что такое динамический диапазон в музыке

Динамический диапазон: что это такое и как он влияет на мастеринг музыки

Разбираемся в одной из самых важных характеристик в музыкальной индустрии.

Динамический диапазон — многозначительный термин, использующийся в музыкальной индустрии для описания различных характеристик оборудования и сигнала. Несмотря на использование в разных областях производства музыки, диапазон служит важнейшей характеристикой при мастеринге. Из этого материала вы узнаете, что такое динамический диапазон, а также поймёте, в чём его важность.

Динамический диапазон (англ. Dynamic Range) — один из самых популярных терминов в музыкальном мире. В зависимости от контекста им обозначают производительность аудиосистем, количество хедрума в аудиофайле и ряд других вещей.

Несмотря на многозначительность термина, динамический диапазон играет одну из важнейших ролей в вопросе мастеринга. Именно эта характеристика служит ключом к громкости и описывает влияние компрессии и лимитирования на итоговый сигнал.

Что такое динамический диапазон

В зависимости от контекста использования, динамический диапазон обозначает разные вещи:

Динамический диапазон можно воспринимать как пространство между минимальным уровнем шума (нойз-флор) и точкой отсечения, в которой образуется клиппинг.

Аудиоустройства не способны записать или воспроизвести сигнал за пределами минимального уровня шума. Нам не удастся услышать такой звук: для слуха он будет не отличим от окружающего шума.

Когда сигнал пересекает точку отсечения, вершины звуковой волны резко обрезаются — в звуке появляется неприятная резкость и искажения.

Динамика в мастеринге

Динамический диапазон подсказывает количество обработки сигнала (компрессии и лимитирования) при мастеринге.

Большой динамический диапазон — меньше компрессии, меньше громкость.

Малый динамический диапазон — больше компрессии, больше громкость.

Тихий и динамичный мастеринг

Сильная динамика и большое расстояние между пиками и спадами приводит к более явному звучанию транзиентов — начальных импульсов сигнала.

Такие моменты сильно выделяются на общем фоне: транзиенты слышны в мельчайших подробностях и обладают большей детализацией. То же справедливо и для других переходных состояний звука: спадам и хвостам сигналов, моментам тишины и паузам, крещендо и декрещендо (диминуэндо).

Из-за того, что транзиенты и переходные звуки обладают сильной динамикой, слишком активное сжатие и лимитирование приведёт искажениям, клиппингу и пикам при каждом проявлении транзиентов. По этой причине миксы с большим динамическим диапазоном отличает более низкий уровень громкости и малое количество компрессии: трек делают тише, чтобы оставить достаточно места для самых активных элементов.

Тихие динамичные мастер-треки чаще всего встречаются в живых и импровизационных стилях (джазе, блюзе, фанке и фьюжн), а также в классической и академической музыке.

Громкий и компрессированный мастеринг

Для достижения максимально возможной громкости и некоторой агрессии в звуке мастеринг-инженеры уменьшают динамический диапазон трека. Благодаря этому микс звучит более плотно и монолитно, а его громкость может быть практически вплотную приближена к допиковым значениям.

Уменьшение динамического диапазона происходит с помощью компрессоров и лимитеров. Важную роль здесь играет баланс между громкостью и естественностью: чем громче звук, тем более искусственно он звучит после компрессии.

Самая сложная задача в мастеринге — добиться максимально возможной громкости без полного уничтожения микса. Переизбыток громкости приводит к искажению сигналов, появлению артефактов, клиппинга и других недостатков.

Итоговый уровень громкости напрямую зависит от модели распространения трека: каждая платформа и носитель обладает собственными рекомендациями по общей громкости музыки (да, те же YouTube и SoundCloud по разному сжимают музыку). Выводить громкость вплотную к пиковым отметкам не нужно — сервисы и носители могут уменьшить или увеличить динамический диапазон, что попросту уничтожит микс.

Итоговая динамика

Динамический диапазон выглядит как эдакая тонкость для эстетов от мира производства музыки, но внешность обманчива. Характеристика является одним из важных факторов качественного звучания вашей музыки: информация о диапазоне подсказывает возможности аппаратуры и рассказывает, как будет звучать музыка после мастеринга.

Источник

Динамический диапазон — кому нужен он?

Возможно, по прошлым колонкам у кого-то сложилось впечатление, что я призываю не скулить, переходить на сетевые плееры и HD-контент, и все автоматом станет окей. Это не совсем так. Сравнивая несколько изданий одного альбома, прежде всего меня интересует не максимальное количество бит, а максимальная ширина динамического диапазона.

Чтобы узнать, нуждается ли в нем ваша акустика — поставьте простой эксперимент. Запустите любой компакт-диск примерно до 90-го года выпуска, и прибавьте газку на усилителе. Звук остался плоским, вялым и невыразительным, как и на малой громкости, да? Я вас поздравляю — акустика справляется только с компрессированными записями.

В 80-х компакт-диски причислялись к High-End. Динамический диапазон уважали и принимали за точку отсчета самое громкое место в альбоме, по которому и выстраивали CD-мастеринг. В начале 90-х пики цифрового сигнала стали потихоньку подтягивать к лимиту в 0 дБ. Громче было нельзя, иначе звуковая волна обрезалась, и не просто, а с искажениями, называемыми клиппингом.

Я отлично помню тот переломный момент, когда вдруг поперли громкие, раскатистые альбомы вроде «The Fat of the Land» (1997) у The Prodigy или «Gran Turismo» (1998) у The Cardigans. Я тогда еще не знал, что во второй половине 90-х на студиях распространились цифровые компрессоры и лимитеры, позволяющие эффективно отсекать пики сигнала и подтягивать к 0 дБ уже основную музыкальную партию, делая ее еще громче, громче и громче. Не скрою, что тогда мне очень понравилось звучание этих новых альбомов. К тому же моя hi-fi система попросту не позволяла раскрыть потенциал «тихих» CD с большим динамическим диапазоном. А свежие издания звучали действительно лихо — и не только у меня. Это и был решающий аргумент в знаменитой loudness war, начавшейся еще в виниловую эпоху, когда продюсеры и музыканты обратили внимание, что громкие синглы лучше привлекают публику. C легкой руки лейбла Motown появился термин «Hot Mastering».

Позже мне стало очевидно, что эти накачанные анаболиками треки невозможно слушать на большой громкости — музыка получается зычная, но пустая, как барабан. Сегодня практически 100% новых записей и ремастеров издается с компрессией динамики. Тенденции не избежали даже тестовые CD. Например, таковой сделалась серия демо-дисков Focal JMLab, начиная с 2000 года. Исключения составляют лейблы с классической музыкой и специальные издания вроде тех, которые делают на Mobile Fidelity Sound Lab.

В loudness war есть своя логика — ведь музыку чаще всего слушают в автомобилях, портативе и мультимедийных системах — фонограмма с большой амплитудой прозвучит там абсолютно беспомощно.

На хорошей, чуткой акустике слышно, что больше всего при компрессии страдает вокал. Студийными эффектами сцену можно сделать сколь угодно широкой, добавить баску, но голос в зажатой динамике потеряет в живости и локализации. Он размажется где-то там, между третьим и четвертым инструментами.

Однако не стоит отчаиваться. Спецификации современных АС с тугими длинноходными динамиками чувствительностью ниже 88 дБ не описывают этот нюанс, но большинство из них адаптировано именно под компрессированный контент. Иначе бы вы не накупили себе столько ремастеров. Самые мудрые и понимающие издатели выпускают (например, Пол Маккартни) в двух вариантах — полнодиапазонном и традиционном «громком». Надеюсь, это станет стандартной процедурой в индустрии. А пока, если интересно получить на руки цифровое измерение динамического здоровья свой аудиоколлекции, поставьте к плееру Foobar соответствующий плагин. Познавательное занятие, честно скажу.

Источник

Часто задаваемые вопросы по динамической обработке аудио сигнала

Что такое динамический диапазон?

Для чего нам компрессия?

Допустим, вы работаете над сведением роковой записи, средний динамический диапазон у нее 20 дБ. И вы хотите добавить в микс необработанный компрессором вокал. Средний динамический диапазон у вокала равен примерно 40 дБ. Чем это чревато для микса? Слишком тихие вокальные куски будут просто не слышны, а слишком громкие будут выпирать из общей картины. В данной ситуации компрессор необходим для уменьшения (компрессии) динамического диапазона вокала в пределах 10 дБ.

Тот же самый принцип работает для любого инструмента в миксе. У каждого инструмента есть свое место в миксе, а хороший компрессор помогает звукорежиссеру правильно их смешать.

Разве компрессор нужен для всего?

Зачем нам нойз-гейты?

Если вы когда-либо пробовали сводить живую запись, вы знаете сколько проблем возникает с ударной установкой, а именно с железом, которое проникает в микрофоны, установленные на томах. Как только вы добавляете верхов на эквалайзере, чтобы сделать томы более яркими, начинают лезть наверх тарелки. И это особенно хорошо слышно через ВЧ громкоговорители в мониторах. Если же мы используем гейты на микрофонах, записывающих томы, так что железо больше не будет звучать через них в паузах, мы очень сильно прочистим общий микс и сделаем его в разы разборчивее.

Типы динамической обработки

Компрессор и лимитер

В сущности, компрессия – это процесс ослабления входного сигнала в заданной пропорции. Используется для сужения динамического диапазона голоса или музыкального инструмента, позволяет производить запись без искажений. Также применяется при создании микса, уменьшая разницу частот каждой дорожки.

Вокалист, допустим, постоянно перемещается перед микрофоном и сигнал на выходе колеблется вверх-вниз, что звучит странно. В данном случае компрессор решит проблему, ослабив громкость отдельных фраз так, что в результате будет ровный вокал.

Степень ослабления сигнала зависит от соотношения компрессии и порогового уровня. Соотношение 2:1 или меньше считается слабой компрессией, при которой сигнал на выходе, превышающий пороговый уровень, уменьшается в два раза. Соотношения выше 10:1 можно называть сильным лимитированием.

Чем ниже пороговый уровень, тем большая часть сигнала подвергается компрессии (при определённом уровне входного сигнала). Важно знать меру, так как слишком сильная компрессия убивает динамику записи (при этом некоторые звукорежиссёры убивают её специально в качестве эффекта)!

Лимитирование – вид обработки сигнала, при котором подавляются всплески громкости (скачки амплитуды).

Компрессор/лимитер используется при выполнении многих задач при обработке звука, например:

Звук бочки ударной установки может затеряться среди электрогитар. И не важно, как громко звучит дорожка, бочка звучит “грязно”. Компрессия выправит звук бочки на фоне гитар.

Диапазон голоса на записи достаточно широк. Пики громкости могут сильно выпирать из общего звучания. Таких пиков может быть много, и они все разные, так что почти невозможно их выровнять через микшер. Компрессор/лимитер автоматически контролирует громкость, не искажая тонкостей вокала.

Соло гитара глушится ритмом. Не выкручивайте фейдер до предела, компрессия поставит ведущую гитару на своё место в миксе.

Экспандер

Существует два основных вида экспансии: динамическая и нисходящая. Экспансия расширяет динамический диапазон сигнала, когда он выше порогового значения. Динамическая экспансия – это, по сути, компрессия наоборот.Динамическая экспансия применяется на ТВ и радио, чтобы отменить компрессию непосредственно до передачи аудио сигнала. Компрессию с последующей экспансией называют компандированием.На данный момент чаще всего применяют нисходящую экспансию. В отличие от компрессии, которая понижает сигнал выше порогового значения, экспансия понижает сигнал ниже порога экспансии. Степень понижения определяется соотношением экспансии. Например, соотношение 2:1 понижает сигнал вдвое (это значит, что если сигнал ниже порогового значения на 5дБ, экспандер понизит его до 10дБ).Экспансию часто используют для уменьшения шумов, это очень мощный и простой нойз-гейт. Главное различие между экспандером и нойз-гейтом в том, что экспансия зависит от того, насколько сильно сигнал ушёл “под порог”, тогда как при работе нойз-гейта это не имеет значения.

Шумоподавление

Шумоподавление – процесс устранения нежелательного шума из записи посредством ограничения сигнала ниже заданного порогового значения. Как было написано выше, работа нойз-гейта не зависит от уровня сигнала ниже порога. Выход устройства открыт, пока сигнал находится выше порога.

Длительность открытия выхода определяется скоростью атаки. Длительность работы устройства, когда сигнал ниже порогового называется временем удержания. Скорость закрывания выхода определяется временем возврата. Уровень подавления нежелательного сигнала в закрытом положении определяется диапазоном.

Краткий словарь терминов

Научно доказано, что если вы хотите быстро изучить какой-то предмет, вы должны для начала разобраться с основными понятиями. Тот же принцип действует и в звукозаписи и в дальнейшей работе со звуком. Большинство инструкций и учебников предполагают наличие базовых знаний, без которых читать их затруднительно. Надеюсь, что следующий раздел поможет вам навести порядок в голове и окончательно разобраться с основами.

Компрессоры

Атака (Attack).

Атака определяет скорость действия компрессора на входной сигнал. Долгая атака (регулятор по часовой стрелке до упора) вначале позволяет сигналу (т.н. начальный переходный процесс) проходить необработанным через компрессор, тогда как короткая атака (против часовой стрелки до упора) сразу же обрабатывает сигнал согласно соотношению компрессии и установленному пороговому уровню.

Авто (Auto).

Компрессор работает в режиме автоматической атаки и возврата. Регуляторы в этом случае не влияют на процесс, а используются запрограммированные значения параметров.

Боковой канал компрессора (Compressor Sidechain).

Жёсткая и мягкая компрессия (Hard/Soft Knee)

При жёсткой компрессии ослабление сигнала происходит максимально быстро в момент превышения пороговой величины. При мягкой, сигнал ослабляется более плавно, после того, как он превысил заданный порог, что обеспечивает более естественное для музыки звучание.

Лимитеры.

Лимитер – это компрессор, не допускающий увеличения сигнала выше уровня порога. Например, если порог установить на 0 дБ, параметр “Ratio” выкрутить полностью по часовой стрелке, то компрессор начнёт работу в режиме лимитера при 0 дБ, и выходной сигнал никогда не превысит этого значения.

Компенсирующее усиление (Makeup Gain).

При компрессии, сжатие сигнала обычно влияет на общий уровень громкости. Регулятор усиления позволяет восстановить утерянный при компрессии уровень.

Соотношение (Ratio).

Соотношение – это зависимость между выходным и входным сигналами, этот параметр устанавливает крутизну компрессии. Например, установив соотношение 2:1, любой сигнал выше порогового подвергнется компрессии в соотношении 2:1. На каждый децибел на входе компрессора приходится 0.5 дБ на выходе, таким образом образуется компрессия, сжимающая сигнал в два раза. При увеличении соотношения, компрессор постепенно переходит в режим работы лимитера.

Время возврата (Release).

Threshold.

Пороговый уровень компрессии (порог компрессии) определяет значение, выше которого начинается ослабление сигнала. Обычно поворот регулятора порога влево увеличивает сигнал, который подвергается компрессии (при соотношении выше, чем 1:1).

Экспандеры

Нисходящая экспансия (Downward Expansion).

Нисходящая экспансия чаще всего применяется в профессиональной звукозаписи. Сигнал ослабляется ниже порогового значения. Это стандартный способ подавления шумов.

Соотношение (Ratio).

Соотношение экспансии определяет уровень ослабления сигнала, когда он опустился ниже порога. К примеру, при соотношении экспансии 2:1 каждый децибел ниже порогового значения ослабляется в два раза. При соотношении 4:1 и выше экспандер работает почти как нойз-гейт, только без возможности регулирования времени атаки, задержки и возврата.

Нойз гейты (Noise Gate)

Атака (Attack).

Параметр «время атаки» устанавливает величину, при которой открывается гейт. Быстрая атака подходит для перкуссивных инструментов, в то время как вокал и бас-гитара требуют плавного открытия. Применение к ним слишком быстрой атаки приведёт к появлению ощутимого “шёлкания” при сведении. Щелчок при открытии присущ любому гейту, но при правильной настройке его не слышно.

Время удержания (Hold).

Время удержания – фиксированный период времени, при котором гейт находится в открытом состоянии при уровне сигнала ниже порогового. Значение этого параметра играет роль при гейтировании, например, малого барабана – после удара по нему проходит определённое время, после которого гейт резко закрывается.

Диапазон (Range).

Время возврата (Release).

Время возврата гейта определяет скорость, с которой гейт переходит из открытого в полностью закрытое состояние. Время возврата обычно настраивают так, чтобы сохранить естественное затухание звука инструмента или вокала. Высокая скорость возврата убирает шумы, но может вызвать “заикание” ударных инструментов, которое устраняется низкой скоростью возврата. Внимательно настраивайте этот параметр для наиболее естественного эффекта.

Пороговый уровень (Threshold).

Общие рекомендации по компрессии аудио сигнала

Ниже приведены пресеты компрессии, используемые в PreSonus BlueMax. Данные пресеты – стандартные установки, своего рода отправные точки для работы со звуком.

Вокал

Тёплый вокал. Это параметры для лёгкой компрессии с низким соотношением и расширенным диапазоном, в основном для лирических песен в живом исполнении. Вокал “на своём месте”.

Кричащий. Параметры для громкого вокала. Довольно жёсткая компрессия для вокалистов, которые не следят за расстоянием до микрофона. Голос сильно выступает из микса, создавая эффект присутствия.

Перкуссия

Малый барабан/бас-барабан. Данный пресет пропускает пики и сжимает остальную часть сигнала, при этом слышим чёткий звук с затуханием.

Левый/правый (стерео) оверхэды. Параметры «соотношение» и «порог» здесь низкие, что даёт широкий диапазон, в который помещаются даже тарелки. Глубокие низы, общее звучание живое с невысокой реверберацией. Более пробивной звук, меньше эффекта комнаты.

Струнные инструменты

Бас-гитара. Быстрая атака и медленный возврат пресета “сожмут” бас так, чтобы он хорошо сидел в миксе.

Акустическая гитара. Пресет подчёркивает атаку акустической гитары и обеспечивает ровность звучания, что позволят гитаре оставаться слышимой.

Электрогитара. Настройки для плотного ритма. Небольшое время атаки придаёт ритм-партии напор и живость

Клавишные инструменты

Фортепиано. Особый пресет для выравнивания всего диапазона фортепиано – от нижнего звука до пятой октавы. Чётко слышны партии обеих рук.

Синтезатор. Быстрая атака и возврат подходят как для духовых, так и басовых партий на синтезаторе.

Оркестр. Настройки подходят как для струнных, так и других оркестровых “наборов” синтезатора. Общий динамический диапазон снижен для удобного добавления в микс.

Стерео микс

Стерео лимитер. Исходя из названия, у этого пресета жёсткое лимитирование, что делает его идеальным для сведения двух дорожек или двух моно-каналов в один стерео.

Контур. Настройки расширяют диапазон основного микса.

Источник