилась.

В дальнейшем Паульсен изобрел способ магнитной записи на вращающийся стальной диск, где информация записывалась по спирали перемещающейся магнитной головкой. Вот он, прообраз дискеты и жесткого диска (винчестера), которые так широко используются в современных компьютерах!

В 1927 году Ф. Пфлеймер разработал технологию изготовления магнитной ленты на немагнитной основе. На базе этой разработки в 1935 году немецкие электротехническая фирма "AEG" и химическая фирма "IG Farbenindustri" продемонстрировали на Германской радиовыставке магнитную ленту на пластмассовой основе, покрытой железным порошком. Освоенная в промышленном производстве, она стоила в 5 раз дешевле стальной, была гораздо легче, а главное, позволяла соединять куски простым склеиванием. Для использования новой магнитной ленты был разработан новый звукозаписывающий прибор, получивший фирменное название "Magnetofon". Оно и стало общим наименованием подобных приборов.

В 1941 году немецкие инженеры Браунмюлль и Вебер создали кольцевую магнитную головку в сочетании с ультразвуковым подмагничиванием при записи звука.

Магнитная лента пригодна для многократной записи звука. Число таких записей практически не ограничено. Оно определяется только механической прочностью нового носителя информации - магнитной ленты.

Таким образом, владелец магнитофона, по сравнению с патефоном, не только получил возможность воспроизводить звук, записанный раз и навсегда на грампластинке, но мог теперь и сам производить запись звука на магнитной ленте, причем не в студии звукозаписи, а в домашних условиях или в концертном зале. Так же помощью двух магнитофонов можно переписать запись с одной магнитной пленки на другую.

Первые магнитофоны были катушечными (бобинными) - в них магнитная пленка была намотана на катушки (рис. 9). При записи и воспроизведении пленка перематывалась с заполненной катушки на пустую. Прежде чем начать запись или воспроизведение, нужно было "заправить" пленку, т.е. свободный конец пленки протянуть мимо магнитных головок и закрепить его на пустой катушке.

На фото: Катушечный магнитофон с магнитной лентой на катушках

Позднее на смену катушечным магнитофонам пришли кассетные. Первый такой аппарат разработала фирма Philips в 1961-1963 годах. В нем обе миниатюрные катушки - с магнитной пленкой и пустая - помещены в специальную компакт-кассету и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке.

Кроме компакт-кассеты, была создана микрокассета размером в спичечную коробку для портативных диктофонов и телефонов с автоответчиком.

Диктофон (от лат. dicto - говорю, диктую) - это разновидность магнитофона для записи речи с целью, например, последующего печатания ее текста.



На фото: Микрокассета

Цифровые диктофоны отличаются от механических полным отсутствием подвижных деталей. В них в качестве носителя вместо магнитной пленки используется твердотельная флэш-память.

Цифровые диктофоны преобразовывают звуковой сигнал (например голос) в цифровой код и записывают его в микросхему памяти. Работой такого диктофона управляет микропроцессор. Отсутствие лентопротяжного механизма, записывающих и стирающих головок значительно упрощает конструкцию цифровых диктофонов и делает ее более надежной. Основными преимуществами цифровых диктофонов является практически мгновенный поиск нужной записи и возможность передачи записи на персональный компьютер, в котором можно не только хранить эти записи, но и монтировать их, перезаписывать без помощи второго диктофона и т.д.

В 1979 году компании Philips и Sony создали совершенно новый носитель информации, заменивший грампластинку, - оптический диск (компакт-диск - Compact Disk - СD) для записи и воспроизведения звука.

По сравнению с механической звукозаписью он имеет целый ряд преимуществ - очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом.

В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки - как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания. Высокая плотность записи достигнута благодаря возможности сфокусировать лазерный луч в пятно размером менее 1 мкм. Это обеспечивает большое время записи и воспроизведения.

1.2 Акустические условия создания современных студий звукозаписи

В 30 годах ХХ столетия в связи с развитием техники звукозаписи, радиовещания, кино и телевидения появился новый тип помещений для записи и обработки звука. В настоящее время активно внедряются цифровые компьютерные методы обработки и передачи звука. Соответственно меняются и требования к помещениям для его записи и обработки, то есть к студиям. Требования к акустическим характеристикам студий различного назначения и технологии их проектирования подробно изложены в международных и отечественных стандартах, а также многочисленных монографиях и учебниках, среди которых можно выделить книги всемирно известного дизайнера студий звукозаписи как Ф. Ньюэлл.



На рисунке: современная студия

Современные студии включают в себя, как правило, следующие помещения:

· Студийное помещение, или тон-зал (для исполнения и записи музыки и речи), в котором размещаются исполнители и микрофоны;

· Контрольная комната, или микшерная, где установлены основные виды аппаратуры для записи и обработки звука (микшерные пульты, контрольные агрегаты, компьютерные рабочие станции и др.) и где находится рабочее место звукорежиссера;

· Техническая аппаратная, в которую выносятся некоторые виды аппаратуры, например, стойки с усилителями и др.

Все студии можно классифицировать:

· по применению -- студии звукозаписи, радиовещательные и телевизионные звуковые студии, тон-ателье на киностудиях и т. д.;

· по виду используемого звукового материала для записи -- большие музыкальные, камерные, литературно-драматические и речевые;

· по количеству исполнителей, т. е. по объему -- большие, средние, малые и др.

Объективные акустические параметры студии для записи музыки должны быть выбраны, исходя из тех же требований, что и для хорошего концертного зала. Первые студии звукозаписи, например, в радиодомах и телецентрах в Москве, Петербурге и других городах, и строились как большие концертные залы, где была возможность записывать симфонические оркестры. Следовательно, в студиях должны быть обеспечены все акустические характеристики концертных залов: оптимальное время реверберации в разных частотных диапазонах, однородная структура звукового поля (время, энергия и направление прихода ранних отражений, степень диффузности, уровни энергии поздних отражений, структура распределения резонансов и т. д.), требуемый уровень шумов, а также другие объективные параметры, которые важны для слухового восприятия музыкальных и речевых программ.

Отличие требований к студиям состоит в том, что очень часто одна и та же студия может использоваться для записи разных программ (речевых, музыкальных разных жанров и т. д.), поэтому в них должна быть предусмотрена возможность перестройки акустических условий (изменение общего поглощения, уровня отражений и др.). С другой стороны, студии часто строятся специально для записи определенного типа программ: для вокала, речи, камерных ансамблей, электронной музыки и т. д., соответственно требования к их акустическим характеристикам должны быть разными.

Обеспечение необходимых параметров, прежде всего оптимального времени реверберации, накладывает определенные требования на форму и размер студий. Требования к размерам и времени реверберации студийных помещений для записи, принятые в свое время как отечественные нормы для их технологического проектирования, даны в таблице:

Студия	площадь, мІ	высота, м	оптимальное время реверберации, с	количество исполнителей, чел.
Открытая, для концертных программ с присутствием зрителей	1000	14	2…2,2	250…500
Большая музыкальная, для симфонических оркестров и хоров с присутствием зрителей	1000	13	2	250
То же без зрителей	750	12	2	150
Средняя музыкальная, для симфонических оркестров	350…450	8,5…10	1,5…1,7	40…65
Для эстрадной и джазовой музыки	350…450	9,5…10	0,9…1,1	35…60
Малая музыкальная, для записи небольших оркестров и хоров	250…300	8…8,3	0,9…1,1	30…35
Камерная	150	6	1	10…15
Большая литературно-драматическая	150…200	6…6,4	0,8…1	20…30
Средняя литературно-драматическая	100	5	0,5…0,7	10…15
Речевая	26…30	3,2…3,5	0,4	2…4

В настоящее время, в связи с переходом на пространственные системы звукозаписи и широким использованием электронных инструментов, требования к параметрам студий также меняются, разрабатываются новые стандарты и рекомендации, поэтому приведенные соотношения следует рассматривать как ориентировочные и в каждом конкретном случае определять оптимальные параметры в процессе акустической настройки студии.

Объем студии зависит от вида исполняемой музыки и должен выбираться в зависимости от заданного оптимального времени реверберации и от максимального числа размещаемых в ней исполнителей. Удельный объем на одного исполнителя должен составлять примерно 10…18 мі.

Запись музыки в студиях малого объема неизбежно приводит к искажению тембра за счет резонансов помещения в слышимой области, нарушению пространственной панорамы и баланса громкости. Минимальный объем студии для записи музыкальных произведений должен составлять не меньше 200 мі.

Форма студии имеет существенное значение для обеспечения структуры ранних (в первую очередь боковых) отражений и однородности (диффузности) звукового поля, что очень важно для качественной записи звука. Поэтому большие студии очень часто делаются непрямоугольной формы. Студии средних и малых размеров чаще имеют прямоугольную форму и примерно соответствуют рекомендациям таблицы. Для любых, даже малых, размеров студии высота потолков должна быть не ниже 3 м.

Среди объективных параметров, определяющих звуковое поле в студии, важнейшим, безусловно, является оптимальное время реверберации. Как видно из таблицы, этот показатель зависит от вида исполняемых программ и от объема помещения: например, для симфонической музыки романтического стиля -- 2…2,2 с, для эстрадной и джазовой музыки 0,9…1,1 с и т. д. Для исполнения камерной музыки, сольных и хоровых программ, выступлений небольших ансамблей оптимум достигается при меньшем времени реверберации, чем для симфонической музыки, и также зависит от объема студии. Для художественной передачи речи оптимальное время реверберации студии с объемом 500 мі получается в пределах 0,7…0,8 с. В литературно-драматических студиях время реверберации должно быть в пределах 0,5…0,6 с. В речевых студиях для передачи информационных программ время реверберации не должно быть более 0,4 с.

Поскольку, как уже было отмечено выше, в одних и тех же студийных помещениях приходится записывать различные музыкальные и речевые программы, проблема состоит в том, что в них должна быть предусмотрена возможность перестройки акустических условий для обеспечения различных значений оптимального времени реверберации. С этой целью в студиях используются различные звукопоглощающие конструкции, которые могут сравнительно легко и быстро вводиться в действие или убираться. Например, применяются резонансные щиты (щиты-бекеши), различного типа рассеиватели вращающиеся колонны с различным размещением поглощающего материала и т. д. Широко применяются устройства искусственной реверберации, в том числе цифровые ревербераторы, реализуемые как программным путем, так и c помощью специальных приборов. Разумеется, можно варьировать время эквивалентной реверберации, подбирая расстояние между источником звука и микрофоном и меняя его характеристики направленности.

Кроме обеспечения оптимального времени реверберации, принципиально важным параметром для студий является «ясность» или «четкость» для музыки (особенно камерной) и разборчивость для речи.

Уровень шумов (как внутренних, так и внешних) в студии в соответствии с международными рекомендациями не должен превышать 20...30 дБ. Достижение такого уровня является чрезвычайно трудной задачей, требующей размещения студии в достаточно тихой части здания и применения специальных мер при их строительстве для обеспечения звукоизоляции и виброизоляции помещения: специальных двойных стен и дверей, их акустической развязки с остальной частью здания с использованием «плавающих» конструкций пола, подвесных стен и потолков; использования специальных глушителей для вентиляционных систем и т. д.



На рисунке: Контрольная комната

Контрольная комната - это помещение, где находится рабочее место звукорежиссера и где размещается оборудование: микшерный пульт, контрольные агрегаты, цифровые звуковые станции, процессоры обработки звука, магнитофоны и другая дополнительная аппаратура. Требования к акустическим характеристикам контрольной комнаты вытекают из обеспечения условий для слухового контроля создаваемых музыкальных и речевых записей. Кроме того, в настоящее время контрольные комнаты часто используются для непосредственного создания и записи электронной музыки.

Контрольные комнаты должны удовлетворять следующим основным условиям:

· давать сухое и чистое звучание контрольных агрегатов, т. е. не вносить своего окрашивания;

· не вносить существенных искажений в характер реверберационного процесса студии, где была произведена запись звука;

· обеспечивать возможность звукорежиссеру услышать и сформировать пространственный звуковой образ, который он хочет передать слушателю;

· быть звуконепроницаемыми (изнутри и снаружи) для обеспечения низкого уровня шумов;

· позволять звукорежиссеру видеть музыкантов, то есть иметь звуконепроницаемое окно в студию.

До недавнего времени в основе акустического проектирования контрольных комнат лежала концепция повторения параметров среднестатистического жилого помещения, то есть считалось, что звукорежиссер должен находиться в условиях, близких к условиям домашнего прослушивания. Среднее время реверберации выбиралось 0,2…0,4 с. Объемы также были небольшими и составляли 30…40 мі. Такие помещения удовлетворительно работали для записи музыки с небольшим динамическим диапазоном. Кроме того, условия реального прослушивания музыкальных и речевых сигналов, переданных по каналам радиовещания, телевидения, звукозаписи и пр., настолько разнообразны, что приведенные выше требования нельзя считать типовыми для жилых помещений.

Следующим этапом явилась концепция построения контрольных комнат, получившая название LEDE (live-dead end), в которой звукорежиссер работал на границе двух сред -- «живой» (live), с большим количеством отражений, и «мертвой» (dead), свободной от отражений. В основе такого построения контрольных комнат лежал критерий качества акустики в помещении: время прибытия ранних отражений, которое должно быть в пределах 20…30 мс. Если в студии при записи обеспечено это требование, то первые отражения в контрольной комнате не должны маскировать их, поэтому полезно переднюю часть контрольной комнаты (стены за контрольными агрегатами, полы и потолки) сделать заглушенными (dead end), а заднюю часть комнаты сделать отражающей (live end). Для того, чтобы заднюю часть комнаты сделать отражающей, на задней стене и потолке должны устанавливаться различные отражающие решетки.

На рисунке: Контрольная комната

Конструкция комнаты на рисунке выше позволяет звукорежиссеру ощущать живые отражения, но вместе с тем звук от студийных мониторов воспринимается им без искажения, поскольку на прямой звук не накладываются отражения комнаты. Однако такие контрольные комнаты достаточно трудно настраивать и, кроме того, возросшие требования к передаче стереопанорамы и расширенного динамического диапазона для цифровых записей потребовали снижения уровня реверберационных помех. Тем не менее, целый ряд известных студий продолжают использовать контрольные комнаты, построенные по такой концепции.

В конце 80-х годов была предложена конструкция «бессредных» контрольных комнат. Идея их проектирования была предложена англичанином Т. Хидли, и реализована Ф. Ньюэллом во многих студиях мира. Она заключается в следующем: все поверхности, в направлении которых излучают студийные контрольные агрегаты (то есть потолок, задняя стена и боковые стены), делаются звукопоглощающими, а поверхности перед звукорежиссером -- передняя стена и пол -- делаются звукоотражающими. Это позволяет звукорежиссерам слышать прямой звук мониторов, не окрашенный дополнительными отражениями, и в то же время получать отражения собственных голосов от передней фронтальной поверхности пола и находящегося в комнате оборудования (пульта, компьютеров, стоек и др.). Для обеспечения поглощения звуковой энергии во всем воспроизводимом диапазоне частот используется новая технология так называемых «звуковых ловушек».

На рисунке: Конструкция стены с боковыми ловушками и общий вид «бессредной» комнаты

Комнаты такого типа потребовали применения контрольных агрегатов с высоким уровнем звукового давления и малыми переходными характеристиками, поэтому в них часто используются мониторы с рупорными громкоговорителями (например, фирмы JBL).

Контрольные комнаты, построенные по такой концепции, показали возможность получения в них записей высочайшего качества с высокой прозрачностью звучания, что особенно важно для цифрового звука. Учитывая, что контрольные комнаты используются теперь нередко и как исполнительские студии для записи электронной музыки, то такой принцип их построения лучше соответствует этой музыке (в них легче вносить искусственную реверберацию).

Уровень шумов в контрольных комнатах не должен превышать 25 дБ для обеспечения большого динамического диапазона при записи, что накладывает особые требования к звукоизоляции стен и их размещению. Также как и при строительстве студий звукозаписи, при конструировании контрольных комнат проблема снижения уровня шумов требует решения сложнейших задач, в том числе при выборе материалов для звукопоглощения и звукоизоляции.

Эксперименты с выбором оптимальных условий для помещений прослушивания пространственных систем показали, что общий объем студийных контрольных комнат должен быть порядка 300 мі, а пропорции должны соответствовать указанным в таблице 1 для обеспечения оптимального распределения резонансных мод в помещении. Форма комнаты -- в основном, симметричная относительно направления на зону прослушивания и относительно расположения звукопоглощающего материала, особенно вокруг громкоговорителей, дверей, окон и технического оборудования. Это делается с тем, чтобы избежать любых акустических неоднородностей.

Значение времени реверберации должно быть в пределах 0,2…0,4 с (таблица 2). В больших микшерных комнатах для кинопроизводства иногда могут использоваться большие значения реверберации. Частотная характеристика времени реверберации должна быть постоянной и не иметь резких скачков. Отклонения в диапазоне 200 Гц…4 кГц не должны превышать ±0,05 с, а ниже 200 Гц допускаются отклонения на 25% от среднего значения.

Кроме того, размеры контрольных комнат, требования к времени реверберации в ней, времени задержки первых отражений и другим параметрам рекомендуется выбирать в соответствии со значениями, указанными в таблице.

Таблица 2.
Параметры	требования к дизайну
	малые контр.комнаты	средние контр.комнаты
Комната	площадь пола, мІ	50 ±20	100 ±30
	объем комнаты, мі	?80	?200
	форма комнаты	не прямоугольная, без параллельных поверхностей
	отношения размеров	H : B : L = 1 : 1.59(±0,7) : 2,52(±0,28)
	высота комнаты, м	3,0--4,0	4,0--6,0
Отделка интерьера		однородное распределение отражающих/поглощающих поверхностей (без сильных отражений)
Акустические свойства	время реверберации, с	0,2 ±0,05	0,3 ±0,1
	средний коэффициент поглощения	0,4…0,6 (на 500 Гц)
	характеристики реверберации	отклонения ниже 250 Гц до 25%выше заданного значения
	ранние отражения (до15 мс)	на 10 дБ ниже прямого звука
	распределение уровня звукового давл.(SPL)	однородное распределение внутри слушательской зоны, включая место микширования
Шум	шум от вентиляции шум от оборудования	кривая NC15 (возможно NR15) кривая NC20 (возможно NR20)

В заключение необходимо подчеркнуть, что требования к акустическим характеристикам студий и контрольных комнат все время возрастают, поскольку они в значительной степени определяют качество музыкальных и речевых программ, поступающих к многомиллионной аудитории с помощью современных средств радиовещания, звукозаписи, телевидения и мультимедиа.



Глава 2. Виртуальные и аппаратные технологии обработки звука

2.1 Приборы амплитудно-частотной коррекции

· Компрессия

Принцип работы - как только уровень сигнала превышает значение Threshold (например установлено "-10dB", а сигнал поднялся до "-6dB"), он срабатывает и уменьшает превышенный уровень (4dB) во столько раз, сколько указано вRatio (степень сжатия) - например, "2". После работы компрессора сигнал будет превышать уже не на 4 dB, а 4:2=2, то есть на 2dB.

При этом можно задать время, которое произойдёт с момента превышения сигнала до срабатывания компрессора, в параметре Attack. Для чего это нужно. Например, чтобы пропустить атаку бас-барабана (70ms) без изменений, но остальной его звук сжать. Можно, наоборот, уменьшить Attack до минимума и компрессор будет включаться сразу после превышения сигнала. Release задаёт время, через которое компрессор перестает действовать на сигнал после срабатывания - это время для его "расслабления". Чем меньше его значение, тем резче он будет выключаться.

Разобравшись с этими основными настройками компрессора, можно добиваться разных результатов и эффектов обработки звука.

Теперь осталось узнать, какие же значения ввести для этих регуляторов. Результаты работы компрессора можно наблюдать в его графическом поле:



На фото: Компрессор

Шкала In показывает входящий в него сигнал, на шкале GR видно моменты его срабатывания, а OUT показывает конечный сигнал. если в шкале GR индикатор скачет постоянно, значит стоит уменьшить порог срабатывания, или режим работы (Analysis) приблизить к RMS. Если скачки индикатора слишком большие, стоит подумать над степенью сжатия, потому что это значит, что сигнал очень сильно обрабатывается. Компрессор меняет волновую форму, искажает частотный диапазон. И лучше делать эти искажения менее заметными.

· Эквализация

Звучание и тембр каждого человеческого голоса совершенно индивидуальны. По этой причине нельзя каждую новую вокальную партию обрабатывать уже готовым набором эффектов и пресетов. Вполне вероятно, что записанный в этот раз вокал вообще не требует частотной обработки, и применение шаблонных настроек эквалайзера только навредит записанному материалу. Однако в большинстве случает вокал все же необходимо обрабатывать эквалайзером, и тому есть 3 основные причины:

· эквалайзер поможет вокалу лучше читаться в миксе

· с помощью частотной обработки можно устранить определенную проблему голоса

· эквалайзером можно добиться специального эффекта, как, например, звучание голоса в телефонной трубке или радиоприемнике

Главный принцип частотной обработки эквалайзером: вырезайте узкую полосу частот, а поднимайте широкую. Этот принцип относится к вокальной партии в большей степени, чем к какому-либо другому записанному материалу. Все потому, что слуховой аппарат человека великолепно развит для восприятия речи. Человеческое ухо легко может сконцентрироваться на голосе одного конкретного человека в шуме толпы. Вот почему на слух и на инстинктивном уровне сразу определяем неестественность вокала, пережатого эквалайзером.

При сведении вокала необходимо использовать высокочастотный фильтр (high-pass). В большинстве случаев применение фильтра, вырезающего диапазон низких частот, дает хорошие результаты при обработке вокала. Вообще взрослый мужской голос звучит на основной частоте 125 Гц. Но достаточно часто эквалайзером можно вырезать диапазон частот до 180 Гц, и это особо не повлияет на звучание вокала. Если же на Вашем предусилителе или микрофоне есть встроенный фильтр low-cut, то стоит им воспользоваться еще при накоплении записываемого материала. Это позволит избежать ненужных призвуков в инфразвуковом диапазоне низких частот, например призвуков микрофонной стойки, шум человеческого дыхания и другие.

В процессе сведения человеческие уши очень быстро приспосабливаются к новому звучанию вокала. Поэтому очень легко ослабить широкую полосу частот, тем самым вырезав основной тон вокала. На хороших внешних эквалайзерах обычно есть режим обхода сигнала (bypass), позволяющий моментально отключать эквалайзер и слышать исходный сигнал. Так же можно воспользоваться режимом bypass при частотной обработке. С помощью режима обхода можно все время сравнивать обработанный эквалайзером вокал и исходный, чистый материал.

Если вокалист поет «в нос», то эту проблему можно решить эквалайзером, подрезав 1 кГц на несколько дБ, и если это не даст ожидаемого результата, необходимо найти нужную частоту чуть выше и чуть ниже 1 кГц. Подрезав которую устраняется проблема. Если в записанном вокальном треке переизбыток лишних звуков «П» и «Б», то необходимо подрезать диапазон частот до 80 Гц. А чтобы немного добавить вокалу яркости и эффекта присутствия, немного поднимите диапазон между 4 кГц и 6 кГц, так называемый «вокальный диапазон».

Нет смысла применять эквалайзер, если необходимо добиться схожести Вашего голоса с каким-либо другим вокалом. Частотная обработка никогда не заставит вокалиста петь так, как кто-нибудь другой.

· Де-эссер (de-esser)

Когда говорится о сибилянтах в контексте вокальной записи, прежде всего имеется ввиду «с»-звуки - шумные высокочастотные согласные, произведённые воздушными завихрениями (турбулентностью) от зубов певца. По сути дела - это обычный свист. Такие свистящие звуки (или сибилянты) часто представляют определённые технические проблемы в современной музыке, поскольку многие обычные средства музыкального производства имеют тенденцию к неестественному подчёркиванию таких звуков.

Самый простой способ де-эссинга - это понижать уровень вокального сигнала всякий раз, когда возникает свистящий звук.

Так же существуют настраиваемые динамические процессоры, реагирующие только лишь на сибилянты. Такое избирательное действие базируется на эквализации сигнала, идущего в детекторную цепь процессора.

Некоторые вокальные процессоры класса «всё в одном» позволяют переключать свой эквалайзер в детекторную цепь, но можно использовать отдельный динамический процессор, подавая через эквалайзер сигнал на его специальный вход, именуемый «side-chain» или «key».

Самое простое - это обработать детекторный сигнал high pass фильтром со срезом от 4 кГц. В большинстве случаев, это будет надёжно управлять динамическим процессором. Если этого недостаточно, необходимо добавить фильтр с большим пиковым повышением в области 7,5 кГц.

На фото: Universal Audio Precision De-esser

Специализированные плагины-де-эссеры, такие, как Universal Audio Precision De-esser, прекрасно решают большинство задач, связанных с избавлением от излишних сибилянтов. Но, тем не менее, ручные методы могут предоставить больше гибкости и избирательности.

Независимо от того, используется гейт или компрессор, необходимо правильно настроить такие параметры, как атака и восстановление. Они должны быть довольно быстрыми, поскольку имеется дело с очень короткими всплесками высокочастотной энергии. По возможности, используют атаку менее 1 мс. Но даже при такой быстрой атаке могут прорваться начала некоторых сибилянтов. Различные модели динамических процессоров могут по разному работать при таком коротком времени атаки, поэтому стоит поэкспериментировать. Если сибилянты особенно проблематичны, можно использовать процессоры, имеющие функцию предвидения (lookahead). Время восстановления обычно ставится очень малым (порядка 10 мс). Как только закончится сибилянт, это позволит процессору быстро вернуться в исходное состояние. Более продолжительное восстановление создаст не слишком музыкальную «раскачку» уровня сигнала, поскольку он будет подавлять часть звука, идущего сразу за сибилянтом.

Такая, основанная на подавлении уровня обработка, очень проста в реализации. можно довольно легко и быстро настроить свои устройства и получить очень неплохие результаты. Единственно, над чем стоит более серьёзно задуматься - это насколько «душить» проблемные участки.

Де-эссинг с использованием гейта в канале посыла. Если инвертиррвать полярность (фазу) канала, то сигнал, пропущенный гейтом, приглушит соответствующий ему сегмент в исходном вокальном треке.

Частотно-избирательная обработка

Многие звукоинженеры чаще обращаются к автоматизированным методам обработки. Все вышеописанные методы (как ручные, так и с использованием динамических процессоров) можно воплотить практически в любой современной DAW, но иногда их настройка может стать не совсем тривиальным делом. Из-за этого, многие музыканты и инженеры поворачиваются в сторону специализированных процессоров - де-эссеров. Эти устройства подразделяются на два основных типа (опять же, повторяющие наши два ручных метода). Первый тип представляет собой процессор, автоматически вычленяющий свистящие сегменты в отдельный аудиопоток, и позволяющий эквализовать и управлять его уровнем по своему вкусу. Второй тип представляет собой однополосный динамический эквалайзер, который может быть нацелен на самый резко свистящий регион. Он будет понижать указанный частотный диапазон в момент прохождения сибилянта.

Для начала необходимо настроить его. В специализированном де-эссере имеется свой, встроенный сайд-чейн-эквалайзер. Также, в большинстве случаев, имеется переключатель, позволяющий включить на прослушивание эту боковую цепь. И это сильно облегчает процесс нахождения нужных параметров для эквалайзера.

Когда де-эссер начинает срабатывать в правильных местах, Потребуется обратиться к другому ряду средств управления, определяющему, как динамический эквалайзер должен реагировать на срабатывания. Для управления необходимы такие параметры, как Range (Диапазон) или Sensitivity (Чувствительность), позволяющие определить, насколько утвердительно эквалайзер будет подавлять заданную частотную область при обнаружении сибилянтов. У некоторых де-эссеров (таких, как Waves Renaissance De-esser) имеются более детальные средства управления эквализацией

Многие люди не принимают во внимание тот факт, что высокочастотные компоненты инструментальных звуков могут заставить вокальные сибилянты звучать хуже, чем они есть на самом деле.

2.2 Приборы пространственно-временной обработки

· Ревербератор

Ревербератор - это «железное» устройство, либо программный продукт (плагин), имитирующий эффект реверберации. Эффект в обработке звука очень нужный, ревербератором можно дать инструменту больше пространства, ширины, расположить инструмент в виртуальном пространстве трека дальше или ближе, в общем, вещь практически незаменимая.

Эффект реверберации можно получить не прибегая к помощи ревербератора, достаточно записать инструмент в подходящем помещении. Способ этот очень негибкий и зачастую трудновыполнимый, поэтому им пользуются нечасто. Из знаменитых примеров «живой» реверберации в записи можно привести вступительное соло в песне «Sorrow» (Pink Floyd, альбом «A Momentary Lapse Of Reason»). Для записи этого соло Pink floyd сняли стадион Уэмбли на ночь, установили в центре поля всю звуковоспроизводящую аппаратуру, а на местах для болельщиков поставили микрофоны.

На фото: реверберационная комната

Вообще, комнату сложно назвать устройством, но все же это не просто помещение, здесь созданы условия для получения эффекта реверберации с различными характеристиками. В комнате (иногда комнату называют «реверберационной камерой» или «эхо-камерой») устанавливается источник звука (громкоговоритель, либо исполнитель) и микрофоны, настраивается положение специальных отражающих листов, иногда устанавливаются звукопоглощающие элементы (поролоновые пирамиды на стенах, вертикальные переборки). Таким образом, в микрофон приходит сложная суперпозиция отраженных и неотраженных волн, что и является следствием эффекта реверберации. Такие комнаты - удел крупных студий, они дороги и занимают много места, однако результат оправдывает затраты. Впрочем, и у такой технологии есть минусы, главным образом проблема заключается в трудности изменения времени реверберации.

На фото: Пластинчатый ревербератор (Plate)

Также такой ревербератор называют «листовым». Представляет собой большой лист металла (как раз сам лист и является проводником звуковых колебаний), источник звука, примыкающий к листу, звукосниматели, и набор поглощающих мягких подушек, которые служат для изменения времени реверберации. Минусы такого ревербератора: искажения при обработке сложного сигнала и громоздкость конструкции. Специфическое звучание пластинчатого ревербератора оставило след в звукозаписи, несмотря на некоторую неестественность звучания, и эмуляция этого вида реверберации встраивается практически во все программные ревебераторы.



На фото : Пружинный ревербератор (Spring)

Пружинный ревербератор состоит из электромеханического преобразователя (преобразует электрический сигнал с усилителя в механические колебания), пружины (которая и является проводником колебаний) и звукоснимателя. Довольно старая конструкция, но она до сих пор используется в гитарных комбиках из-за своей дешевизны и компактности. Звук в миксе с исходным сигналом напоминает естественную реверберацию, но также имеет некоторый специфичный отзвук.

На фото: Ленточный ревербератор (Tape)



Ленточный ревербератор еще часто называют «магнитным» или «магнитофонным». Был очень популярен в 70-ые и 80-ые. Ленточный ревербератор очень сильно напоминает обычный магнитофон, главные отличия заключаются в закольцованной ленте и большом количестве воспроизводящих головок (иногда их количество доходило до нескольких десятков). Сигнал подается на записывающую головку, а затем считывается воспроизводящими головками с различными уровнями выходного сигнала (чтобы обеспечить эффект затухания). После считывания пленки все сигналы с воспроизводящих головок смешиваются и подаются на выход ревербератора. Для работы такого ревербератора необходима большая скорость движения ленты, иначе вместо реверберации получается эффект эха, что является уже совсем другим эффектом (хоть и имеющим одинаковую механику).

На фото: Цифровой ревербератор (Digital)

По методу обработки сигнала цифровые ревербераторы схожи с ленточными, только со значительно более сложной архитектурой. Главным элементом обработки является многоотводная цифровая линия задержки (Digital Delay Line). Если проводить аналогию с ленточными ревербераторами, то «отводами» в нем являются воспроизводящие головки, только в цифровом ревербераторе отводов может быть сколько угодно, а расстояние между головками (то есть время между отводами) можно менять. В цифровых ревербераторах обычно заложено несколько типов алгоритмов обработки сигналов, обычно это эмуляция различных комнат и «железных» ревербераторов (ленточных, листовых, пружинных), и, естественно, есть возможность менять параметры каждого алгоритма и смешивать различные алгоритмы. Все это делает цифровой ревербератор чрезвычайно мощным и гибким инструментом, причем очень и очень компактным.

VST-эффекты

Так же есть VST-эффекты И различных VST-ревербераторов великое множество. Разберем основные параметры программных ревербераторов, с которыми нам предстоит работать:

· Pre-Delay -- Предзадержка, иными словами. Этот параметр отвечает за время между приходом к слушателю прямого сигнала и появлением первого отражения.

· Reverb Time -- Длительность реверберации (время затухания звука на 60 дБ), тот самый «реверберационный хвост»

· Reverb Delay -- Промежуток между ранними отражениями и остатком реверберации.

· Diffusion -- Характеризует диффузность, «расплывчатость» звука. Не стоит этот параметр устанавливать слишком маленьким, возможно появление дискретности реверберации, эффекта множественного эхо

· Early Reflection Level -- Уровень ранних отражений, характеризует отражающие свойства помещения, с помощью этого параметра, в совокупности со следующим, можно имитировать различные отражающие поверхности

· High Damp -- Определяет сглаживание высокочастотных составляющих отраженного звука. Как известно, высокочастотные колебания затухают быстрее, для этого и нужен этот параметр. К тому же, поверхности отражают звук по-разному в плане амплитуд различных частот, таким образом этот параметр можно использовать для имитации различного материала стен или других элементов помещения

· Density -- Определяет плотность ранних отражений, что в свою очередь характеризует геометрию помещения.

Хорус (Chorus)

Хорус (Chorus) проявляется как эффект исполнения одного и того же звука или всей партии не одним-единственным инструментом или певцом, а несколькими. Искусственно выполненный эффект является моделью звучания настоящего хора.

С одной стороны, голоса певцов и звуки инструментов при исполнении одинаковой ноты должны звучать одинаково, и к этому стремятся и музыканты, и дирижер. Но из-за индивидуальных различий источников звук все равно получается разным. В пространстве, тракте звукоусиления и в слуховом аппарате человека эти слегка неодинаковые колебания взаимодействуют, образуются так называемые биения. Спектр звука обогащается и, самое главное, течет, переливается.

Можно считать, что предельным случаем хоруса является унисон

Вот именно наличие этой ничтожной разницы в частотах голосов певцов или инструментов и служит причиной красивого звучания унисона или хоруса.

Существует довольно много разновидностей алгоритмов хоруса. Но все они сводятся к тому, что:

Исходный сигнал разделяется на два или несколько каналов. В каждом из канаяов спектр сигнала сдвигают по частоте на определенную для каждого канала величину (частотные сдвиги очень малы, они составляют доли герца). Сигналы, полученные таким способом, складывают.

В результате получается сигнал, в котором звуковые волны как бы "плывут" с разными скоростями. Один раз за время, пропорциональное произведению периодов колебаний разностных частот, сигналы сложатся в фазе, и образуется "девятый вал" -- максимум огибающей звуковых колебаний, один раз за это же время канальные сигналы сложатся в противофазе, и получится "впадина между волнами" -- минимум огибающей. Спектр сигнала непрерывно изменяется, причем период полного цикла этого изменения столь велик, что повторяемость спектральных свойств сигнала не ощущается.

Хорус -- это один из способов создания эффекта присутствия, т. е. выделения голоса певца или звука инструмента на фоне аккомпанемента. Можно также использовать хорус, чтобы создать эффект псевдостереофонического звучания монофонического аудиофайла или обогатить гармонию вокальной партии.

Хорус настолько украшает звучание инструментов, что ныне он стал одним из эффектов, имеющихся практически в каждом синтезаторе и во многих звуковых картах Обработка аудиосигнала звуковыми редакторами позволяет получить очень много разновидностей этого эффекта. Вместе с тем, не следует чрезмерно увлекаться им, т. к это может привести к ухудшению разборчивости звучания голоса, к "засорению" акустической атмосферы композиции