什麼是動態處理器?

壓縮器(Compressor)和均衡器(Equalizer)是音頻和音樂製作中最重要的兩個工具,壓縮器是動態處理器的一種,在深入壓縮器等動態處理器的細節之前,我們先來了解一些有關聲音的基礎知識。

什麼是振幅?

我們都知道,聲音由振動產生,當通過音箱播放音樂時,音箱的單元會前後移動,從而改變周圍空氣的壓力。由此產生聲波,聲波的壓力變化到達人耳時,會振動神經末梢,大腦將它們轉換成聲音信息。

通常,我們從兩個維度上測量聲波:頻率(frequency)和振幅(amplitude)。頻率是空氣粒子震動的速度,較高的頻率產生較高的音調,而較低的頻率產生較低的音調。

在本文中,我們討論聲波振幅的變化。當震動產生聲波時時,大氣壓力會隨之發生變化。我們聽到的聲音,就是音箱單元按一定規律前後振動的結果。振幅與人們所感知的聲音響度成正比,換句話說就是,聲波的振幅越大,我們就會聽到聲音越響。

喇叭單元向前時壓縮室內空氣,使室內壓力提高,空氣密度增大,我們將這個稱為推(PUSH),在波形上的正數表示。而向後時會吸室內空氣,使室內壓力變低,密度降低,我們稱為拉(PULL),在波形上用負數表示。

這一過程在物理上稱為壓縮(compression)和稀疏(rarefaction),圖中這些壓縮和稀疏的高度表示振幅。聲波的振幅越大,我們就會聽到聲音越響。

振幅的測量

我們的耳朵和大腦讓我們感覺到聲音的大小。響亮的聲音具有較大的振幅,而柔和的聲音具有較小的振幅。

然而,為了更好地將這些應用到音樂中,我們需要能夠更精確地測量聲波的振幅。之後我們可以建立規則,當振幅達到某個電平之後應該怎樣處理,並控制聲波振幅的範圍。這個測量的過程構成了所有動態處理器的基礎,如果我們能夠測量它,那麼就可以控制它。

振幅的大小用電平表示,在數字音頻工作站中,我們使用 dBFS 作為電平單位。dBFS (dB Full Scale) 是數字音頻信號電平單位,簡稱滿度相對電平。

這個刻度定義了音頻系統中振幅的最大和最小值,也就是所謂的動態範圍。它有助於我們測量和控制該範圍內的音頻信號的相對振幅。有時候 dBFS 可能會讓人感到迷惑,因為它從負數到零。為什麼是這樣呢?

因為在數字音頻系統中,高於 0 dBFS 的信號將會被一刀切,造成數字失真,又稱為削波,因此沒有比 0 dBFS 更高的數值。

分貝刻度用對數表示。對於多數人來說,將音頻信號的音量調高 1dB 基本上是感覺不出來的,至少需要3dB才能注意到它。但是,由於使用對數,響度會迅速提升。 增加 10dB 意味著感覺到響度加倍,而增加 20dB 大約是增加了四倍的響度。

了解這些數字對於混音會有幫助,但最終的評判還是要依靠耳朵。聽眾並不關心你軍鼓的電平是多少,只是當你的歌曲與其他樂器混合時感覺如何。使用電平表測量振幅是,幫助我們控制音頻信號動態範圍的第一步。

什麼是動態處理器

動態處理器最簡單的形式就像一個自動的音量控制器,當音量太大時講音量減低,當音量太小時將音量調高。在音頻領域中,動態處理器通過測量信號的振幅來調整動態範圍,並設置規則對這些振幅做出相應改變。

動態處理器可以讓我們以各種方式改變信號的振幅和動態範圍:有時會減少它,有時會增加它,而且通常在一段時間內都會連續這樣做。

動態處理器在改變振幅之前,必須先設定一個開始反應的振幅電平,這個被稱為閾值(Threshold)。還要為當電平超過閾值時應該怎樣創建一個規則,例如在壓縮器中,當信號的振幅電平超過閾值時,高於閾值的信號將被壓縮。

所有的動態處理器都在這樣一個基本模型上工作,通常是指定一個讓動態處理器開始工作的信號電平,然後對信號做出某種形式動態變化。你要做的只是告訴處理器要關注什麼,以及在什麼情況下要做什麼。

生活中動態處理器的例子

我舉一個幾乎每個人都經歷過的例子,假設你正在觀看電視節目,並且您的電視機音量已經處於一個比較舒適的大小,可以清楚聽到您最喜愛的演員說所的每一個字。突然之間,廣告進來了,你被廣告聲嚇的從沙發上跳起來,然後去尋找遙控器。

你本能地拿起遙控器把音量調低,以不至於打擾到鄰居。當你在遙控器找到一個合適的音量大小之後,只要廣告一結束,當節目重新開始,你發現你聽不清演員在說什麼。再一次,你本能地拿起遙控器把電視音量恢復到廣告的大小。

在這種生活中常見的情景下,你沒有意識到你就是一個動態處理器,是一個壓縮器呢?

當廣告突破出現的時候,節目的音量和響亮的廣告之間的差異,會在你的大腦中觸發一個「太大聲」的閾值。而你隨之拿起遙控器並將音量調小,有效地減少了電視節目相對於廣告的動態範圍。

一旦廣告結束,節目回來之後,你腦海中的另一個閾值:「我聽不到他們剛才說的話」再次被觸發,並拿起遙控器將音量恢復到之前的狀態。

現在請你想一想,我剛剛描述的電視的例子,並試圖將其與現實中混音困境聯繫起來。

如何讓一個音量起伏較大的人聲,不被伴奏所淹沒呢?我們希望清楚地聽到所有歌詞,但我們也不希望他們跳出歌曲太多。藉助動態處理器可以實現這一點,DAW 軟體中的動態處理器,在沙發上看電視時所做的事情是一樣的,只不過處理器速度更快,準確度更高。

小結

我將在這個專題中介紹多種動態處理器:壓縮器(Compressor),限制器(Limiter),擴展器 / 門限器(Expander / Gate),齒音消除器(De-Esser)和瞬態整形器(Transient Designer)。

一旦掌握了動態處理背後的基本原理,它將迅速成為音頻和音樂製作中最有用的工具之一,使您能夠創建一個緊緻,通透和有重點突出的錄音作品。

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配圖來源:lynda.comizotope.com

作者:陳明 CMCC,錄音師,歡迎關注我的知乎專欄。


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