+- MusicProducers.pl / Produkcja muzyki / Poradniki / Forum (https://musicproducers.pl)
+-- Dział: PORADNIKI (https://musicproducers.pl/forum-poradniki)
+--- Dział: Artykuły (https://musicproducers.pl/forum-artykuly)
+--- Wątek: Zapas i zakres dynamiki, cz. 2 (/temat-zapas-i-zakres-dynamiki-cz-2)
Zapas i zakres dynamiki, cz. 2 - sowa - 2.10.2012
![[Obrazek: zizdc2.jpg]](https://musicproducers.pl/articles/zizdc2.jpg)
Autorem artykułu jest Łukasz Igor Kruszewski. Materiał opublikowany za jego zgodą.
Dziś kontynuujemy temat zakresu i zapasu dynamiki oraz zależności między nimi. W ostatnim artykule starałem się Wam wyjaśnić, jak postrzegać kwestię zakresu dynamiki na etapie nagrywania i miksowania, a dziś zapoznamy się bliżej z terminem zapasu dynamiki i dowiemy się, jak podchodzić do nagrań i miksu mając go na uwadze. Poznamy też kilka umownych liczb, które bardzo nam się przydadzą przy ustalaniu odpowiednich poziomów.
Co to jest zapas dynamiki (ang. headroom)?
Większość z nas z grubsza wie, że mówimy tu o marginesie w poziomie sygnału, jaki należy zostawić na dźwięki o wyższych amplitudach, niespodziewanych skokach sygnału, głośniejszych momentach. Ale problemy z rozumieniem zaczynają się wtedy, gdy w grę wchodzą takie kwestie, jak znaczenie wskazań poziomów szczytowych (peak), przesterowania na poszczególnych kanałach czy poziom sygnału na wyjściu / sumie.
W uproszczeniu możemy powiedzieć, że zapas dynamiki to odległość między szczytami sygnału, a „sufitem” (rozumianym jako maksymalny poziom sygnału audio), czyli mówiąc laicko – wszystko to, co nam zostaje powyżej „peaków” zanim się przesteruje. W domenie cyfrowej maksymalny poziom to oczywiście 0 dBFS i niemożliwe jest jego przekroczenie. Jeśli sygnał osiągnie wyższą wartość jest wtedy automatycznie zmniejszany (ścinany) do poziomu 0 dBFS i towarzyszy temu nieprzyjemny trzask. Im trwa to dłużej i im sygnał bardziej wykracza poza przewidzianą skalę, tym efekt przesterowania jest bardziej wyraźny.
Zanim przyjrzymy się temu, jak myśleć o zapasie dynamiki w sytuacji nagraniowej, a jak podczas miksowania, musimy cofnąć się trochę w czasie. Mimo, że dziś większość nagrań odbywa się w środowisku cyfrowym, to nadal obowiązuje nas wiele reguł rodem ze świata rejestracji analogowej. „Cyfra” dała inżynierom dźwięku wiele komfortu i udogodnień, także w kwestii zapasu dynamiki, pozwoliła nie martwić się aż tak o optymalne poziomy sygnału czy szumy, ale bynajmniej nie oznacza to, że mamy zupełnie zaniechać pewnych praktyk. Patrząc po niektórych młodych adeptach tej sztuki, widzę, że nie mają oni żadnej wiedzy w tym temacie, a jedynie szczątki informacji, często ze sobą sprzecznych, przez co popełniają całą masę błędów na każdym etapie pracy. Dlatego spieszę z wyjaśnieniami sięgając trochę do korzeni.
W czasach, gdy nagrywano na taśmę, jednym z najważniejszych elementów było odpowiednie ustawienie czułości toru sygnałowego. Optymalne jego ustawienie przekładało się bezpośrednio na uzyskanie jak najwyższego odstępu miedzy szumem a sygnałem użytecznym. Dla tych, którzy nie wiedzą – taśma magnetofonowa generowała bardzo dużo szumu, dlatego wiele uwagi podczas nagrań poświęcano kwestii jak najdokładniejszego ustawienia czułości przedwzmacniacza mikrofonowego (oraz poziomów innych urządzeń wpiętych w łańcuch przed trafieniem na taśmę). Jeżeli inżynier nagrywający nie dopilnował tej kwestii, ścieżka została nagrana zbyt cicho – trzeba było później zwiększać jej głośność na etapie miksu, ale niestety razem z sygnałem właściwym, zwiększał się też poziom szumów nośnika (taśmy). Teraz wyobraźcie sobie, że ktoś w ten sposób „dał ciała” z każdym nagranym śladem na szumiącą taśmę i trzeba było je wszystkie dać głośniej – efekt byłby taki, że całość szumiałaby na potęgę.
Jak przekłada się to na nasz cyfrowy świat nagrywania?
Dziś nagrywamy na dyski twarde, które same z siebie nie generują żadnego szumu, dlatego musimy zwracać uwagę przede wszystkim na szumy własne mikrofonu czy przedwzmacniacza – mamy o wiele prościej niż kiedyś. Ale z drugiej strony, ponieważ nagrywamy zwykle w nie do końca idealnych warunkach, musimy borykać się z hałasami różnego typu, jak te generowane przez komputer czy docierające z zewnątrz do naszego niezbyt dobrze odizolowanego akustycznie studia. Te są w profesjonalnych studiach zazwyczaj wyeliminowane, ale my musimy pamietać, aby tych kwestii nie pomijać podczas zmagań we własnych pracowniach.
Druga kwestia, to poziomy maksymalne, a właściwie przekraczanie poziomów optymalnych. Taśma analogowa miała pewien punkt optymalny, tzw. sweet spot (odpowiadający 0 dBVU), na którym prezentowała swoje najlepsze walory dźwiękowe i techniczne (klarowny dźwięk z możliwie najlepszym odstępem od szumów), ale nawet, jeśli ten punkt przekroczyliśmy, to dzięki naturalnej kompresji pojawiającej się przy mocniejszym „uderzeniu” sygnału w ten nośnik, uzyskiwaliśmy bardzo miły dla ucha efekt saturacji.
Taśma nasycała dźwięk dodatkowymi harmonicznymi, które pojawiały się podczas jej rzekomego przesterowania i do dziś inżynierowie pracujący w domenie cyfrowej poszukują tego efektu używając wtyczek symulujących taśmy czy magnetofony analogowe. Dopuszczano więc sporadycznie pojawiające się wyskoki sygnału powyżej poziomu optymalnego, lampki sygnalizujące to wykroczenie świeciły jak opętane na wielu kanałach konsoli, ale tak naprawdę nic złego się nie działo. Mało tego, wręcz celowo do tego dążono, bo dzięki saturacji utwory nabierały dodatkowego kopa, tłustości oraz tego legendarnego ciepła i nikt się kolorowymi fajerwerkami i szalenie wychylającymi igłami na wskaźnikach miksera nie przejmował.
Co to oznacza dla nas dzisiaj?
Przede wszystkim musimy wiedzieć, że w domenie cyfrowej tak naprawdę nie istnieje coś takiego, jak poziom optymalny – przynajmniej nie w takim rozumieniu, jak miało to miejsce w świecie analogowym. Już tłumaczę – poziom optymalny sugerowałby, że powyżej znajduje się jakiś zapas, coś w stylu granicy błędu, która w domenie analogowej zezwalała na chwilowe wyskoki sygnału, a całość, nie dość, że nie powodowała większych problemów, to jeszcze potrafiła lepiej zabrzmieć.
W świecie cyfrowym, jeżeli przekroczymy poziom 0dBFS również otrzymamy bardzo ciekawy efekt – zimne i zdigitalizowane trzeszczenie. Tu nie zachodzi żadna saturacja, naturalna kompresja czy inne zjawiska. Do dyspozycji mamy więc przedział od minus niewiadomo-ile-w-zależności-od-sprzętu decybeli do 0dBFS. Nie ma poziomu optymalnego/nominalnego, jest tylko maksymalny, a tego przekroczyć nie możemy. Dlatego, żeby wszystko miało ręce i nogi stworzono umowny poziom nominalny dla domeny cyfrowej. Dla nagrań 24-bitowych wynosi on:
- -18dBFS (czasem -16dBFS lub -20dBFS, w zależności od kalibracji interfejsu audio) dla wartości średniej (RMS) – koresponduje on z poziomem 0 dBVU w domenie analogowej.
- -6dBFS dla poziomu szczytowego.
Z tych powodów ciężko jest mówić o zapasie dynamiki sensu stricte w domenie cyfrowej. Musimy więc operować tymi umownymi wartościami, żeby nasze nagrania trzymały się w pewnych ryzach. Dlatego podczas nagrań starajmy się tak wysterować nasze preampy, aby szczyty rejestrowały się nie wyżej niż te umowne -6dBFS.
Nowe wyzwania
O ile cyfra dała nam komfort i spokój (dopóki pilnujemy się z poziomami), o tyle wraz z jej pojawieniem się, przyszły nowe kłopoty i wyzwania. Obecnie kluczowymi czynnikami, które trzeba brać pod uwagę podczas nagrań w DAW, są:
- wspomniany już wcześniej odstęp od szumów (mikrofonów, przedwzmacniaczy)
- błędy kwantyzacji
- wierne odwzorowanie kształtu oryginalnej fali analogowej
A jak wygląda kwestia zapasu dynamiki podczas miksowania?
Na tym etapie odbywa się mnóstwo złożonych procesów, od aplikowania wtyczek, przez zawiły routing sygnału, różne obliczenia i zabiegi, aż do sumowania wszystkich ścieżek na kanale master i finalnego zgrania.
Stosowanie pluginów
Teoretycznie, przestrzegając opisanych wyżej wytycznych związanych z poziomami, nie powinniśmy natrafić na kłopoty podczas sumowania wszystkich kanałów, tzn. na sumie nie powinny pojawiać się czerwone światełka ostrzegawcze. Problem w tym, że trzeba być bardzo ostrożnym aplikując na ścieżki różnego typu wtyczki, bo te ingerują w poziomy sygnału. Najlepszą metodą na zachowanie odpowiednich poziomów na tym etapie jest dopilnowanie, aby sygnał wychodzący z wtyczki po obróbce był na tym samym poziomie, na jakim do niej wchodził.
Obliczenia 24-bitowe czy 32-bitowe?
Niektóre DAW korzystają z wewnętrznych obliczeń 24-bitowych (stało-przecinkowych), a inne – z 32-bitowych (zmienno-przecinkowych) i akurat na ten aspekt nie mamy wpływu (chyba, że zmienimy DAW). Dokładność tych drugich jest oczywiście większa, ale nie oznacza to, że systemy 24-bitowe są bezużyteczne. Różnica polega bowiem na sposobie wykonywania obliczeń i innym podejściu do sumowania wszystkich kanałów, ale oba systemy pozwalają na uzyskanie niemal takich samych rezultatów brzmieniowych (o ile trzymamy się przyjętych zasad). Gdyby ktoś się w razie martwił, że w systemie 24-bitowym uzyska gorszą jakość – spokojna głowa, jedno z drugim ma niewiele wspólnego.
W systemach 32-bitowych nie istnieje też coś takiego, jak maksymalny poziom sygnału, więc nie można mówić o przesterowaniu. Nie oznacza to bynajmniej, że nie możemy go spowodować, chodzi raczej o to, że jeśli sygnały (nagrywane lub miksowane) przekroczą próg uważany za maksymalny, to zawsze możemy cofnąć tłumik i czerwone światełka znikają. W systemie 24-bitowym jest to niewykonalne, bo w nim niestety występuje poziom maksymalny i jego przekroczenie zawsze skutkuje przesterowaniem, którego nie da się cofnąć po fakcie.
Mówiąc wprost – jeśli podczas nagrywania jakiegoś śladu pojawi się przesterowanie, to możemy je w systemie 32-bitowym zlikwidować. W 24-bitowym środowisku będziemy musieli w takiej sytuacji powtórzyć nagranie po uprzednim zmniejszeniu czułości przedwzmacniacza.
Systemy 32-bitowe mają nieograniczony zakres dynamiki, bo oprócz braku poziomu maksymalnego, potrafią bezbłędnie przetwarzać sygnały bardzo ciche (aż do progu słyszalności). Mało tego, sygnał może być stłumiony aż do momentu, kiedy jest ledwie słyszalny, a następnie wzmocniony do oryginalnego poziomu bez żadnej straty jakości. Rzecz nie do pomyślenia w 24 bitach, a co dopiero w 16 bit.
Kolejna zaleta systemu 32-bitowego podczas sumowania jest taka, że ściągnięcie w dół suwaka odpowiedzialnego za poziom na sumie jest równoznaczne z obniżeniem poziomu wszystkich suwaków na poszczególnych kanałach i ewentualne przesterowanie znika, ale to przy założeniu, że nie mamy na sumie żadnych zapiętych wtyczek. W systemie 24-bitowym musielibyśmy w takiej sytuacji ściągać w dół wszystkie suwaki na kanałach, żeby suma przestała nam świecić.
Można więc spokojnie stwierdzić, że w czasie miksu na systemie 32-bitowym zapas dynamiki nie stanowi większego problemu. Ale jest jedno miejsce, gdzie musimy być uważni – sloty insertowe na sumie miksu. Jeśli chcemy zapinać jakiekolwiek plug-iny na sumie, to musimy się najpierw dowiedzieć, w jaki sposób i z jakimi poziomami dane wtyczki mogą pracować. Nie wszystkie bowiem są tworzone w ten sam sposób – jedne pracują optymalnie z sygnałami niższymi i zachowują się niezbyt dobrze przy wyższych poziomach, a inne radzą sobie z bardzo wysokimi poziomami bez problemu. Jeśli nie jesteśmy pewni, z jaką wtyczką mamy do czynienia, po prostu pracujmy ze stosunkowo niskimi poziomami sygnału wchodzącymi na sumę, wtedy unikniemy potencjalnych haczyków ukrytych w topologii konkretnych plug-inów. I znów, dla tych, którzy martwią się o to, że pewnie na systemie 24-bitowym nie osiągną tak głośnych miksów, jak na systemach 32-bitowych – jedno z drugim nie ma nic wspólnego, bo wyżej niż cyfrowe zero ani tu, ani tu nie wyjdziemy.
Pamiętajcie też, że cały czas mówimy o miksie, więc chodzi tu przede wszystkim o to, aby uzyskać dobry miks a nie wysokie poziomy średnie. Macie po prostu spokojniejszą głowę z sumowaniem wszystkich kanałów, bo w razie czego możecie tylko obniżyć suwak odpowiedzialny za sumę i przester znika. W systemie 24-bitowym musimy się bardziej natrudzić i dokonać korekt na poszczególnych śladach, żeby suma nie świeciła na czerwono. Poza tym, miks i tak później trafia do masteringu, więc nikt przy zdrowych zmysłach nie będzie maksymalizował poziomu przed oddaniem go do inżyniera masteringu. Jeśli zauważycie, że suma Wam przesterowuje podczas miksu, to zawsze zweryfikujcie poszczególne kanały (lub sumę, jeśli pracujecie w 32-bit), a nie sięgajcie odruchowo po limiter. On wprawdzie zapobiegnie przesterowaniu, ale jednocześnie wpłynie negatywnie na brzmienie całości i spłaszczy dynamikę utworu, a chyba nie chcecie tego robić? Zdrową praktyką jest zostawienie kilku dB zapasu dynamiki i oddanie utworu do masteringu w takiej formie. Będzie brzmiał klarowniej, dynamiczniej i po prostu lepiej, a dopiero inżynier masteringu zajmie się ustaleniem ostatecznego poziomu nagrania, po tym, jak zaaplikuje przed limiterem kilka innych procesorów.
Podsumowanie
Mam nadzieję, że pojęcia zapasu i zakresu dynamiki są Wam teraz trochę bliższe i będziecie mieli je na uwadze podchodząc do kolejnych nagrań i miksów. Nie mówię, że macie się bezwzględnie i sztywno trzymać przytoczonych liczb, bo jak by nie było, są one umowne. Ale miejcie przed oczami jakiś drogowskaz, bo inaczej szybko zbłądzicie i ucierpią na tym Wasze potencjalne hiciory.
I jeszcze jedna uwaga – nie chcę, żebyście myśleli, że przesterowanie (nawet to cyfrowe) to wszelkie zło i demon wcielony. Na nie też czasem znajdzie się miejsce w naszych produkcjach, bo nie jeden ciekawy efekt można dzięki temu uzyskać, ale o tym porozmawiamy kiedy indziej.