Где ваш хэдрум? Почему нужно быть осторожным с уровнями? Вашему вниманию представляется путеводитель по соотношению сигнал-шум, gain staging, хэдруму и еще многому другому.
Музыкальный продакшн – это всегда про жир, толстый звук, жесткое колено компресси и чтобы всё поулеглось дошло «под лимитер».
Если так рассуждать, то да, в кривых руках ваш трек покатится в зону «ремонт дороги», а там его ждет беда. Мир цифровых уровней - место, которое, в отличие от теплой аналоговой «нежности», обеспечиваемой классическим оборудованием, разорвет ваш трек в куски и превратит его в бессмыслицу, если вы превысите отметку хотя бы в один дБ.
Итак, вот в чем хитрость: нужно дать вашему треку много цифрового пространства (известного как «хэдрум») для маневрирования, построить цепи сигналов (известные как гейн-стейджинг) которые позволят вам складывать звуки вместе (известное как суммирование) в приятной манере, оставив при этом шум в низких уровнях.
Цифровой хэдрум нужен для того, чтобы трек «дышал», это просто необходимость, не надо пытаться поднять все уровни в космос! Но имеют ли значение пиковые показатели? Можно ли каналам «вылазить» в клип? Как установить уровень основного выхода? Мы ответим на эти и другие вопросы. Есть два основных аспекта цифрового хэдрума, на которые нам нужно обратить внимание: запись и микширование.
Запись проста: аналоговый сигнал попадает в DAW в виде цифровой записи, поэтому, например, вы поете в микрофон, и вокал записывается на ваш компьютер. Далее идет сведение, которое в данном случае относится не только к окончательному процессу вывода миксдауна после сочинения и создания трека.
Большинство продюсеров электронной музыки в той или иной степени микшируют по ходу дела, поэтому, и если мы используем этапы суммирования и эффекты как часть нашей техники производства, нам также необходимо учитывать влияние, которое они оказывают на хэдрум и общий звук. Давайте начнем с того, что в первую очередь поместим звук в вашу DAW и посмотрим, как именно хэдрум влияет на запись.
Стадия записи
Хэдрум важен с того момента, как вы начинаете записывать сигналы. Чтобы понять цифровой хэдрум, давайте сначала вернемся к аналоговым дням. Большинство из нас сейчас записывает в цифровом формате, но мы все еще можем многому взять от процесса аналоговой записи.
При записи на ленту очень важно установить усиление каждого канала, чтобы максимизировать соотношение сигнал/шум. Если трек записан слишком тихо, на более позднем этапе потребуется увеличить усиление, чтобы довести его до приемлемого уровня. Это также увеличит громкость собственного шума ленты. При многодорожечной записи кумулятивный эффект усиления этого собственного шума может серьезно ухудшить общее соотношение сигнал/шум.
Итак, как это связано с цифровой записью? По сути, ключевой фактор, который следует учитывать при цифровой записи, аналогичен: более высокие уровни сигнала приводят к лучшему соотношению сигнал/шум, меньшим ошибкам квантования и более точному представлению аналоговой волны.
Однако, в то время как лента сжимает, насыщает и постепенно перегружает, когда уровень входного сигнала превышает определенный номинальный максимальный уровень, цифровая запись гораздо менее щадящая. Если входной уровень сигнала превышает максимальный уровень аналого-цифрового преобразователя, вы услышите клиппинг.
Клиппинг — это состояние, которое возникает, когда цифровой сигнал пытается превысить максимальный уровень.
Клиппинг — это состояние, которое возникает, когда цифровой сигнал пытается превысить максимальный уровень. Поскольку максимально возможная амплитуда цифрового сигнала зафиксирована на уровне 1, любой сигнал, который пытается подняться выше этого уровня, усекается (ограничивается) до 1. Форма сигнала искажается, и в зависимости от того, насколько сильно происходит клиппинг, вы услышите что-то от коротких кликов и тычков, до резкого, нежелательного цифрового дисторшна.
Когда 24-битная запись заменила предыдущий 16-битный стандарт, многие пользователи не понимали смысла 24-битной записи, если их треки предназначались для 16-битного формата 44,1 кГц, определенного стандартом Red Book audio CD.
Одна важная часть ответа заключается в том, что, хотя 24-битная запись создает файлы большего размера и сама по себе вряд ли приведет к значительному увеличению качества звука, она решает загадку хэдрума при записи. Записывая в 24-битном формате, мы можем достичь динамического диапазона и точности 16-битного режима, сохраняя при этом уровень входного сигнала достаточно низким, чтобы избежать любой возможности клиппинга.
В общем, средний уровень около -18dBFS с пиками не выше -6dBFS - хорошее эмпирическое правило. Конечно, в некоторых случаях вы будете ограничены вашими предусилителями или динамическим диапазоном вашего источника звука, но метод проб и ошибок должен помочь вам определить наилучшие настройки.
Объяснение соотношения сигнал/шум
Важно поддерживать максимально возможное соотношение сигнал/шум. Проще говоря, это означает, что сигнал должен быть максимально громким, а фоновый шум — как можно тише. Прекрасным примером является шипение ленты. Когда музыка записывалась на аналоговую ленту, неизбежным побочным эффектом было тихое шипение на фоне записи. Инженеры звукозаписи знали, что определенная техника может сделать звук менее заметным в финальном миксе.
Если мы записываем наши треки на ленту с относительно низким уровнем громкости, первое, что мы, вероятно, сделаем при микшировании записи, — это усилим записанные сигналы. Но когда мы усиливаем воспроизведение с ленты, мы не только усиливаем сигналы, которые пытались захватить, мы также усиливаем шипение ленты. Это может привести к тому, что фоновый шум станет заметнее.
Решение состоит в том, чтобы записывать эти сигналы на более высоком уровне, что означает, что их не нужно усиливать так сильно. Затем мы можем добиться того же общего микса на том же уровне с более низким уровнем шипения.
Соотношение сигнал/шум означает, что сигнал должен быть максимально громким, а фоновый шум — как можно тише.
Тот же подход применяется независимо от того, с каким типом аудиосигнала мы имеем дело. Большинство из нас сейчас записывает в цифровом виде, так что шипение ленты, вероятно, не является проблемой, но все же есть неизбежные элементы шума, которые существуют в номинально «цифровой» среде записи. В конечном счете, вы можете записывать на цифровой носитель (ваша DAW и жесткий диск компьютера), но по пути все равно присутствуют аналоговые сигналы — любая часть оборудования может создавать шум.
Общий подход большинства инженеров звукозаписи в эпоху аналоговых лент заключался в том, чтобы «укладывать» как можно более мощный сигнал на ленту, не перегружая ее, гарантируя максимально высокое соотношение сигнал/шум. Один из принципов, который следует учитывать, заключается в том, чтобы начинать с относительно горячего сигнала, делая его тише там, где это необходимо, а не начинать с тихого сигнала и усиливать его вместе с шумом.
Всякий раз, когда мы усиливаем сигнал, мы усиливаем каждую его часть. Если мы усиливаем, чтобы компенсировать слабый сигнал, который можно было бы усилить ранее в цепочке — до появления нежелательного фонового шума — нам не удастся получить наилучшее соотношение сигнал/шум.
С таким количеством оборудования на рынке невозможно дать 100% надежную формулу для настройки входных и выходных уровней. Гейн стейджинг — это уравновешивание — это жонглирование настройками входного и выходного уровня на каждом элементе оборудования до тех пор, пока вы не найдете то, что дает наилучшие результаты.
К счастью, это относительно простой процесс, но вы должны пройти его, прежде чем начать запись. Подключите все свое оборудование — будь то синтезатор в интерфейс или сложную цепочку из предусилителей, компрессоров и эффектов — начните с громкого сигнала от вашего источника, определите общую комбинацию настроек, дающих наиболее чистый звук, а затем начните процесс записи.
Оптимальные уровни сигнала
Искушение состоит в том, чтобы увеличить громкость, чтобы получить громкий горячий сигнал, но если вы слепо будете следовать этому подходу, проблем не избежать. Все звуковое оборудование или программное обеспечение разработано с учетом определенного рабочего диапазона.
В качестве примера возьмем аналоговый компрессор. Если мы пустим в него тихий сигнал, у нас сразу же возникнет проблема. Измерители и threshold рассчитаны на сигнал в определенном диапазоне. Если сигнал слишком тихий, будет сложно контролировать его уровень на измерителях.
В крайних случаях может быть даже невозможно установить достаточно низкий порог для достижения необходимого нам уровня снижения усиления. У некоторых компрессоров есть гейн стейдж на входе, но попытка исправить нашу ошибку путем усиления сигнала в этот момент также приведет к усилению сопровождающего его шума. Правильный подход заключается в том, чтобы в первую очередь обеспечить поступление сигнала в компрессор на оптимальном уровне.
У каждого обрабатывающего сигнал прибора (плагина) есть предел, за которым он не будет работать так, как задумал разработчик.
Так что же происходит, когда мы подаем слишком громкий сигнал в какую-то часть оборудования? У каждого обрабатывающего сигнал прибора (плагина) есть предел, за которым он не будет работать так, как задумал разработчик. Выше 0dBFS в цифровой системе мы получаем клип (жесткая форма искажения). Аналоговые устройства, более постепенно дают брейк-ап по мере того, как сигнал превышает оптимальный уровень, но искажения все же вносятся. Вообще, они нежелательны, если только вы не намеренно перегружаете оборудование.
Как только сигнал оказывается в DAW, правила меняются. Большинство DAW и плагинов в большинстве случаев допускают чрезмерно горячие сигналы. Также гораздо меньше вероятность того, что обработка внесет шум. Тем не менее, мы все еще можем столкнуться с подобными проблемами. Плагины, предназначенные для имитации работы аналогового оборудования, почти всегда работают с сигналом в определенном диапазоне.
Если подать сигнал помощнее, такие эффекты, как сатурация ленты или овердрайв обычно дают более явный брейк-ап, так как они имитируют реакцию аналогового оборудования. Если сигнал находится за пределами их предполагаемого оптимального диапазона, то они не будут работать так, как задумали разработчики.
Точно так же, если мы будем пускать слишком громкие сигналы, мы в конечном итоге «пробьем потолок» на мастер шине. Основные выходные сигналы выше 0 дБ будут обрезаться в момент попадания на ЦАП нашего интерфейса. Попытка вывести микс в файл приведет к аналогичным проблемам. Так почему бы просто не опустить мастер-фейдер? Мы могли бы, но это обходной путь, а не правильное решение.
Независимо от того, работаете ли вы «в коробке» или с железом, придерживайтесь логического подхода к получению структуры гейн стейджинга.
Даже работя «в коробке», аргументы в пользу того, чтобы обращать внимание на уровни сигналов и структуру гейна будут всегда напоминать о себе. Даже такая простая вещь, как измеритель уровня, зависит от оптимального уровня сигнала, будь то полоса канала или плагин. Большинство измерителей уровня рассчитаны на максимальную точность в диапазоне от -20 дБ до 0 дБ. Запустите их за пределами этой зоны, и они станут практически бесполезными.
Давайте ненадолго вернемся к теме изменения правил в DAW… Большинство DAW и плагинов используют обработку с плавающей точкой, что делает клиппинг внутри них событием практически нереальным, независимо от того, насколько громкий ваш сигнал, но это не должно означать, что все плагины работают безупречно.
Даже если вы уверены, что ваша DAW обрабатывает все чисто, независимо от того, насколько сильный вы пропускаете через нее сигнал, уверены ли вы на 100%, что то же самое можно сказать о каждом стороннем плагине, который вы используете? Вероятно, нет, и это либо повредит вашему звуку, либо потребует времени для решения, когда проблема «постучит в дверь» мастер шины.
Независимо от того, работаете ли вы в коробке или с железом, придерживайтесь логики в получении структуры гейна и уровней сигнала. Немного внимания к ним избавит вас от головной боли в дальнейшем.
Перевод и локализация: Studio Day