Эффекты, основанные на задержке сигнала

Реверберация достигается путем наложения на сигнал его копий, причем интер­вал между временем задержки копий относительно друг друга настолько мал, что для слушателя оригинальный сигнал и копии звучат слитно.

При осуществлении реверберации происходит имитация различных харак­теристик помещения, в котором звучит сигнал. Изменение параметров ревербе­рации позволяет моделировать такие свойства помещения, как его площадь, объем, высота, длина, материал, из которого сделано покрытие стен, форму помещения. Таким образом, реверберация становится одним из основных и наиболее эффек­тивных приемов работы со звуком при производстве рекламной продукции, по­скольку позволяет звуковыми средствами передавать информацию, которую мы обычно привыкли получать зрительным путем. Применение реверберации раз­гружает визуальный канал восприятия, позволяет повысить информативность рекламного сообщения.

Реверберация связана с представлением о прямом и отраженном звуке. Пря­мая составляющая сигнала, или, как ее часто называют в профессиональной сре­де, «чистая», «сухая» часть звука — это то, что мы слышим непосредственно из источника звука, т.е. это те волны от источника, которые достигают нас, распро­страняясь по прямой. После того, как волна изменяет направление распростране­ния в результате столкновения с одной из поверхностей помещения, мы имеем дело уже не с прямым, а с отраженным звуком (рис. 6.12).

Именно отраженный звук создает ощущение реверберации. На основе от­раженного звука наш мозг на подсознательном уровне воссоздает параметры помещения. Дело в том, что вол­ны от источника звука распро­страняются во всех направлениях и многократно отражаются от поверхностей помещения, изменяя при этом угол распро­странения. Для распростране­ния в пространстве звуковой волны нужно определенное время, поэтому прямой и отражен­ный сигналы от одного и того же источника звука воспринимаются нами с интервалом, определяемым параметрами помещения. Так, сначала мы слышим прямой (dry) звук, затем — ранние отражения (early reflections), которые являются первичными отражениями звуковой волны от пола, потолка и стен помещения, затем мы слышим волны, которые уже успели отразиться два и более раз, сигнал начинает рассеиваться и распыляться, и ухо уже не в состоянии определить отдельных отражений. Характерный гул, возникающий в поме­щении при многократном отражении звуковых волн от его поверхностей, и будет являться реверберацией. Реверберация имеет свое время атаки (attack time) — измеряемый в миллисекундах интервал времени, в течение которого идет нарастание уровня гула, вызванное интерференцией отражений. После того, как уровень отраженного сигнала достигает максимума, происходит его затуха­ние. Принято считать, что реверберация прекращается, когда ее уровень падает от изначального на -60 дБ. Время, которое необходимо звуку, чтобы затухнуть полностью, называется временем реверберации (reverb time).

Максимальную информацию о параметрах помещения (его размеры и рас­стояние слушателя до источника звука) нам дают ранние отражения — первые шесть — десять отраженных волн а также время, в течение которого они прихо­дят. Разницу во времени между восприятием прямого сигнала и ранних отраже­ний называют предварительной задержкой (pre-delay).

Различные комбинации описанных параметров составляют распространен­ные алгоритмы реверберации, реализованные как на аппаратном, так и на про­граммном уровнях. Большинство профессиональных ревербераторов (и цифро­вых алгоритмов реверберации) включают их в качестве т.н. пресетов (preset) — «зашитых» установок изготовителя, на основе которых можно добиться необхо­димого в каждом конкретном случае звучания.

Перечислим наиболее распространенные из алгоритмов реверберации: Plate: придает звуку яркое, насыщенное звучание, обрабатывает солирую­щие инструменты, имитирует старые листовые ревербераторы Hall: Основной способ обработки музыкальных инструментальных и во­кальных партий. Данный алгоритм отличается наиболее достоверной пере­дачей акустических свойств концертных залов. Имеет раздельные, разне­сенные по панораме и несколько приглушенные ранние отражения и ровное прозрачное затухание.

Chamber: Этот тип реверберации используется в основном для обработки дикторского голоса, когда подмешивается незаметная реверберация без силь­ного окрашивания сигнала. При такой обработке не создается впечатления четко очерченного пространства, задается схематичное помещение с ров­ными характеристиками.

Ambience: Используется тогда, когда требуется получить «теплую», широ­кую картину, обладает случайными ранними отражениями, ширина частот­ной полосы затухания постепенно сужается.

Room: Короткая по времени реверберация, имитирующая реальные комнаты средних размеров. Используетсядля создания камерной атмосферы. Облада­ет более яркими ранними отражениями, плотным хвостом реверберации.

Spring: Имитация старых пружинных ревербераторов. Практически не со­здает иллюзию помещения — в «хвосте» прослушиваются отдельные отра­жения. Традиционно используется для обработки звука сологитары.

Дилэй (Delay) в переводе означает «задержка». Если при реверберации мы не слышим интервалов между отражающимися копиями сигнала, то при осуществле­нии задержки (delay) отраженные сигналы могут отчетливо восприниматься нами как отдельные. Применение задержки при обработке сигнала создает впечатление пространства, воздушности, полетности звука. В натуральных условиях задержка звука образуется при его многократных отражениях от отдаленных препятствий (леса, гор, стен зданий), причем при этом меняется тембральная окраска звука. Большая задержка между прямым и отраженным сигналом (500-1000 миллисекунд) помещает источник звука в тот или иной природный ландшафт, свойства которого задаются при помощи нижеуказанных регуляторов.

Уровень чистого сигнала (Dry out) — уровень громкости необработанного сигнала, подаваемого на выход устройства. Уровень обработанного сигнала (Wet out) — уровень громкости обработанного задержкой сигнала, микшируемого на выходе с исходным сигналом. Соотношение этих параметров характеризует не­которые физические свойства ландшафта — его способность поглощать, отра­жать и рассеивать сигнал. Обратная связь (Feedback) — выраженная в процен­тах интенсивность отражений одной и той же волны. Обратная связь создает эффект многократного эха, который сразу «раздвигает» фонограмму в простран­стве, т.к. отраженный сигнал с разной интенсивностью накладывается на исход­ный, создавая впечатление присутствия многих источников звука в звуковой картине. Пространственной локализации отражающих поверхностей помогает также регулятор панорамы (pan), который позволяет «разместить» отражаю­щие поверхности справа и слева от слушателя под определенным углом. Грамот­ное использование этих регуляторов способствует созданию правдоподобной стереокартины. При осуществлении реверберации учитывается тот факт, что отраженный звук отличается по тембру от исходного — изменяется его АЧХ. Например, высокочастотные составляющие сигнала быстрее поглощаются отра­жающей поверхностью, т.к. в силу своей короткой длины они не могут обогнуть даже самые незначительные препятствия. Тембральные изменения отраженной волны регулируются при помощи таких регуляторов, как фильтр высоких час­тот (High — pass filter) и фильтр низких частот (Low — pass filter). Применение этих фильтров позволяет установить частотный диапазон для отраженного зву­ка. Частотные составляющие, находящиеся за нижней и верхней границами это­го интервала, будут подавляться. Таким образом, можно сделать отраженный звук как более светлым и отчетливым, так более гулким и размытым.

В реальных условиях звуковые вол­ны отражаются не от одной, а от несколь­ких поверхностей и имеют, соответственно, несколько траекторий или «трасс» циклического движения (feed­back). Это обстоятельство на аппарат­ном или программном уровне отраже­но в том, что дилэй имеет не один, а
несколько контуров задержки (tap), по которым пропускается отраженный сигнал. Во многих алгоритмах задержки есть возможность устанавливать
число контуров (number of taps). У каждого контура можно независимо регу­лировать время задержки, уровень обратной связи, положение в панораме и
частотную характеристику отраженного звука.

В основу звуковых эффектов флэнжер (Flanger), фэйзер (Phaser) и хорус (Chorus) также положена задержка сигнала. Но эти три эффекта позволяют «на­рисовать» звуковую картину, несколько отличную от той, которую дает дилэй. Применение задержки основывется на том допущении, что источник звука, при­емник звука (слушатель) и отражающие поверхности неподвижны друг относи­тельно друга. В этом случае время задержки остается постоянным, а частота звука не изменяется, каким бы путем и с какой бы стороны он ни приходил. Если же какой-то из этих трех элементов подвижен, мы имеем дело с различными варианта­ми указанных эффектов. При этом изменение местоположения в пространстве связано с изменением частоты, панорамы и т.д. Хрестоматийным примером явля­ется изменение высоты гудка движущегося навстречу слушателю паравоза.

Алгоритмы обработки, основанные на задержке, реализованы в следующих компьютерных программах: Ultrafunk fx:reverb; ТС Native Essentials-X; Arboretum Hyperprism DX Hall/Room Reverb; Sonic Foundry Reverb; Sonic Foundry Acoustic Mirror; DSP/FX StudioVerb; Cool Edit Pro Full reverb, Cakewalk FX Soundstage plug-in; Sonic Foundry Multi-Tap Delay и др.

Дата добавления: 2014-01-20