5 - procesiranje audio signala

27
0 5. Procesiranje audio signala

Upload: others

Post on 04-Nov-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 5 - Procesiranje audio signala

0

5.

Procesiranje audio signala

Page 2: 5 - Procesiranje audio signala

1

Sadržaj:

1. Uvod 2

2. Procesiranje audio signala 3

2.1. Frekvencijska obrada signala 3

2.2. Dinamička obrada signala 9

2.3. Vremenska obrada signala 18

2.4. Audio mikser 24

Literatura 26

Page 3: 5 - Procesiranje audio signala

1. Uvo

U ovom

njihovo

softvers

od

m poglavlju

og funkcion

sko i kao ha

1. Ure

2. Ure

3. Ure

ćemo se ba

nisanja. Ist

ardversko re

eđaje za din

eđaje za fre

eđaje za vre

Sl

azirati na ur

te alate za

ešenje. Obra

namičku obr

kvencijsku

emensku ob

ika 1. Alat

2

ređaje za pro

a procesira

adićemo sle

radu signala

obradu sign

bradu signal

ti za proces

ocesiranje a

anje audio

edeće uređaj

a

nala

a.

siranje aud

audio signal

signala m

je:

dio signala

la. Tačnije n

možemo sre

na način

esti kao

Page 4: 5 - Procesiranje audio signala

3

2. Procesiranje audio signala

2.1 Frekvencijska obrada signala

Najčešći postupak manipulacije audio signalom u kontekstu muzičke produkcije je

podešavanje boje zvuka pojedinih instrumenata, grupa instrumenata ili celog snimka. Ovaj tip

manipulacije podrazumeva upotrebu namenskih filtara, ili filterskih sekcija koje se

označavaju zajedničkim imenom ekvilajzer. Filteri, koji se mogu realizovati u analognoj ili

digitalnoj tehnici, su uređaji koji tretiraju spektar signala, ističući ili potiskujući određeni

opseg, u skladu sa odlukom koju donosi mužički producent. Ekvilajzeri su uređaji koji imaju

mogućnost da audio signal tretiraju u više frekvencijskih podopsega, i kao takvi se sastoje od

grupa namenski projektovanih i međusobno usklađenih pojedinačnih audio filtera.

Podela filtera

Sve audio filtere delimo u dve osnovne grupe, u skladu sa načinom na koji tretiraju zadati

frekvencijski opseg: peak (engl. Peak-vrh) i shelf (engl. Shelf-polica) filtere. Pik filteri

najjače utiču na signal (maksimalno ga izdižu ili potiskuju) na jednoj, tzv. centralnoj

frekvenciji, dok njihov uticaj na frekvencijama oko centralne proporcionalno opada kako se

od nje udaljavamo. Način funkcionisanja ovog tipa filtera je potpuno definisan sa tri

parametra: centralnom frekvencijom, nivoom izdizanja (engl.-boost) ili potiskivanja

(engl.cut) na njoj i oblikom karakteristike filtra koja se često naziva zvonasta kriva zbog svog

karakterističnog izgleda. Nivo izdizanja ili potiskivanja se izražava u decibelima, dok je oblik

zvonaste krive pre svega definisan tzv. Q faktorom. Vrednost ovog parametra se izražava u

neimenovanim brojevima, i to po sledećem principu: što je vrednost Q faktora veća-zvonasta

kriva je uža i strmija a intervencije na audio signalu drastičnije, dok manje vrednosti Q

faktora dovode do raširenijeg oblika zvona, koji obezbeđuje manje drastične intervencije u

spektru signala. Pik filtri sa manjim vrednostima Q faktora (od 0.3 do 1) se u tom smislu

smatraju muzikalnijim i češće se primenjuju u intervencijama koje za cilj imaju prirodni

rezultat u konačnom zvučanju.

Page 5: 5 - Procesiranje audio signala

4

Kao posebna pod vrsta pik filtera se pojavljuju filteri sa ekstremno velikim vrednostima Q

faktora, koji često služe za potiskivanje nekih neželjenih komponenti u signalu (uskopojasne

smetnje poput pištanja, zujanja i sl.), i za takve potrebe se namenski projektuju. Iz tog razloga

se u praksi sreću pod posebnim imenom: notch filtri (engl. Notch-usek, zarez).

Šelf filtri su filtri koji utiču ravnomerno na sve frekvencije iznad ili ispod neke predhodno

zadate, tzv. granične frekvencije. Granična frekvencija se definiše kao frekvencija na kojoj

kojoj je propusna karakteristika filtra opala(ili porasla) za 3dB. Ravnomeran uticaj ovakvim

filterima na željeni opseg frekvencija nije moguće ostvariti naposredno iznad ili ispod

granične frekvencije, već do njega dolazi tek nakon što filter dostigne svoj maksimalni uticaj.

Kolika će ta prelazna zona biti zavisi od parametra koji se naziva strmina filtra(engl.-slope).

Treći parametar koji definiše karakteristiku ovih filtera je nivo izdizanja (engl.-boost), ili

potiskivanje (engl.-cut) signala iznad (ili ispod) granične frekvencije.

Slika 2. Pik filter

Page 6: 5 - Procesiranje audio signala

5

Slika 3. Shelf filter

Poseban tip šelf filtera su propusnici visokog (engl.-high pass) i niskog (engl.-low pass)

opsega frekvencija. High pass filtri su tako projektovani da potpuno potiskuju sve

frekvencije ispod granične (koja se obično nalazi u opsegu od 30-300 Hz), dok na opseg

iznad granične frekvencije ne utiču. Low pass filtri za cilj imaju potpuno obrnuto: da u

potpunosti potisnu viši opseg frekvencija, iznad neke zadate granične (koja je najčešće

između 3 kHz i 5 kHz), dok na opseg frekvencija ispod nje ne utiču. Kod ovako dizajniranih

filtera, dakle nije moguće uticati na nivo potiskivanja komponenti signala iznad ili ispod

granične, kao kod klasičnih filtera. Već je ovo potiskivanje potpuno.

Slika 4. High-pass i Low-pass filter

Page 7: 5 - Procesiranje audio signala

6

Ekvilajzeri

Da bi se audio signal u potpunosti i na zadovoljavajući način istretirao u sprektralnom

domenu, najčešće nije dovoljno imati na raspolaganju samo jedan filter. Iz tog razloga se

filteri grupišu u sekcije koje se nazivaju ekvilajzeri, u okviru kojih se svi pojedinačno mogu

koristiti u isto vreme. Čest način grupisanja, koji se može sresti na većini analognih audio

miksera, je takav da se opseg niskih i visokih frekvencija tretiraju šelf filtrima, dok se opseg

srednjih frekvencija tretira upotrebom dva pik filtra. Ovo je tzv. četvoropojasni ekvilajzer,

koji u velikom broju slučajeva biva dovoljan za kvalitetno tretiranje signala. Digitalna

tehnika omogućava relativno laku realizaciju ekvilajzera i sa većim brojem pojedinačnih

filtera (sedmopojasni, dvanaestopojasni ekvilajzeri i sl.)

U praksi, u zavisnosti od broja i tipa parametara na koje krajnji korisnik može uticati u radu

sa ekvilajzerom, mogu se sresti tri tipa ekvilajzera:

1. Grafički ekvilajzeri (engl.-Grafic equalizers)

2. Ekvilajzeri sa kliznom frekvencijom (engl.-Sweep equalizers)

3. Parametrički ekvilajzer (engl.-Parametric equalizers)

Grafički ekvilajzeri su ekvilajzeri koji se sastoje od niza pik filtera kod kojih se može uticati

samo na novo izdizanja ili potiskivanja signala. Centralne frekvencije i Q faktori svih filtera u

okviru grafičkog ekvilajzera su unapred zadati i ne mogu se menjati. S obzirom na ovakvu

postavku, grafički ekvilajzeri se najčešće realizuju kao serija filtera koji pokrivaju ceo

frekvencijski opseg. U tom smislu razlikujemo oktavne i tercne grafičke ekvilajzere. Oktavni

ekvilajzeri imaju po jedan filter u svakoj oktavi (desetopojasni grafički ekvilajzeri), najčešće

na centralnim učestanostima koje su standardizovano pozicionirane na 31Hz, 62Hz, 125Hz,

250Hz, 500Hz, 1kHz, 4kHz, 8kHz i 16kHz. Tercni ekvilajzeri poseduju po jedan filter u

okviru svake terce čujnog opsega i realizuju se u 27 i 31 pojasnoj verziji. Dizajn ovih uređaja

je takav da se izdizanje ili potiskivanje frekvencija realizuje kliznim potenciometrima koji su

poređani jedan pored drugog, tako da se konačan izgled krive ekvilizacije na celom opsegu

frekvencija može lako uočiti i grafički predstaviti(odatle i ime ovog tipa ekvilajzera).

Page 8: 5 - Procesiranje audio signala

Praktič

Prva stv

rezonan

osećajem

Uzmim

omoguć

eq na v

+30db)

jednom

čna upotreb

var koja se

ntna frekven

m) za par d

mo bilo koji

ćava jako u

vrijednost o

. Sad se uz

m trenutku pr

ba ekvilajz

radi priliko

ncija instru

decibela. Uv

i parametrič

ski Q faktor

oko 40). Di

minimalne

rimetićemo

Slika

zera

om obrade

menta koju

vek je bolje

S

čki EQ (Fa

r. Postavim

ignemo gai

pomeraje k

da neka od

7

a 5. Grafičk

zvuka je ek

u treba naći

oduzimati n

Slika 6. Not

abfilter Pro

mo Q na vrlo

in frekvenc

krećemo kro

dređena frek

ki ekvilajze

kvalizacija.

i notch filtr

neku frekve

tch filter

o-Q, Waves

o usku vredn

cije na mak

oz frekvenc

kvencija pre

er

Prilikom o

rom i spusti

enciju nego j

s Q1-10). B

nost (recim

ksimum (u

cije sa leve

eterano “zvo

obrade boje

iti je (subje

je dodavati

Bitno je da

mo u Fabfilte

Fabfilter P

na desnu st

oni”. Kada n

traži se

ektivnim

.

a taj EQ

er Pro-Q

ro-Q na

tranu. U

nadjemo

Page 9: 5 - Procesiranje audio signala

8

tu kritičnu tačku spustimo gain na otprilike -5dB i raširimo Q faktor na oko 5-15 decibela.

Instrument u ovakvom tretmanu puno bolje legne u mix. Ista procedura važi za bilo koji

instrument. Na primer: ako instrument ima neku frekvenciju koja smeta verovatno mu treba

pronaći negativnu rezonantnu frekvenciju i to blago spustiti.

Vrednosti koje sam naveo su samo primer kako treba raditi i ne treba uzimati ove

vrednosti kao pravilo nego više kao smernicu u radu i koristiti subjektivan osećaj a u

skladu sa određenom situacijom dati svoj pečat tome.

Sledeća stvar koju treba raditi sa ekvilajzerom je sređivanje ostalih frekvencije (bas, srednje i

visoke frekvencije). Npr. imamo kik i bas koji su na istim frekvencijama i na istim

pozicijama. Koje nam je rešenje? Rešenje je ekvilajzer. Uvek radimo ekvilajzer kao prvi

način a zatim Sidechain compresiju. To rešavamo tako sto gledamo sta nam je važnije, kik ili

bas, a to zavisi od pravca muzike koju produciramo. I ako smo se odlučili da je kik glavni kao

sto je to slučaj u npr. elektronskoj muzici onda tražimo osnovnu frekvenciju kik-a npr 50Hz i

100Hz gde je definicija a zatim na basu skidamo te frekvencije. Frekvencije posmatramo na

spectrum analyzer i na osnovu toga vidimo gde se nalaze i njih obaramo na basu.

Slika7. Rezonantna frekvencija

Page 10: 5 - Procesiranje audio signala

9

2.2 Dinamička obrada signala

Prirodna dinamika zvuka često je ograničavajući faktor u snimanju i reprodukovanju muzike.

To ograničenje se javlja iz nekoliko razloga: najčešće je dinamika prevelika i uređaji za

snimanje i reprodukciju nisu u stanju da je verno prenesu, ili je snimak namenjen reprodukciji

u uslovima koji zahtevaju odrešeno prilagođavanje dinamičkog opsega da bi im izgledao kao

da je prirodan. S druge strane, promenom dinamike pojedinih instrumenata pri snimanju

možemo da nadoknadimo neke nedostatke instrumanata ili greške u dinamici prilikom

interpretacije. I najzad, subjektivni utisak dinamike nije isti ako se muzika izvodi uživo pred

publikom, kao kad slušalac sluša snimaksa zvučnika. Ovo poslednje mnogi muzičari sa

studijskim iskustvom već znaju, pa u studiju uvek drugačije izvode kompozicije nego na

koncertima.

Dva su osnovna postupka kod dinamičke obrade signala: kompesija dinamike i ekspanzija

dinamike. Kod kompresije dinamički opseg snimka se sužava, („sabija“ ili „komprimuje“) i

to najčešćesa oba kraja, tako da tihi delovi postaju jači, a najjači delovi manje jaki. Poseban

slučaj komprimovanja je limitovanje ili ograničavanje signala, gde se zadržava dinamika

originalnog signala do neke granice („limit“) preko koje ne postoje nikakve dinamičke

promene. Kod ekspanzije dinamički opseg originalnog signala se proširuje tako da tihi delovi

postaju jos tiši a jaki delovi jači. Najzad, granični slučaj ekspanzije je gejtovanje (“gate“-

kapija) gde se tihi delovi signala potpuno utišavaju, ne prolaze kroz „kapiju“, a preko neke

jačine signal prolazi neizmen

Prenosna karakteristika

Svi uređaji za dinamičku obradu signala rade na principu promenljivog pojačanja; uređaj

stalno meri nivo signala na ulazu (originalnog signala) i određuje koliko taj nivo treba

pojačati ili utišati, zavisno od toga da li radi kao kompresor, limiter,ekspander ili gejt.

Prenosna karakteristika nam pokazuje na koji način je dinamika izlaznog signala promenjena

u odnosu na dinamiku signala na ulazu. To je prava linija(ili izlomljena prava linija) koja

svojim nagibom pokazuje način rada uređaja.

Page 11: 5 - Procesiranje audio signala

10

Slika 8. Način rada uređaja

Na horizontalnoj osi je jačina na ulazu. Njegov dinamički opseg se preslikava preko prenosne

karakteristike na vertikalnu osu, gde se očitava dobijena dinamika na izlazu, kao što pokazuju

strelice. U ovom slučaju, kada je nagib 45 stepeni, odnos dinamike na izlazu prema dinamici

je 1:1, dakle nema nikakve promene dinamičkog opsega. Kada je nagib prenosne

karakteristike manji od 45 stepeni dolazi do kompresije dinamike, a kada je veći od 45

stepeni uređaj vrši ekspanziju dinamike.

Kompresor dinamike

Kod kompresora je, kao što smo rekli, dinamika na izlazu uvek manja od dinamike na ulazu.

Odnos kompresije pokazuje koliko puta je dinamika na izlazu manja od dinamike na ulazu.

Na sledećem dijagramu je prenosna karakteristika kompresora sa odnosom kompresije 2:1.

Page 12: 5 - Procesiranje audio signala

11

Slika 9. Odnos kompresije 2:1

Vidimo da je dinamika ulaznog signala 20dB (jačina ulaznog signala se menja od 20dB do

40dB, dakle, njegov dinamički opseg dinamike je 20dB), što preslikano preko prenosne

karakteristike daje 10dB promene na izlazu. Znači da je dinamika na izlazu uvek upola manja

od dinamike na ulazu, pa je odnos kompresije 2:1.

Na sledećem dijagramu je prenosna karakteristika kompresora sa odnosom 10:1

Page 13: 5 - Procesiranje audio signala

12

Slika 10. Odnos kompresije 10:1

Sada promena od 25dB na ulazu daje promenu od 2,5dB na izlazu, tj. dinamika signala na

izlazu će uvek biti 1/10-tina dinamike na ulazu. Ukrajnjem slučaju, kada bi prenosna

karakteristika bila horizontalna, na izlazu ne bi bilo promene dinamike ma kakav da je signal

na ulazu, odnosno signal na izlazu bi bio konstantne jačine. To je prenosna karakteristika

limitera. U praksi se smatra da uređaj radi kao limiter ako mu je odnos kompresije veći od

10:1. Tada je praktično dinamika na izlazu svedena na nulu.

Realni kompresori nikad ne komprimuju ceo dinamički opseg, već uvek postoji neki prag

kompresije(„threshold“ iznad koga počinje kompresija. Prenosna karakteristika realnog

kompresora izgleda ovako:

Page 14: 5 - Procesiranje audio signala

13

Slika 11. Threshold

Prvi deo prenosne karakteristike pod nagibom od 45 stepeni znači da nema promene

dinamike sve dok je nivo signala ispod praga kompresije(u ovom slučaju 20 dB). Kada signal

pređe prag kompresije dolazi do komprimovanja i to u odnosu koji se podešava na samom

uređaju(različiti nagibi prenosne karakteristike).

Ekspander dinamike

Prenosna karakteristika ekspandera ima nagib prema horizontalnoj osi veći od 45 stepeni.

Dinamički opseg na izlazu iz ekspandera je uvek veći od dinamičkog opsega na ulazu.

Page 15: 5 - Procesiranje audio signala

14

Slika 12. Ekspander

Na slici je prikazana karakteristike ekspandera sa odnosom ekspanzije(ili kompresije) 1:2, što

znači da za promenu od 10dB na ulazu imamo promenu od 20 dB na izlazu. Sledeća slika

prikazuje ekspanziju sa odnosom 1:10, dakle dinamički opseg na izlazu je 10 puta veći od

dinamike na ulazu.

Slika 13. Odnos ekspanzije 1:10

Page 16: 5 - Procesiranje audio signala

15

Kao i kod kompresora, realni ekspander utiče na signal samo u jednom delu dinamičkog

opsega, i to ispod praga ekspanzije, dok signali jači od praga ekspanzije prolaze

neizmenjeni(razlika u odnosu na kompresor je što ovaj utiče na signale iznad praga

kompresije).

Kada je nagib prenosne karakteristike tako veliki da je odnos ekspanzije veći od 1:10 smatra

se da uređaj radi kao gejt. Sve dok je ulazni signal ispod praga gejtovanja, na ulazu je signal

toliko oslabljen da ga praktično i nema, kapija je zatvorena, a čim ulazni signal postane jači

od praga, ulazi se u deo prenosne karakteristike pod nagibom od 45 stepeni, dakle signal se

propušta bez promene“kapija“ se otvara), kao na slici:

Slika 14. Gejt

Svačetiri uređaja za promenu dinamike rade na principu promenljivog pojačanja. Ako imamo

sklop sa konstantnim pojačanjem (to je obično pojačalo) koje iznosi npr. 20dB, signal na

izlazu tog sklopa će biti jači za 20 dB od signala na ulazu, ali će mu dinamički raspon ostati

isti. Da bismo uticali na dinamički raspon signala, pojačanje sklopa mora da se menja po

Page 17: 5 - Procesiranje audio signala

16

nekom zakonu: ako se tihi delovi signala više pojačavaju, a jaki delovi više pojačavaju nego

tihi, dobija se ekspander.

Zajedničko za sve ove uređaje je da im pojačanje zavisi od jačine signala na ulazu. Dakle, svi

se sastoje od istih osnovnih delova: jednog pojačala promenljivog pojačanja i kontrolnog

sklopa koji meri signal na ulazu i određuje potrebno pojačanje, zavisno od toga da li se radi o

kompresoru, expanderu, limiteru ili gejtu.

Slika 15. Voltage Controlled Amplifier

Pojačalo je najčešće tzv. „VCA“ (Voltage Controlled Amplifier-naponski kontrolisan

pojačavač), sklop čije pojačanje zavisi od kontrolnog napona koji se dovodi na poseban ulaz.

Često u jednom te istom uređaju možemo da menjamo način na koji ovaj kontrolni napon

prati ulazni signal, tj. uređaj može da radi kao kompresor ili ekspander, ili čak istovremeno i

kao kompresor ili limiter(iznad praga kompresije) i kao ekspander ili gejt (za tihe delove,

ispod praga ekspanzije). Ovako složen uređaj se jos uvek sastoji samo od VCA,ali sklop koji

daje kontrolni napon za promenu pojačanja VCA određuje različite režime rada u zavisnosti

od nivoa ulaznog signala.

Page 18: 5 - Procesiranje audio signala

17

Ovo malo zalazenje u vode elektrotehnike je neophodno da bi se razumeo i pratio rad uređaja

i da bi se optimalno podesili svi parametri u konkretnoj situaciji u studiju. Dva parametra smo

već pomenuli: odnos kompresije ili ekspanzije(nagib prenosne karakteristike), i prag

reagovanja uređaja. Sledeći parametar koji ne podešavamo neposredno, već posredno

pomoću prva dva, je promena pojačanja uređaja(gain reduction). Na većini uređajapostoji

indikator koji nam pokazuje kako se menja pojačanje u svakom trenutku. Ta promena

pojačanja se obično prikazuje kao smanjenje pojačanja u odnosu na maksimalno moguće

pojačanje uređaja, koje se uzima kao pojačanje od 0dB. Vrlo je važno pratiti ove promene, da

bismo znali kada i kako uređaj reaguje i da bismo podesili željeni režim rada. Smanjenje

pojačanja ide i do 60dB u odnosu na maksimalno pojačanje.

Kada uređaj radi kao kompresor ili limiter, u odsustvu signala neće biti smanjenja

pojačanja(indikator pokazuje 0dB), a kada signal poraste preko praga, pojačanje se sve više

smanjuje što jesignal jači, s tim što stepen smanjivanja zavisi od odnosa kompresije, i to se

jasno vidi na meraču gain reduction. Obrnuto, kada uređaj radi kao ekspander ili gejt, u

odsustvu signala će biti maksimalno smanjenje pojačanja(indikator na -60dB ili više), a kada

signal pređeprag ekspanzije, uređajće se otvarati i to brzinom koja zavisi opet od odnosa

ekspanzije: ako je u pitanju gejt, pojačanje će naglo porasti na 0dB čim signal po jačini pređe

prag, i ostaće konstantno(nagib 45 stepeni) sve dok je signal iznad praga.

Iz ovoga se vidi da podešavanjem stepena kompresije(ekspanzije) i praga reagovanja uređaja

možemo u potpunosti da prilagodimo režim rada konkretnom signalu.

Još dva parametraodređuju način rada ovih uređaja. To su vreme reagovanja(attack) i vreme

otpuštanja(release time). Naime, videli smo da se pojačanje uređaja stalno menja sa

promenom jačine signala na ulazu. Te promene ne mogu da se dese trenutno, naročito ako je

potrebna velika i nagla promena pojačanja(kada počinje zvuk sa jakim „atakom“, ili kada

naglo prestaje). Vreme za koje uređaj zakasni sa promenom pojačanja pri nastupu signala

naziva se vremenom reagovanja, a vreme koje je potrebno uređaju da se vrati u prvobitno

stanje po prestanku signala naziva se vremenom otpuštanja. Uređaj mora da bude sposoban

da što brze reaguje na nastup signala, tako da je najkraće „attack time“ kod dobrih uređaja

čak ispod 1ms mada se često trazi i sporije reagovanje, ali retko preko 100 ms. Release time

Page 19: 5 - Procesiranje audio signala

18

ne treba da bude tako kratko, najkrače oko 100 ms, a češće se traži sporije vreme otpuštanja,

čak do nekoliko sekundi.

2.3 Vremenska obrada signala

Upotrebom sprava koje unose vremenska kašnenja (time delay) i uređaja za veštačku

reverberaciju, moguće je isprocesirati signale tako da zvuče, do neke mere, kao da su snimani

u zeljenom prostoru. Rekonstrukcija originalnog, ili kreiranje nekog zamišljenog prostora,

predstavlja veoma bitan momenat u procesu obrade signala, koji puno utiče na konačni izgled

zvučne slike. Dodavanjem ili oduzimanjem prostora pojedinim signalima moguće je njihovo

dodatno pozicioniranje, koje se pre svega odnosi na udaljenost u odnosu na slušaoca, kao i na

osećaj prostora u kojem se nalazi originalni zvučni izvor. Da bismo u potpunosti mogli da

razumemo i primenimo ove tehnike, moramo se upoznati sa osnovnim karakteristikama koje

utiču na zvučanje nekog prostora. Kao posebnu grupu procesora i algoritamačiji se rad

zasniva na tretiranju originalnog signala u vremenu upotrebom linija za kašnjenje i

eventualnim dodavanjem modulacije sa ciljem dobijanja razlicitih zvučnih efekata, možemo

izdvojiti tzv. specijalne efekte koji se koriste u muzičkoj produkciji.Uređaje za vremensku

obradu signala delimo na:

Efekte bez modulacije

Efekte sa modulacijom

Digitalni uređaji za veštačku reverberaciju omogućavaju, sa manje ili više uspeha, formiranje

željenih zvučnih prostora. Pravilna upotreba ovih uređaja podrazumeva i poznavanje njihovih

konkretnih mogućnosti. Sada ćemo se pozabaviti parametrima koji se mogu sresti u radu sa

ovakvim spravama.

Prvo na šta bi trebalo obratiti pažnju, iako se ne odnosi direktno na problematiku kreiranja

prostora, jeste pravilno podešavanje nivoa signala koji se šalje u spravu(Input level

control). Ukoliko se prekorači određeni nivo ulaznog signala, može doći do tzv. klipovanja,

pri čemu A/D konvertor odlazi u overload režim. Sve to rezultuje veoma neprijatnim zvukom

koji čini snimak tehnički neispravnim.

Page 20: 5 - Procesiranje audio signala

19

Drugi veoma bitan parametar se vezuje za kontrolu međusobnog odnosa suvog i ulaznog

signala i njegove reverberacione komponente koju mu daje sam uređaj. Ovaj odnos se

označava kao wet/dru, pri čemu njegovo povećanje podrazumeva veći procenat reverberacije

u ukupnom izlaznom signalu. Wet komponenta se odnosi na reverberaciju, dok je dry ulazni,

neisprocesiran signal.

Prva kontrola kojom se reguliše sama reverberacija je tzv. „Pre-Delay Time“. Ona se odnosi

na vreme koje protekne do pojave prve refleksije, odnosno na rastojanje do prve reflektujuće

površine, i samim tim veoma bitno utiče na veličinu prostora koji se kreira. Uobičajeno je da

se podešavanja vrše i izražavaju u milisekundama, s tim što je opseg u kojem se pre-delay

vreme može kretati veoma veliko. Generalno govoreći, to vreme ne bi trebalo da bude kraće

od 8-10 mS, ukoliko se želi izbeći preveliko mešanje i preplitanje direktne i reflektovane

komponente zvuka. Kašnjenje prve refleksije od 50mS pa naviše ljudsko uvo oseća kao

odjek, i to treba imati na umu prilikom rada.

Podešavanje „Pre-Delay“ vremena treba da bude propraćeno i adekvatnim podešavanjem

broja, grupisanosti, vremena pojavljivanja, amplituda i tonalnih kvaliteta ranih refleksija. U

zavisnosti od proizvođača i, pre svega, kvaliteta korišćenog uređaja, za ova podešavanja je

omogućena kontrola manje ili više parametara. Veoma često su vrednosti ovih parametara

formirane od strane samog proizvođača, i mogućeih je direktno koristiti(to su tzv. „Preset“

opcije). Pa ipak, najbolje sprave omogućavaju dosta veliki stepen slobode, koji ostavlja jako

puno prostora za veoma fina podešavanja. Najsofisticiranije mašine omogućavaju korisniku

da specifira i zapreminu imaginarnog prostora, pa čak i njegove tačne dimenzije zajedno sa

položajem zvučnog izvora i slušaoca u njemu.

Sledeća faza u „traženju“ pravog prostora se odnosi na podešavanje vremena reverberacije,

dok se parametar koji to omogućuje, kao po pravilu, označava imenom“Decay Time“.

Ukoliko krenemo od toga da je osnovno vreme reverberacije ono koje je karakteristično za

srednji opseg frekvencija, jasno je da vreme reverberacije na nižim i srednjim frekvencijama

moramo prilagoditi njegovom trajanju. Visoke frekvencije se znatno prigušuju, pa je i vreme

reverberacije u tom opsegu srazmerno kraće. Izraz „visoke frekvencije“ se u ovom slučaju

odnosi na opseg 2-3kHz pa naviše, a nije redak slučaj da je vreme reverberacije tog opsegai

do 50% kraće od osnovnog. Ova vrednost se obično reguliše tzv. „Hi-ratio“ parametrom.

Page 21: 5 - Procesiranje audio signala

20

Normalna reverberacijaima smisla do nekih 5-6kHz, jer je na višim frekvencijama apsorpcija

toliko izražena da je teško govoriti o postojanju vremena reverberacije. Što se tiče niskih

frekvencija, nije zgoreg primetiti da fini prostori vrlo čestoimaju vreme reverberacije oko 1.2

puta duže od osnovnog. Problemima o kojima smo do sada diskutovali vezano za kreiranje

veštačkih prostora, svakako bi trebalo dodati i činjenicu da prirodni prostori nemaju granične

frekvencije na kojima seku, na ovaj ili onaj način, vreme reverberacije. Sve su to razlozi iz

kojih je dobar prirodni prostor, neprevaziđena „sprava“ koju treba koristiti kada god je to

moguće.

Specijalni efekti:

1. Efekti sa modulacijom

Uređaji za veštačku reverberaciju su kompleksni elektronski sklopovi, čiji se princip rada

bazira na vremenskom kašnjenju signala. Naime, određeni broj refleksija osnovnog signala se

simulira linijom za kašnjenje(taj broj varira od desetak za jeftinije, do pedesetak refleksija za

najkvalitetnije sprave), a onda se vrši njihovo međusobno „kombinovanje“ i procesiranje po

zadatom algoritmu. Dakle, u samoj osnovi ovog uređaja se nalazi vremensko kašnjenje

signala, tzv. „time delay“. S obzorom da se većina efekata koji se koristi u procesu obrade

zvuka zasniva upravo na vremenskom kašnjenju, ne bi bilo loše razmotriti osnovne parametre

i načine upotrebe sprava za generisanje vremenskog kašnjenja, kao i efekata koji se iz njih

izvode.

Svi „specijalni“ efekti vezani za vremensku obradu signala se zasniva na kašnjenju osnovnog

signala. U prvo vreme se radilo sa magnetnim trakama. Više magnetofona čije se trake kreću

različitim brzinama su se koristili zakombinovanje i generisanje različitih vremenskih

kašnjenja. Pri korišćenju manjih brzina, kašnjenja su bila reda veličine 200-300 mS, dok se

upotrebom većih brzina moglo ostvariti kašnjenje i od 20mS. Za potrebe postizanja

specifičnog eho efekta, koji zapravo predstavlja višestruko kašnjenje, tj. ponavljanje

osnovnog signala, su se koristili magnetofoni sa nekoliko glava za reprodukciju, pri čemu se

najčešće radilo sa manjim brzinama kretanja trake. Međutim, ubrzanim razvojem digitalne

Page 22: 5 - Procesiranje audio signala

21

tehnologije, od početka osamdesetih na ovamo, u većini slučajeva se koriste digitalni uređaji

za kašnjenje signal

Digitalno kašnjenje se generiše kroz proces vođenja digitalnog audio signala u bafer, u kojem

se zadržava određeno vreme, koje je moguće varirati po potrebi. Nakon isteka specifiranog

vremena signal se šalje na izlaz sprave, u dalji tok obrade. Za potrebe formiranja eha,

pribegava se vraćanju signala preko povratne sprege na ulaz, čime se on ponovo uvodi u

liniju za kašnjenje.

Slika 16. Princip funkcionisanja eho efekta

Dakle, dva najvažnija parametra pri upotrebi „ time delay“ uređaja su vreme kašnjenja i

količina fidbeka, odnosno procenat signala koji vraćamo na ulaz. Prema vrednostima

vremena kašnjenja moguće je izvršiti podelu efekata na:

„Comb Filter“-Vremena kašnjenja koja se primenjuju za njegovo generisanje

se kreću u opsegu od 1mS(pa čak i manje), pa negde do 3mS. Pri tako malim

vremenima kašnjenja dolazi do faznih pomaka između originalnog i

zakasnelog signala, što, iz već objašnjenih razloga, dovodi do promene boje

zvuka. Ljudsko uvo ovako mala zakašnjenja ne može precizno razlikovati.

Tačno vreme kašnjenja pri kojem uvo može da uoči da postoji i zakašnjeni

signal nezavisno od osnovnog nije tačno definisano, i zavisi od vrste i

Page 23: 5 - Procesiranje audio signala

22

karaktera samog zvuka. Za perkusivne zvuke ta granica se nalazi negde oko

20mS, dok za neke druge vrste zvukova može biti promena i na 50-60mS.

„Duplex“ efekat stvara utisak dupliranja zvuka. Tipična vremena kašnjenja

potrebna za njegovo generisanje, u zavisnosti od vrste zvuka, kreću se od 15-

30mS. Ako se koriste veća kašnjenja efekat je izraženiji. Korišćenje ovog

efekta teško može da zavara slušaoca da su zaista odsvirana dva instrumenta,

već se više koristi za postizanje specifične atmosfere.

„Slap echo“ ima za cilj da simulira eho koji se oseća u velikim prostorima,

poput hala i pećina, u kojima dolazi do odbijanja zvuka od udaljenih zidova.

Vreme kašnjenja se krece od 100 do 200mS. Najčešće se koristi samo jedno

kašnjenje, ali je moguće koristiti i određeni, ne veliki, procenat povratne

sprege.

2. Efekti sa modulacijom

Zajedničko za sve do sada opisane efekte je to sto im je vreme kašnjenja, kada se jednom

podesi, konstantno. Mađutim, postoji grupa efekata koja se zasniva na modulaciji tog

vremena, koje se menja u ritmu nekog osnovnog signala. To tzv. Efekti sa modulacijom, a

principska blok šema njihovog funkcionisanja je prikazana na sledećoj slici:

Slika 17. Princip rada efekata sa modulacijom

Page 24: 5 - Procesiranje audio signala

23

Oblici signala na izlazu niskofrekventnog oscilatora (LFO) mogu biti različiti (sinusoidalni,

četvrtasti, testerasti itd.), a njihovi parametri koji podležu promeni su najčešće frekvencija i

procenat, odosno dubina modulacije. Tako na primer, ukoliko imamo osnovno vreme

kašnjenja od 60mS, i ukoliko ga modulišemo sinusnim signalom frekvencije 1Hz, sa

procentom modulacije od 10%, kao rezultat ćemo dobiti vreme kašnjenja koje se menja u

granicama 45-55mS, pri čemu jedan ciklus promene traje tačno jednu sekundu. Efekti sa

modulacijom se, pre svega u odnosu na trajanje osnovnog vremena kašnjenja i načina na koji

utiču na zvučanje osnovnog signala, mogu podeliti na sledeće karakteristične grupe:

„Phaser“ je efekat koji predstavlja modulisani „comb filter“. Modulacija je

proizvoljna, a osnovno vreme kašnjenja se nalazi u granicama od 2 do 4mS.

„Flanger“ je efekat kod kojeg je osnovno vreme kašnjenja 8-12mS, sto

dovodi do zvuka kod kojeg se osećaju promene u boji usled faznih pomeraja,

ali se istovremeno nazire i dupliranje.

„Chorus“ je efekat kod kojeg se već oseća blago raštimavanje. Osnovno

vreme kašnjenja je 15-25mS. U fazi smanjivanja ovog vremena oseća se

povećanje visine tona, dok se pri njegovom povećanju oseća smanjivanje

visine. Ovakvo ponašanje je moguće objasniti preko doplerovog efekta.

„Vibrato“ podrazumeva upotrebu vremena kašnjenja od 20mS do 40mS, pri

čemu se izlaz iz efekta ne kombinuje sa originalnim signalom. Obično se

koristi modulacije sa frekvencijom oscilovanja od 2Hz i više.

„Harmonizer“ je ime dobio po firmi koja ga je prva izbacila na tržiste, a

danas se isti efekat sreće pod imenom „pitch shifter“. Ovde nema oscilovanja

oko osnovne vrednosti vremenskog kašnjenja, već se frekvencija osnovnog

zvuka pomera za određeni, fiksni iznos. Princip rada se zasniva na

doplerovom efektu, sto podrazumeva da se za potrebe povaćanja frekvencije

mora obezbediti da se vreme kašnjenja non-stop smanjuje (kao da se izvor sve

vreme približava), dok smanjenje frekvencije zahteva da se omogući da vreme

kašnjenja sve vreme raste, čime se stiče da se zvučni izvor konstantno

udaljava od slušaoca.

Page 25: 5 - Procesiranje audio signala

24

Svi navedeni efekti se mogu kreirati sa velikim stepenom slobode, pri čemu pomenuta

vremena kašnjenja nisu fiksna, već zavise od konkretnog cilja koji se želi postići i samog

signala koji se obrađuje. Svi nabrojani efekti, sa ili bez modulacije, se mogu koristiti kako za

kreiranje veštačkih akustičkih okruženja, tako i za dobijanje potpuno novih zvukova. Neki

od njih su nezaobilazni u procesu obrade zvuka. Na primer, zvuk koji nije prošao kroz

određenu dozu prostorne obrade (reverb ili „time delay“) može imati sve karakteristike

snimljenog instrumenta, ali neće imati dubinu, prostornost i ostale parametre potrebne za

formiranje kvalitetne zvučne slike. Upravo upotrebom ovih efekata moguće je vršiti

raspoređivanje VZI po dubini zvučne slike. Najčešće se zvuci u većem prostoru osećaju kad

da su dalji od onih koji su smešteni u manji prostor. Ovo je veoma suptilan način za prostorno

formiranje zvučne slike koji podrazumeva duboko razumevanje procesa i uređaja koji to

omogućavaju. Uplivom digitalne tehnologije i Hi-Fi tehnike, čime je (teoretski) omogućena

reprodukcija u dinamičkom opsegu od 96dB, do izražaja su došla upravo pitanja vezana za

najjftinija preplitanja prostora, njihovo trajanje i boju, koji su uspeli da se izdignu iznad šuma

ploče, odnosno trake. Čitav niz zvučnih događaja kaja se nalaze iza osnovne zvučne slike je

postao vrlo burno pordučje interesovanja muzičke produkcije, dajući dodatni značaj kvalitetu

i načinu upotrebe sprava za prostornu obradu signala.

2.4 Audio mikser

Audio mikser koji se još naziva i ,,audio mikseta”, ,,režijski sto” ,,kontrolni pult” ili

,,konzola” je centralni uređaj svakog audio sistema. Audio mikser ima određeni broj ulaznih

kanala na koje se povezuju izvori audio signala (mikrofoni i razni drugi uređaji za

reprodukciju i generisanje audio signala). Nad ovim signalima se u mikseru obavljaju

različite funkcije podešavanja (pojačavanje, promena spektra, promena dinamike itd), signali

se međusobno mešaju i distribuiraju na različite izlaze miksera, odakle se odvode do drugih

uređaja audio sistema. Pored toga u mikseru se obavlja i kontola ili monitoring kako ulaznih

(onih koji u mikser dolaze od različitih izvora) tako i izlaznih (onih koji se od miksera

odvode do drugih audio uređaja) signala.

Page 26: 5 - Procesiranje audio signala

Najvažn

(mikser

signal.

nekolik

nija funkcij

r audio sign

Broj ulazn

ko desetina,

a miksera j

nala). Naim

nih signala

a u najslože

Slik

este sabiran

me, ovde se

koji se sab

enijim miks

25

ka 18. Tons

nje ili mešan

radi o sabir

biraju može

serima i više

ska mikseta

nje audio si

ranju više u

e biti razl

e.

a

ignala, po č

ulaznih sign

ličit i kreće

čemu je i do

nala u jedan

e se od dv

obio ime

n izlazni

a pa do

Page 27: 5 - Procesiranje audio signala

26

Literatura

1. Bill Gibson: Engineering & Producing, Hall Lenard, New York, 2007

2. Bill Gibson: Mixing & Mastering, Hall Lenard, New York, 2007

3. https://sh.wikipedia.org