Realizarea spațiului
Cum percepem spațiul cu ajutorul auzului și cum poate fi aplicată cunoașterea imitației artificiale a spațiului?
În timpul dezvoltării sale evolutive, un om a dezvoltat un sistem de auz dezvoltat și foarte precis, care permite sunetului să determine direcția și distanța față de sursa acestui sunet. Acest sistem ne-a ajutat și ne ajută să supraviețuim în condițiile selecției naturale, permițându-ne să determinăm din ce direcție apare un prădător în jungla naturală sau într-o mașină în zonele urbane. Același sistem pe care îl folosim pentru a obține plăcerea de a asculta sunete special organizate, numite muzică. Nu trebuie să știm exact cum funcționează acest sistem auditiv, pentru a determina corect direcția sau pentru a vă bucura de muzică. Dar în înregistrarea modernă, atunci când, în cele mai multe cazuri, vom scrie muzică în afara mediului natural al sălilor de concerte, târguri și pasaje subterane, și apoi încercați să creeze în mod artificial un mediu acustic, cunoașterea unora dintre caracteristicile auzului uman pot fi utile. Trebuie remarcat faptul că această problemă nu este încă suficient de studiat știința și nu există nici un algoritmi clar care ne permit sa imite exact mediul acustic reale.
Cum auzim
Când se determină direcția și distanța față de sursa de sunet, se folosesc următorii factori: amplitudinea, ora, timbrul, precum și reflexiile din suprafețele din apropiere sau reverberația.
Amplitudinea este cel mai clar și mai simplu parametru simulat: cu cât sonorul este mai tare, cu atât mai aproape de sursă; cu cât este mai tare sunetul din urechea stângă, cu atât este mai mult spre stânga. În înregistrarea modernă acești factori sunt folosite mai des - vom crește volumul pentru ao aduce în față (mai aproape) și schimba tigaia (de exemplu, crește volumul unui singur perechi de canale stereo și scăderea în cealaltă) pentru a muta la stânga sau la dreapta.
Parametrul de timp este, de asemenea, destul de clar: sunetul sursei din stânga ajunge la urechea stângă cu câteva microsecunde mai devreme decât cel din dreapta. Cu toate acestea, datorită timpului de întârziere foarte scurt, acest parametru este aproape imposibil de simulat pe înregistrare. Este mult mai important timpul de reflecție, dar despre ei mai târziu.
Schimbarea timbrei în funcție de distanța este următoarea: frecvențele joase se propagă la distanțe mai lungi, astfel încât sunetele care sunt auzite de departe conțin frecvențe mai mici. Influența timbrului asupra direcției este mai dificilă - până când sunetul vine de la o ureche la alta, timbrul său se schimbă cu oasele craniului și auriculelor. O încercare de a simula acest efect se numește o funcție de transfer asociată capului (HRTF). Se bazează pe percepția subiectivă a multor oameni, deoarece acest proces nu a fost suficient explorat și nu poate fi descris cu precizie.
Dacă sunetul este produs în interior, atunci aproape întotdeauna, cu excepția sunetului însuși pe care îl auzim și a numeroaselor sale reflexii (excepția este camera anechoică). Cele mai importante sunt așa-numitele reflecții timpurii (Early Reflections) - repetări individuale ale sunetului care apar în primele 50 de milisecunde după un sunet direct. Într-o cameră obișnuită dreptunghiulară, există șase (podea, tavan și patru pereți) până la zece reflecții timpurii înainte ca reflexiile să înceapă să vină atât de des, încât să se îmbină într-o singură reverberație.
Nivelul și timpul de întârziere a reflecțiilor timpurii, a nivelului, a timpului de dezintegrare și a pre-întârziere (pre-întârziere) a reverberației conțin informații despre ambele dimensiuni ale camerei și distanța dintre ascultător și sursa de sunet. Compoziția de frecvență a reverberației ne informează despre materialul suprafețelor și oferă informații suplimentare despre dimensiunea camerei.
Trebuie remarcat faptul că reflecțiile timpurii nu sunt percepute de noi ca o repetare a sunetului, ci ca o informație despre acustica camerei. Această abilitate a auzului uman este numită "efect Haas" de numele omului de știință, care a descoperit acest efect în 1949. Oamenii de știință au descoperit că, dacă sunetele similare provin din diferite direcții, cu o diferență de timp nu mai mult de 50 de milisecunde, creierul percepe doar primul, sunetul anterior ca fiind separate, chiar dacă sunetele ulterioare mai tare decât 10 dB mai întâi. Creierul nostru combină în mod automat sunetul direct și repetarea acestuia, rezultând un sunet, dar îmbogățit cu informații despre acustica camerei.
Este interesant faptul că sunetul și repetițiile sale sunt percepute destul de diferit dacă vin dintr-o direcție. Dacă pur și simplu se combină sunetul direct și copia acestuia cu întârziere, va avea loc o schimbare de ton, cunoscut ca rezultat al unui „filtru pieptene“, adică, într-o anumită ordine o frecvență va fi consolidată, în timp ce altele sunt slăbite. De exemplu, atunci asocierea sunetului și copiile acestuia, întârziată de o milisecunda, vor fi amplificate de frecvență de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, și așa mai departe. D. și diluat frecvență de 500 Hz, 1,5 kHz, 2,5 kHz, și așa mai departe. D. Cu toate acestea, în viața reală acest lucru nu se întâmplă. Sistemul nostru de audiere este conceput astfel încât atunci când sunetul direct și întârziată vine de la o direcție, este percepută de noi informații privind timbrul, dar, în cazul în care provin din diferite direcții, este percepută de noi ca un spațiu informațional. Astfel, dacă utilizați un timp mic de întârziere (50 ms), pentru a simula acustica camerei, asigurați-vă că sunetul direct și întârziată distanțați într-o panoramă. Mai mult decât atât, nivelul de la începutul anilor reflecții trebuie să fie de cel puțin 6-10 dB sub sunetul directe: în primul rând, deoarece aceasta corespunde condițiilor acustice reale, și, în al doilea rând, pentru reducerea efectului de filtru pieptene atunci când joacă un monofonic.
Deși majoritatea sistemelor moderne de poziționare a sunetului în spațiul tridimensional, folosind schimbări de tonalitate asociate cu funcția de transfer legate de cap, experimente au fost efectuate de către specialiști înregistrări binaurale arată că reflexia (sau reverberație) sunt chiar mai importante componente pentru determinarea direcției sursei de sunet decât HRTF .
cerere
În condiții naturale, sunetul nu este întotdeauna însoțit de reverberație. Dacă suntem într-un spațiu deschis (în limba engleză acest lucru este numit "câmp liber", care poate fi tradus ca "într-un câmp deschis"), atunci sunetul nu are nimic de reflectat. Cu toate acestea, toată practica seculară a performanțelor artistice, în special muzicale, este asociată cu camere care nu numai că au reverberație, ci și pentru a spori impactul asupra ascultătorului.
La înregistrarea de muzică în majoritatea cazurilor a fost efectuată în aceleași locații ca și execuția, și a fost făcută prin mijloace simple (de exemplu, două microfoane montate în sala), adică, recordul a fost în esență un documentar, în afară de instrumente și sunet înregistrate voci de asemenea, reflecție. Rezultatele nu au fost complet identice cu sunetul reale, ca microfonul captează sunetul nu este ca urechile umane, dar încă o anumită cantitate de Reverb naturale, precum și informații cu privire la localizarea surselor de sunet conservate în înregistrare.
Metoda modernă de înregistrare este mai artificată în majoritatea cazurilor (aranjarea microfoanelor este aproape de instrumente, înregistrarea separată a pieselor, utilizarea surselor de sunet ne-acustice) și, de obicei, nu există rezerve naturale în evidență. Prin urmare, este necesară compensarea pierderii prin intermediul dispozitivelor de reverberație artificială. Astăzi, folosind reverbe, noi, mai des decât nu, nu ne gândim la restabilirea mediului natural, tocmai am auzit că în această formă sunetul ne place mai mult. În principiu, acest lucru este suficient, însă înțelegerea modului în care se formează reverberația in vivo poate fi utilă atunci când se alege metoda de procesare și parametrii efectului.
Deci, cum pot fi aplicate în practică informațiile teoretice obținute ca urmare a citirii acestui articol? În primul rând, ar fi frumos să vă imaginați în capul tău spațiul pe care vrei să îl simulezi, precum și locația sursei de sunet și a ascultătorului în ea. Mai mult, dacă procesorul de efecte sau programul de înlocuire a calculatorului vă permite să setați parametri precum nivelul și timpul reflecțiilor timpurii, nivelul, timpul de decădere și pre-întârzierea reverberației, luați în considerare următoarele:
Cu cât camera este mai mare, cu atât este mai mare timpul de întârziere pentru reflecțiile timpurii și cu cât nivelul lor este mai mic. Cu cât camera este mai mare, cu atât este mai mare timpul de întârziere al reverberației și cu cât este mai mică nivelul acesteia. timpul Reverb de degradare nu este direct legată de mărimea camerei (poate fi scurtă Reverb într-o cameră mare, dar bine-anecoică, și vice-versa), dar, în cele mai multe cazuri, mai mult spațiu - cu atât mai mult reverb. Acesta din urmă este valabil și pentru conținutul de frecvență al reverberație: în teorie, cu atât mai mare camera, mai mic nivelul de frecvențe înalte, dar acest parametru este de asemenea asociat cu suprafețele materialului, sau mai degrabă capacitatea acestora de a absorbi frecvențe diferite în grade diferite. Populare în ultimii ani, Reverb cu mult timp atenuarea de înaltă frecvență și un nivel ridicat sunete destul de nenatural, care cu siguranță nu înseamnă că nu poate fi aplicat, cu toate acestea, una dintre cele mai naturale de sondare reverbs digitale Quantec QRS nu reproduc frecvențele de mai sus de 7 kHz.
Cu cât distanța de la sursa de sunet la ascultător, cu atât mai mare nivelul de la începutul anilor reflecții și timpul de întârziere este mai mică, și cu atât mai mare nivelul de reverberație. se pune întrebarea firească: de ce, atunci când distanța până la sursa de sunet nivelul de reflecții timpurii crește și latență scade, deoarece sunetul reflectat în același timp, se execută o cale mai mare? Faptul că vorbim despre nivelul și întârzierea timpului de reflecții timpurii (și la nivelul Reverb), în ceea ce privește sunetul direct. Prin creșterea distanței la sursa de sunet directă a sunetului se extinde calea mai lungă și nivelul său scade. Sunetele reflectate sunt, de asemenea, testate o cale mai lungă, dar această distanță este extinsă mai mică decât distanța până la sunetul direct (în astfel de momente începe plimbare deosebit de condamnabilă în lecții de geometrie școlară) și, prin urmare, nivelul de ecou este redus mai mică decât nivelul de sunet direct și nivelul semnalelor reflectate în comparație cu nivelul semnalului direct care crește. În consecință, același lucru este valabil și pentru timpul de întârziere al semnalelor reflectate în comparație cu sunetul direct.
Unele efecte procesoare moderne elimina nevoia pentru o tensiune de imaginație spațială și sugerează formarea efect prin setarea dimensiunii camerei, distanța până la sursa de sunet și selectarea materialului a pereților, și toate problemele cu reflecții timpurii și reverberație rezolvate aceste procesoare în mod independent. Uneori sunt sugerate ambele metode de lucru. În orice caz, pentru o prelucrare mai naturală, ar trebui să folosiți procesoare stereo adevărate, adică să produceți reverberație în funcție de poziția sunetului asupra panoramei. În consecință, sunetul ar trebui să fie trimis de ele din stereo-ul de trimitere a mixerului, și dacă nu există nici unul, apoi de la subgrupuri stereo.
Cu toate acestea, trebuie reținut că nu putem restabili complet sau crea condiții naturale acustice la înregistrare, deoarece formatul de redare stereo limitează capacitățile noastre. Despre acest lucru în detaliu puteți afla din articolul "Sunet surround".
Dacă nu aveți un astfel de procesor de efecte dezvoltat sau este ocupat cu alte lucrări, atunci folosind o linie de întârziere puteți face o imitație simplă a unei camere condiționate care are numai pereți laterali. Imaginați-vă că sursa de sunet se află la o distanță egală de pereți, iar ascultătorul este ușor deplasat spre dreapta. Semnalul mono de la un canal de mixer este direcționat către ieșirea stereo, panorama canalului în centru (deoarece sursa este în centru). În plus, din acest canal trimitem un semnal către două linii de întârziere sau la o linie de întârziere cu două canale, cu reglarea independentă a parametrilor pentru fiecare canal. Am stabilit timpul de întârziere pentru canalul din dreapta mai mic decât timpul de întârziere al canalului din stânga (deoarece ascultătorul este deplasat spre dreapta și este mai aproape de peretele drept). Permiteți-mi să vă reamintesc că timpul de întârziere nu ar trebui să fie mai mare de 50 milisecunde, mai întâi puteți încerca 30 de milisecunde pentru dreapta și 35 pentru canalul din stânga. Semnalul procesat este returnat la mixer ținând cont de informațiile stereo (adică prin intermediul unui retur stereo sau prin intermediul a două canale mono de intrare cu setarea corespunzătoare a panoramei lor). Nivelul semnalului procesat trebuie să fie de 6-10 dB mai mic decât nivelul de directe, respectiv nivelul canalului cu un timp mare întârziere (în acest caz - stânga) ar trebui să fie mai mică decât nivelul de celălalt canal. Noi nu ar trebui să credem că un astfel de efect va ascultătorul informații exacte cu privire la dimensiunea camerei ( „ba, da, este înregistrată în sala de 8x10 metri“), dar sunetul instrumentelor astfel tratate, mai ales soloing si voce va fi mai natural și mai bogat. În plus, o astfel de procesare micșorează mai puțin sunetul general decât reverberarea. Nu uitați să verificați rezultatul compatibil cu redarea monofonică.
În plus, cu ajutorul întârzierii, este posibil să se stabilească cu un grad mai mare de naturalitate localizarea surselor de sunet de-a lungul panoramei. Dacă mutați sunetul spre dreapta, ar trebui să setați canalul potrivit pentru un timp de întârziere mai mic și un nivel mai ridicat decât pentru canalul din stânga. Schimbarea nivelului și în special a timpului de întârziere a canalelor în sine este un mijloc suficient de puternic pentru poziționarea sunetelor peste panoramă, chiar fără a schimba direct panorama.
În concluzie, aș dori să rețineți că puteți experimenta destul de liber, cu timpul și latență, precum și alți parametri ai Reverb, stabilirea unui foarte diferite setări pentru instrumente individuale într-o bucată de muzică, deoarece urechile noastre este ușor să ierte o astfel de nepotrivire cu viața reală. Deci, toate sfaturile de mai sus ar trebui considerate ca un punct de plecare pentru produsul propriilor cercetări și experimente într-un proces necomplicat, dar fascinant, de realizare a spațiului.