Психоакустика и восприятие музыки

Любопытная статья о психоакустике и о вариантах правильного панорамирования звуковых дорожек.

1. Как мы слышим? Немного теории.

Звук – это колебание воздуха. У всякого колебания есть частота и амплитуда – отсюда две самых главных характеристики звука – высота и громкость. Частота измеряется в герцах (Гц), то есть в «разах в секунду» (соответственно 10 Гц – это 10 колебаний в секунду). Человеческое ухо воспринимает частоты от 20 до 20 000 Гц. Верхний порог достаточно условен, для разных людей он колеблется от 17 до 20 кГц, причем с возрастом у большинства падает до 16 кГц. Частоты ниже 20 Гц ухом не воспринимаются, но ощущаются телом.

Для громкости принята относительная шкала децибел (дБ), в которой за ноль принят самый тихий уровень звука частотой 1 кГц, который может уловить человеческое ухо. В такой шкале тихий шепот будет иметь громкость 20–30 дБ, обычная речь – 50–60 дБ. Максимум шкалы – болевой порог 120–130 дБ. Для разных частот предел слышимости различный. Лучше всего человек воспринимает средние частоты от 1 до 4 кГц. Именно в этом интервале находятся основные частоты человеческой речи, поэтому слух наиболее восприимчив к ним. Низкие и высокие частоты слышаться хуже. Поэтому даже на самых крутых колонках на малой громкости не удается услышать «басы».

Если одновременно звучат несколько частот, то более громкий звук заглушает (маскирует) менее тихий. Тихие высокие тона хорошо маскируются громкими низкими, а тихие низкие практически не маскируются громкими высокими. Поэтому, например, низкочастотный фон бытовой сети (50 Гц и обертона в 100, 150 и т.д.) в звуке электрогитары гораздо больше действует на нервы чем ровный шум от усилителя.

Мы воспринимаем не только частоту и громкость звука, но и положение его источника. Оно определяется нашим мозгом по двум факторам – как разность громкостей в правом и левом ухе и время запаздывания. Для частот ниже 150 Гц практически невозможно определить местоположения источника. Поэтому бас гитару и бас бочку при сведении композиции всегда панорамируют в центр. Это не оказывает никакого влияния на стереоэффект, зато нагрузка на динамики стереосистемы распределена равномерно (низкие частоты несут гораздо больше мощности, чем средние и высокие). По этой же причине сабвуфер в стереосистемах всегда один.Для частот 150–500 Гц направление определяется временной разностью, для средних (500–5000 Гц) и высоких – обоими факторами.

1. Что мы слышим? Сведение стерео композиции.

Итак, мы включаем какую-нибудь песню. Что мы слышим? Формально – набор всех частот от 20 до 20 000 Гц, громкость которых меняется во времени. Именно так наши уши и воспринимают композицию. Всю остальную работу проделывает наш мозг. Именно он определяет темп, пульсацию, вычленяет мелодию, аккомпанемент, разбивает на отдельные инструменты. Задача звукорежиссера облегчить эту задачу.

Отстройка громкости

Гораздо проще воспринимать стерео фонограмму, но первый этап сведения, как не странно, обычно проводится в «моно режиме». Это означает, что все инструменты сдвигаются в центр стерео панорамы, все стереоэффекты отключаются. На этом этапе отстраивается громкость инструментов. Начинать следует с ритм секции – отстроить звучание ударной установки и баса, при отключенных остальных каналах (в данном контексте канал – дорожка с инструментом). Затем постепенно подключать остальные инструменты. Субъективную громкость можно менять не только регулируя уровень громкости, но и с помощью тембральной окраски. Звук, в котором понижены высокие и низкие частоты, кажется тише, как бы отодвигается на второй план. В сочетании с наложением реверберации различной глубины, можно весьма реалистично расположить инструменты ближе или дальше от слушателя.

Панорамирование

Когда громкость и тембр отстроены, можно переходить к «расстановке» инструментов в стерео панораме. Положение обычно определяется в процентах: нулю соответствует положение в центре (то есть одинаковая громкость в правом и левом динамике) 100% – абсолютно вправо (звук только в правом динамике) и -100% абсолютно влево (звук только в левом динамике).

В центр практически всегда панорамируется, во-первых, инструменты в нижнем регистре (бас бочка, бас гитара, контрабас) так как их положение все равно не определяется ухом. Во-вторых, инструменты, несущие главную смысловую нагрузку – голос и солирующие инструменты. Слушатель в первую очередь сосредотачивается на том, что находится в центре стерео панорамы, то есть виртуально перед лицом. Если голос будет смещен влево или вправо, то слух будет напрягаться, стараясь разобрать слова.

Остальные инструменты равномерно распределяются по всей стерео панораме. Тут следует учесть два момента. Во-первых, нужно соблюдать баланс в левом и правом канале, суммарная средняя громкость всех инструментов должна быть примерно одинакова в обоих каналах. Во-вторых, не следует смещать все инструменты к краям панорамы (100% или -100%) – в центре всегда должно что-то оставаться. Обычно панорамируют не больше чем на 50–70%. Сваливать все в центр тоже не стоит – чем шире стерео панорама, тем больше объема, живости, тем приятнее звучит композиция.

Дабл трек (Double track)

Этот прием обычно применяется к ритм партиям для придания им объема и плотности. Существует несколько способов реализации этого приема. Идеальный способ – просто записать одну и ту же партию два раза в разные дорожки и развести их влево и вправо. Это требует определенного мастерства от исполнителя. Если сыграть неточно, то получится, вообще говоря, полная каша.

Второй способ – использовать 2 микрофона при записи. Например, динамический установить на расстоянии 15 см от динамика комбоусилителя, а второй конденсаторный на расстоянии 1 м (еще лучше использовать два разных комбоусилителя). Записать сигналы с двух микрофонов в разные дорожки и также развести их по каналам. Эффект будет несколько отличаться от первого способа, но желаемый результат будет достигнут.

Наконец, третий и самый простой способ – для него нужна только одна дорожка. На ней устанавливается задержка между правым и левым каналом порядка 10–15 мс (это легко сделать с помощью обычного эффекта delay). Слух не улавливает такой разницы между сигналами, но звук в левом и правом канале будет отличаться. Объем появиться, однако возникнут фазовые искажения – некоторые частоты будут взаимно уничтожаться, что отразится на качестве звука.

Стерео эффекты

Для финальной шлифовки общего звучания и дополнительного расширения стерео панорамы используются всевозможные эффекты. Самые распространенные: реверб (reverb), хорус (chorus), эхо (echo, delay). Реверб подходит для всех инструментов. Он придает объем, но удаляет от слушателя. Слишком много реверберации мешает читаемости трека. Хорус достаточно специфический эффект, хорошо подходит для баса и вокала. Хорус задумывался как имитация звучания нескольких инструментов, а получился довольно интересный эффект. Эхо можно использовать в моно режиме, оно очень часто применяется для вокала. В стерео режиме, когда задержка между сигналом и его эхом в левом и правом канале различная хорошо, подходит для соло гитары.

В заключение хочу сказать – учитесь слушать. Слушая музыку в метро, или по радио анализируйте как звучат инструменты, как они расставлены в пространстве, какие эффекты использованы. И в путь – экспериментируйте!

Статья взята отсюда: www.amdm.ru

Автор статьи: Teoretik