Интуитивен пример за компресирането на барабаните

Качено от mic на Wed, 03/28/2018 - 21:39

Превод от: An intuitive example of drum compression

Това е статия с един интуитивен пример за компресора при барабаните. Съдържа доста графики, които показват какво един компресор прави с един удар по барабанчето. В интернета има много примери за това, как компресорите работят (включително и в този сайт), но никъде няма добри интуитивни примери за това, как компресорите се справят с данните за аудио.

Барабанчето

Вземаме барабаните при работата с компресорите по две причини. Настройките на компресорите, които обикновено се препоръчват за да се получат по-отличителни барабани, са едни и същи. С тези настройки, знаем с какво да започнем. Те са показани по-долу. Също така, ударите по барабаните – особено барабанчето и касата – са много кратки. Даже и със звъна на барабанчето (и скелето), записаното барабанче обикновено е по-кратко от една секунда, което го прави лесно за работа и графично представяне.

Ето една картинка с действителния удар по барабанчето. Съответния звуков запис може да се чуе по-долу.

Един примерен удар по барабанчето

Това е един действителен запис, със 44.1 kHz и 16 бита, на барабанче Yamaha Recording Custom с размер 14x10 инча. Записаните цифрови проби бяха извадени от файла уейв и сложени в Excel за да се направи горната графика. Барабанчето бе записано при един прост експеримент с един SM57 насочен към горния ръб на барабанчето (не използвахме обикновения подход със записа отдолу и отгоре). При този запис имаше проблеми и те са обсъдени по-долу Както може да се види в графиката, звъна на барабанчето е доста дълъг – над 5000 проби, което е повече от 0.1 секунди с пробната честота 44.1 kHz. Целта на компресора ще бъде да намали този звън като запази началния акцент и така да направи барабанчето по-рязко в микса.

За да получи едно по-рязко барабанче, един инженер може да си играе с амплитудата. Инженерът ще остави амплитудата при началния удар каквато си е, но ще я намали при звъна, който следва. В миналото, това би било невъзможно – няма звукозаписни инженери, които са толкова бързи. Днес можем да правим това с различни софтуери, но, така или иначе, да се занимаваме с всеки отделен удар на барабанчето ще отнеме време и енергия. Затова и имаме компресори. Компресорът се справя с амплитудата в целия запис автоматично.

Амплитудната обвивка

За да може да работи с амплитудата, компресорът трябва да знае тя каква е. Тъй като една записана вълна подскача нагоре и надолу много пъти, не всяка от нейните точки ясно показва нивото на амплитудата. Съществуват много начини да се измери амплитудата на една вълна – върховете, преобразуванията на Хилбърт – и някои от тях изискват доста математика. За примера по-долу, за да опростим нещата, ще използваме едно просто средно квадратично (RMS) измерение на амплитудата – нещо подобно на измерването на средните стойности на пробите. Естествено, различните измерения ще произведат различни резултати, но това не е темата на тази статия. Амплитудата на барабанчето е следната.

Амплитудната обвивка на една примерно барабанче

Тази амплитуда е нормализирана. При записа със 16 бита, абсолютните стойности на записаните проби са между 0 и 215, но ние разделихме тези стойности на 215 за да нормализираме всичко към интервала между 0 и 1.

Настройките на компресора

Настройките на компресора за по-резките барабани в микса обикновено са:

  • Прага на компресора е -5 dB.
  • Амплитудите, които са над прага, се компресират с отношението 3 към 1 (т.e., 3:1).
  • Атаката на компресора е 15 милисекунди (ms) и отпускането е 50 ms.

В интервала от 0 до 1, прага от -5 dB всъщност е 10-5/20 = 0.562, ако приемем, че 0 dBVU е максималната амплитуда. Прага на компресора от -5 dB при амплитудната обвивка по-горе, ще изглежда по следния начин.

Прилагане на прага на компресора върху амплитудната обвивка на удара на барабанчето

При около 11 ms след началото на записа, амплитудата на барабанчето минава над прага. Компресорът ще започне да намалява амплитудата на записаното барабанче от този момент и в следващите 15 ms ще стигне до отношението на компресиране равно на 3:1. Амплитудата на сигнала например стига до около 0.9, което е около -0.9 dB = 20 log10 0.9. Това е 4.1 dB над прага и ще бъде компресирано до 4.1 / 3 = 1.3 dB над прага.

Някъде около 104 ms след началото на записа, амплитудата на барабанчето ще падне под прага и компресорът ще започне да отпуска – ще промени отношението на компресирането от 3:1 обратно до 1:1 (без компресиране) (ако пренебрегнем бързото подскачане над прага и обратно някъде там). Компресорът ще стигне до отношението 1:1 за 50 ms след началото на отпускането.

Амплитудната обвивка след компресора, сравнена с оригиналната, ще изглежда по следния начин.

Амплитудна обвивка на барабанчето преди и след компресора

Забележи, че на компресора отнема известно време (15 ms) да понижи амплитудата и известно време (50 ms) за да я върне обратно към оригиналното и ниво. Атаката от 15 ms тук е много важна. Тя позволява на компресора да запази началния удар на барабанчето. Отпускането също е важно. То позволява на компресора да продължи да понижава звъна на барабанчето плавно след като амплитудата на сигнала падне под прага. Забележи също така, че компресора не понижава нивото на амплитудата толкова, че тя да падне под прага. Просто променя стойността, с която амплитудата надвишава прага.

Сигнал след компресора

С всичко по-горе, знаем как ще изглежда сигнала след компресора. Оригиналният и компресираният сигнал са показани по-долу.

Оригинален и компресиран удар по барабанчето

И така, компресорът запазва част от началния акцент и намалява амплитудата на остатъчния звън. Тъй като амплитудата на сигнала минава над прага малко преди върха на амплитудата на началния удар, началният удар е малко по-тих. Малко допълнителна амплитуда (може би около 1 dB) ще трябва да се добави до сигнала. Всъщност, тъй като сега барабанчето може да звучи съвсем различно, може да трябва и повече от един децибел. Повечето компресори позволяват някаква допълнителна амплитуда при изхода.

Следното е записа на оригиналното барабанче (първите четири удара) и компресираното барабанче (последните четири удара).

Щракни за да чуеш барабанчето.

Изсвири некомпресираните и компресираните удари по барабанчето

Още информация за компресора

Честно казано, настройките на компресора, който използвахме върху действителния запис, бяха различни. Това стана така, заради специфичните характеристики на този запис, които са описани по-долу. Накратко, записът не беше много добър. Отряза началото и звънеше прекалено много към края и затова използвахме по-дълга атака (30 ms), по-дълго отпускане (150 ms) и по-голямо отношение на компресирането (4:1). Тези "по-големи" настройки ни помогнаха и да получим една по-добре изразена разлика между оригиналния и компресирания сигнал в звуковото парче по-горе.

Ето част от началния некомпресиран удар.

Началния некомпресиран удар по барабанчето

Въпреки че началният удар по един барабан никога не е красив, явно е, че този е отрязан. При един такъв запис, действителната амплитудна обвивка, изчислена с преобразуването на Хилбърт – което повечето компресори правят – ще изглежда по следния начин.

Амплитудна обвивка на един удар по барабанчето, изчислена с преобразуването на Хилбърт

Тази амплитудна обвивка е по-трудна за разбиране и с нея по-трудно се работи. Един проблем, който е специфичен за тази обвивка, е прекалено високата амплитуда изчислена в началото (над 2), която може да даде едно доста значимо понижение при компресирането в зависимост от атаката и при която може да трябва една по-бавна атака (една по-бавна атака бе използвана при самото звуково парче).

Някои въпроси при компресирането след отпускането

Какво един компресор прави със сигнала над прага е горе долу ясно. С настройките по-горе, ако сигнала надвишава прага с 4 dB, компресорът ще промени амплитудата така, че сигнала да надвишава прага с 4 / 3 = 1.3 dB (виж и темата за компресирането / декомпресирането на динамиката в речника).

Това, което не е ясно, е какво прави компресора по време на отпускането, когато амплитудата на сигнала е под прага, но отношението на компресирането все още не се е върнало до "без компресирането". Формулата по-горе естествено не може да се използва и е трудно да намерим някакво обяснение по интернета. Ето стъпките, които се използваха при компресора в този пример и които са възможно най-прости. Възможно е да са различни от тези, които се използват от други компресори.

  • Ако приемем, че сигнала е на своя максимум (0 dBVU) и трябва да падне до прага (-5 dB) за 15 ms, можем да изчислим "атаката за една проба". 15 ms са равни на 662 проби при пробната честота 44.1 kHz. Ако атаката трябва да понижи сигнала с 5 dB за 662 проби, тогава атаката трябва да даде понижение равно на 0.007553 dB за една проба.
  • По същия начин, ако отпускането е 50 ms, то трябва да добавя 0.002268 dB при всяка проба.
  • Изчисляваме "желаното компресиране" в dB за всяка проба. Желаното компресиране е компресираната амплитудна обвивка, ако приемем, че атаката и отпускането са нула.
  • Изчисляваме действителното компресиране при всяка проба, като вземаме стойността в децибели на предишната компресирана проба и добавяме стойността за атака или отпускане за една проба в зависимост от това дали действителното компресиране трябва да се увеличи или намали за да се приближи към желаното компресиране. Само една "атака за една проба " или едно "отпускане за една проба " са позволени и следователно на действителното компресиране може да отнеме известно време (до времето на атака или отпускане) да стигне до желаното компресиране.

автори: mic

Добави нов коментар

Filtered HTML

  • Freelinking helps you easily create HTML links. Links take the form of [[indicator:target|Title]]. By default (no indicator): Click to view a local node.
  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Lines and paragraphs break automatically.

Plain text

  • No HTML tags allowed.
  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Lines and paragraphs break automatically.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Enter the characters shown in the image.