Эффекты, онованные на задержке сигнала

Дилэй (delay) применяется и для получения эффекта однократного или многократного повторения каких-либо звуков. Величина задержки сигнала определяется несколькими факторами. Для коротких и резких звуков время задержки, при котором основной сигнал и его копия различимы, меньше, чем для протяженных звуков. Для произведений, исполняемых в медленном темпе, задержка может быть больше, чем для быстрых композиций.

В виртуальных дилэях, как и в их аппаратных прототипах, обязательно имеются регуляторы величины задержанного сигнала, а также регулятор коэффициента обратной связи (feedback) , который определяет количество повторов.

Реверберация (reverb) позволяет имитировать акустическую среду различных помещений. Сущность реверберации состоит в том, что исходный звуковой сигнал смешивается со своими копиями, задержанными относительно него на различные интервалы времени. Этим реверберация напоминает дилэй. Отличие заключается в том, что при реверберации число задержанных копий сигнала может быть значительно больше, чем для дилэя. Теоретически число копий может быть бесконечным. Эффект реверберации значительно расширяет и обогащает стерео-характеристику сигнала.

В основу звуковых эффектов флэнжер (flanger) и фэйзер (phaser) также положена задержка сигнала. И флэнжер, и фэйзер представляют собой сочетание задержки звукового сигнала с частотной или фазовой модуляцией. Разница между ними чисто количественная. Флэнжер отличается от фейзера тем, что для первого эффекта время задержки копии (или времена задержек копий) и изменение частот сигнала значительно большее, чем для второго.

Эти количественные отличия эффектов приводят и к отличиям качественным: во-первых, звуки, обработанные ими, приобретают различные акустические и музыкальные свойства, во-вторых, эффекты реализуются различными техническими средствами.

Хорус (chorus) проявляется как эффект дублирования одного и того же звука или партии инструмента. Искусственно выполненный эффект является моделью звучания хора. С одной стороны, голоса певцов и звуки инструментов при исполнении одинаковой ноты должны звучать одинаково, а к этому стремятся и музыканты, и дирижер. Но из-за индивидуальных различий источников звук все равно получается разным. В пространстве, тракте звукоусиления и в слуховом аппарате человека эти немного неодинаковые колебания взаимодействуют, образуются так называемые биения. Спектр звука обогащается и, самое главное, «течет, переливается».

Алгоритм работы хоруса сводится к следующему:

— исходный сигнал разделяется на два или несколько каналов;

— в каждом из каналов спектр сигнала сдвигают по частоте на определенную величину, частотные сдвиги очень малы, они составляют доли Гц и в ряде случаев изменяются во времени;

— в каждом из каналов сигнал немного задерживают во времени, причем величина задержки может меняться (поэтому хорус относится к числу эффектов, основанных на задержке сигнала);

— каждый из каналов позиционирует в свою точку на стереопанораме;

— сигналы, полученные таким способом, суммируют.

В итоге получается сигнал, спектр которого непрерывно изменяется, причем период полного цикла этого изменения столь велик, что повторяемость спектральных свойств сигнала не ощущается.

ЛЕКЦИЯ 9. Носители звука и устройства

Записи-воспроизведения

Устройства записи и воспроизведения звука характеризуются в первую очередь типом носителя, с которым работает данное устройство. Поэтому рассмотрим сначала характеристики носителей с точки зрения их достоинств и недостатков.

Грампластинки (винил, vinyl) — пионер в области звукозаписиноси. Она изготовлена из винила, на которой механическим путем нарезана спиральная канавка, профиль которой соответствует звуковым колебаниям. По этой канавке во время воспроизведения бежит игла, колеблясь в соответствии с профилем, «снимая» звук, который из механических колебаний преобразуется в электрические и далее поступает на усилитель. Пластинку легко поцарапать, она деформируются от повышенной температуры и от других механических воздействий.

Не следует забывать, что винил — аналоговый носитель, без каких-либо аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований. И, по словам профессиональных DJ, звучание их более насыщенно.

Магнитные ленты ( magnetic tapes ) Принцип записи достаточно прост: используется ферромагнитная лента, обладающая свойством намагничиваться и размагничиваться при воздействии магнитных полей. Для записи достаточно протянуть ленту вдоль записывающей головки с определенной скоростью — она намагнитится в соответствии со звуковым напряжением, подаваемым на головку. При воспроизведении — наоборот: лента протягивается с той же скоростью мимо воспроизводящей головки, которая преобразует переменное магнитное поле в электрические колебания и далее, как обычно, — усилитель.

Недостатки: недолговечность, ленты подвержены саморазмагничиванию со временем, причем оно не столь велико — примерно двадцать лет в зависимости от качества ленты. Ленту можно размагнитить и совершенно случайно, поместив ее в магнитное поле достаточно большой величины. Если лента рвется — это фатально, и склеить ее так, чтобы это было совершенно незаметно на слух, уже не удастся. Ленты растягиваются, что искажает звук. Самая большая проблема — настройка головки в магнитофонах, т.к. обычно полностью настроить ее не удается, да и где гарантия, что прослушиваемый вами материал не был записан на магнитофоне с плохо настроенной головкой. То же самое со скоростью движения ленты — никакими надежными способами контролировать эту скорость не удается, все зависит от настройки электродвигателя магнитофона. Следующая болезнь магнитофонов: детонация, связанная с неточностями настройки лентопротяжного механизма, стоимость которого велика. Детонация сильно сказывается на качестве звука. Магнитные ленты обладают большим уровнем собственных шумов, снизить который позволяют лишь системы шумопонижения типа Dolby, и то не всегда. Единственное уже упоминавшееся достоинство лент — возможность многократной (хотя не слишком) перезаписи и низкая стоимость носителей.

К цифровым DAT-кассетам, где тоже используют магнитную ленту, вышеупомянутые технические требования значительно снижены, т.к. они являются носителями цифровой информации и не так критичны к собственным шумам и детонации.

То же относится и к магнитным дискам (3,5-дюймовым компьютерным дискетам — Floppy Disk).

Компакт-диски (CD, Compact Disc) — один из самых удачных примеров кооперации нескольких компаний-гигантов (Sony и Philips). Этот стандарт достаточно удачен во всех своих технических решениях, поэтому компакт-диски существуют уже более 30 лет и совершенно не собираются сдавать свои позиции. CD — первый носитель звука, обладающий «идеальным» качеством для человеческого уха со средними характеристиками. Компакт-диски в идеале вечны. Информация, записываемая на них, — цифровая, поэтому на качество звучания влияет только проигрыватель. Принцип записи/воспроизведения весьма сложен, но все недостатки предыдущих носителей, как звуковые, так и пользовательские, ликвидированы. Хотя ранее и не предусматривалась возможность записи на CD в бытовых условиях, теперь это стало возможным с помощью компьютеров.

Мини-диски (MiniDisc). Запись на мини-диски тоже цифровая, но с использованием сжатия данных. Сжатие там сродни технологии mp3, поэтому нельзя назвать эту технику «студийной». MD механически надежнее CD из-за конструкции носителя: он защищен дополнительным внешним корпусом. Поэтому их чаще используют в качестве концертных носителей.

Сейчас SONY представляет новые типы носителей MiniDisc — 1Gb, на которые можно вести запись как в формате ATRAC (SONY), так и в привычных mp3, и даже просто PCM. Кроме этого, данные носители можно использовать для простого переноса файлов.

Flesh-устройства не имеют ни одного подвижного механического узла и поэтому очень надежны в эксплуатации. Информация на них хранится в цифровом виде и в любом формате. Ограничения — относительно небольшой объем памяти.

Жесткий диск (hard disc) — электромеханическое устройство хранения и записи большого объема на базе PC с быстрым доступом к любому разделу информации. В настоящее время является главным носителем аудиоинформации в сфере профессиональной звукозаписи.

Мультитрек (multitrack) работает на основе жесткого диска PC. Это концертная фонограмма музыкального произведения, записанная в виде синхронных партий различных музыкальных инструментов и исполнителей. При необходимости звукорежиссер может отключить (Mute) любую из них и дать возможность исполнителю на сцене играть или петь «вживую». Такой формат фонограмм применяется в больших концертах с многочисленными танцевальными номерами, световыми эффектами, пиротехникой и сложными декорациями (M. Jackson, Madonna).