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剖析处理器工作原理详细图文解说

摘自:编著 老摇|2013-05-28 15:37|作者:编著 老摇

文章摘要:

在上一篇,我们大概了解了一下调音台的基本构造。"光说不练"当然是不能掌握录音设备的,大家并不用为这点而担心,在这两期以后我们将开始具体讲解声音的制作与合成,到时候大家可以自己在家中电脑上的音频工作站中练练手,自然也就有机会再重新在实践与创造中更深的领悟我们这几讲所介绍的基础知识。

还是回到我们今天要介绍的主题,如果说电影是用镜头再现的"真实"来叙事,那么声音的录制与合成也是利用录音设备对真实的声音或者素材进行创造再塑,今天我们所要介绍的部分也能算的上是录音设备中较具有创造性的工具,它能将普通变为特别,也能把虚拟变为真实,这就是声音的处理效果器部分。大概的可分为三部分:频率的处理,时间信号的处理,动态范围的处理。

频率的处理

频率的处理通常是通过EQ和滤波器,在上一讲关于调音台每个通道模块的介绍中,我们提到过。在前面的理论部分的文章也讲过,人对声音频率的识别是非常关键的。在影视或者音乐的前期录音中其实我们很少去运用它。这就好比做玉石的雕刻,如果采来的玉石材料,采矿人已经自作聪明的在石头上雕刻过,那么真正的玉石匠人一定会很郁闷,这块玉石想必是与出色工艺品无缘了。前期录音我们是通过话筒的合理使用来尽可能保证声音的真实和完整,除非特殊情况,如果在影视录音中某些外景风大,或者由于特殊的话筒安放形式下,引起低频部分声音过重,录入的声音产生明显的"扑扑"声,那么我们就要通过EQ或者滤波器来对100hz或者是80hz以下的声音进行切除。在音乐录音中,如果歌手靠话筒太近,会引起电容话筒的低频过重,也被称为近讲效应,那么在后期要谨慎的运用低切这个功能。

下面让我们来熟悉一下EQ和滤波器。

图一

如图一,这是资历深厚的设备厂商SSL(Solid State Logic)的通道均衡。从这个设计也可见一般调音台上的均衡EQ的通行的设计。声音是由声波组成,那么均衡的道理其实就是对声波的过滤然后再对其进行特殊的处理,比如把一部分频率的声音过滤出来然后对其音量进行提升或者衰减。在大家电脑上的播放器,如Windows media Player等的界面上也不难找到简单的EQ调节,想必大家平时也会在听音乐的时候根据自己的口味去调低频或者高频。如上图,从左到右依次有5个框,它们分别是高通滤波器(HP),低频均衡(LF),中低频均衡(LMF),中高频均衡(HMF),高品均衡(HF)。在一格中只有一个旋钮是设定频率点的,因为这只是个低切的滤波器如下图二,就像筛子一样,筛掉低频部分,那个频率点就是个选择,选择滤除多少频率以下的声音。第二格有两个钮,上面那个代表对声音增加多少减少多少,下面也同样是频率的选择,这和一格是有区别的,再往后的几格就是通常的均衡设计了,以第三格的三个蓝旋钮为例,上面的旋钮还是选择对特定的频率点提升或者衰减多少音量,左下角如下图三,是Q值的选择,看图大家也能理解,这样的曲线也被叫做bell,Q值越大也就是图中的旋钮越往左,曲线就越尖,这代表处理的频率越精细,如图四,这样其实就是一个很夸张的效果了,因为越尖的曲线,人就会对它越敏感。一般对某个频率的声音做提升不选择大的Q值也就是不选用太尖的曲线,但是也不能Q值太小,这样会包括一些不必要的频率范围。再继续看图一,三个蓝钮的右下方那个其实就是选择频率的中心点,这就是曲线的中心那个点。.

图二

 图三

 图四

图二、图三、图四中的均衡器是图示均衡,这样比较容易让大家理解。图中是资历深厚插件厂商WAVE开发的均衡插件,是在以软件为主的音频工作站中使用的。这在下几期的制作部分文章中还要讲到。在介绍完基本的设计结构以后,我们来简单介绍一下调节的方法。一般均衡也会分为低、中低频、中高频、高频四个部分。低频一般指的是160hz以下的部分,提升它能给音乐带来冲击力,有充分的低音感。衰减它能让声音变薄,可以消去不必要的翁翁声。中低频一般大概是160hz-1khz左右。这部分声音的提升能让声音圆润,但是提升过了就会囫囵一片让声音变的脏起来,相反要想让声音清透或者不那么脏,就对其衰减。如果衰减过了声音就变的没有连续性,缺失的感觉严重。中高频部分也就是1khz-6khz左右,在前面的声音原理部分我们介绍过,人对声音的主要感知就是这个频段,对其提升能让声音变的更近,更清楚,语言更可懂,我们使用的电话通讯设备也主要是传输的这部分声音,当然对其过分提升会让声音变硬,相反想让声音变软,我们就对其进行衰减,当然衰减过了会造成声音变远,清晰度减低。比如片中有一个镜头是打电话的场景,这样就不难模仿出电话中语音的特征,那就是减掉低频和高频。接下来高频的部分就更好理解了,它通常在6khz-20khz,适当提升它会让声音更亲切,人声更有磁性(10khz以上),更有金属感,光亮感。相反如果声音太刺耳,那你就要对其进行衰减,对其衰减过了就会让声音变闷。

均衡我们就先介绍到这里,在以后的制作部分我们还要带领大家结合练习去熟悉,不过有兴趣的朋友可以在自己的电脑上用播放器中的简单均衡先练练手。

时间信号的处理

这部分处理器主要包括混响器(reverberator),延迟(delay)。在这里我们还是主要讲解混响器,延迟的使用会在制作部分结合制作详细讲解。

在声学部分中我们介绍过室内声学,大家可以复习一下。在声音的录音制作中,最重要的是混响。在过去70年代以前,录音设备不发达的年代,声音的录制会要求寻找好的声场,在前期录音中尽量一次录入好的混响比例的声音。科技发展到今天,一切都不用担心了,你所做的是在前期尽量录入干净的声音,当然有时候要求的话,在同期会录入带有混响特征的声音。在后期制作中我们会通过混响器的使用再造声场,为镜头创造"真实"的声音空间,你也可以发挥你的想像去充分创造。

在前面的文章中我们介绍过混响分为1、直达声 2、前期发射声 3、混响声。在我们的混响器中我们都能分别调节它们。

 图五

如图五是一个WAVES 的图示混响插件,在以后的制作部分中我们还能接触到更多。图中标的1、2、3分表代表着1、直达声 2、前期发射声 3、混响声。在混响器的参数中分别用Direct, Dimension(roomsize也包括),Decaytime这几个参数来表示。图中左下角是混响器中的均衡设置,也主要是针对混响声音的均衡调节。一般在所有的效果器中尤其是时间信号处理器中都有控制旋钮分别左右干声(dry)和湿声(wet),干声代表的是原来的声音,湿声则代表经过处理后的声音。通过控制他们之间的比例可以得出不同的声音效果。就比如将混响的湿声开大你就会得出一个仿佛是在大厅中离自己很远的声音,那如果是干声大,就会得出一个离自己相对较近的声音。上图中右下角三个横排按钮,direct,earlyrefi,reverb就是干和湿的控制,只不过分的较细。Direct代表干声,earlyrefi,reverb代表湿声,其中earlyrefi是前期反射声效果的大小,reverb是后期混响声的 大小。再来看混响器的主要几个参数,1、直达声 2、前期发射声 3、混响声也就是Direct, Dimension(roomsize也包括),Decaytime。调节Dimension和roomsize也就是调节前期发射声块慢以及其与混响声在时间上快慢的比例如果他们的值大,就意味着前期反射很晚到来,那么代表房间很开阔,墙壁之间距离很远。调节混响时间Decaytime也就是调节混响声,这代表了一个房间综合的声音特征,大小还有声音的色彩都是靠这个。比如一般的交响音乐大厅它的混响时间就在2s左右。另外还有个关键的参数,就是predelay,它代表前期反射与混响声之间的间隔时间,它会让混响声音变的有分离,数值大时会让声音变的不活跃不融合。想象你在一个大厅前面讲话,你总是会听到明显在你声音后面传来的远处的混响声,它让声音变的很死,你也可以利用它来制作特殊的声音需要。混响就先介绍到这里,在以后的制作部分,大家还会接触到这些并开始自己的制作实践。

在上面已经介绍过均衡器以及混响器的基本原理。那么下面我们就来看时间信号处理器的另一个重要处理器:延迟,以及动态类处理器的基本原理。

首先,来看延迟处理器(Delay)的基本原理,Delay的主要应用还是在效果的加入,以及缩混过程一些对声音效果的需要上。如图六,是个最基础的延迟处理器。

 图六

有几个重要参数是非常重要的,延迟时间(Delay time)、反馈(Feedback)、延迟信号调制(Delay mod)。

延迟时间(Delay time)很明显,反应的是原始信号和延迟信号间的时间间隔。延迟器最主要的功能就是对原信号进行多次的复制然后在原信号发生后特定的时间里重放出来。不同的时间间隔所带来的效果也不同。一般在30ms以内人耳是不太容易区分,而大于这个时间间隔,区分会越来越明显,而且在100ms以上会形成明显的象山谷中回音的感觉。有些效果器主要就是要模仿这个效果,也是延迟处理器的延伸产品如回声效果器(Ehco)

反馈(Feedback)的作用主要是对已经延时的信号再延时。其实可以把它理解成为产生的延时信号的数量以及密度。这样以来就能产生回荡的效果。让从处理器出来的声音有深度感。

延迟信号调制(Delay mod),这是个不好理解的参数,但是当你仔细去听它的效果也就不难明白。这里的调制也主要是针对已经被延迟的信号。让它们在音色上或者说频率上略做变化,换句话说就是自动的有规律的去调节它们,比如让延时的效果声频率忽高忽低,这样以来能创造出美妙且个性的效果,但是对这一项参数的使用还是要慎重。不然会画蛇添足。

以上三个参数当然是一个延迟处理器中最基础的,在更多的此类设备中还包括对效果声的均衡处理器以及有些Delay中延迟时间的调节是靠调节节拍,这点对于音乐录音和缩混和重要,因为在结合歌曲节拍的情况下调节延迟时间,会让效果声更有律动。

到这里时间类的处理器中的主要部分就已经介绍完了。下面让我们来看看动态类处理器的基本原理。

首先需要我们了解的是压缩器(Compresser),如图七所示:

 图七

压缩器在无论是前期录音再或者是后期缩混以及母带处理中带占有重要的地位。在这里先来看动态范围这个概念。动态范围是指一段声音中音量的较大点和较小点之间的差。在电子类设备中,声音是有较大音量的限制的,超过这个限度就会产生失真。所以压缩器最初产生的时候是为了防止录入的声音不超过这个较大的限度。但是随着录音技术的发展,压缩器成为了改变乐曲以及声音动态范围的重要工具。

压缩器中有以下几个基本的参数:阈值(Threshold)、压缩比例(Ratio)、启动时间(Attack)、释放时间(Release)、增益补偿(Gain makeup)。

阈值(Threshold)起到一个标记的作用,也就是说它代表着压缩器将在多大的声音以上开始工作,开始压缩音量。像图一中在较高的0dB的位置也就代表着压缩器不工作。如果它的位置设置在-10dB,也就代表着在声音超过-10dB时候压缩器就要开始工作。

压缩比例(Ratio)代表压缩声音的比例,比如现在阈值设置为-15dB,那么当声音超过这个位置,压缩器就开始工作,那么要压缩多少呢,这就要看压缩比例了。如图八所示:

图八

压缩比调节为3.99:!,我们近似的看作是4:!,这代表着声音超过-15dB时每超过4dB那么最后也就只有1dB通过了压缩器,也就是说所有超过这个阈值的声音都被乘了四分之一。以此类推,2:1就是被乘了二分之一。10:1就是被乘了非常之一。有一种及其的情况就是∞:1.它代笔没有声音能通过,也就是说超过阈值的声音都被削去。这样的情况压缩器被称作限制器(Limiter)。

启动时间(Attack)、释放时间(Release)分别代表压缩器在进入工作状态后,多长时间内启动,以及在声音降到阈值以下多长时间停止工作,不再削减声音。如图九所示:

图九

图中左边为慢的启动时间和慢的释放时间。可以看到当启动时间慢的时候,能放过一点波峰过去,慢的释放时间会使得声音即使是低于阈值了,还在继续被削减,只到释放时间结束。而上图右边是快的启动时间和释放时间。可以看到压缩器严格的按照声音超过和小于阈值工作。由上图也可以看出启动时间(Attack)、释放时间(Release)对一段声音的包络有塑造作用。这也就改变了音色和动态特征。能把一段鼓变得没有力量,而又可以让人声变得有力量。

最后来看增益补偿(Gain makeup),很简单,但一段声音被压缩后,那么它的平均的声音能量肯定是比压缩前变小了,这个时候为了让声音能量达到一致,就给它一定程度的增益补偿。其实在经过大幅度压缩之后对声音进行增益补偿,会使得声音变厚。

接下来动态处理器部分最经常用的就是噪声门(gate)和扩展器(Expander)。扩展器的功能和压缩器正好是相反的,它的处理是在高于阈值后将声音增大。所以它的扩展比例多以小于1的数字:1为主。

噪声门处理器也是和压缩器有所不同的,它主要是起到自动降噪的功能。如图十所示:

图十

这是个很有代表性的噪声门的电路.在这个处理器中,声音低于阈值将会被彻底的切去。那么这里的启动时间代表的时门电路开始工作的启动时间,释放是表示声音超过阈值后,恢复不切除声音的时间。也正好是和压缩器相反。在日常的音频处理中,噪声门处理器能很有效的消减一些低电平的噪声,而不会损失所需要保留的高电平的声音信息。

到这里动态处理器的大部分内容我们就介绍完了。大部分的动态处理设备也都是以这几部分为基础而构建的。

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