Александр Загуменнов - Компьютерная обработка звука

• Название: Компьютерная обработка звука
• Автор: Александр Загуменнов
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Возможности современных программ и компьютеров, а также их относительная доступность по цене позволяют выполнять серьезную работу по обработке звукового материала – в том числе и профессиональную – не только на специализированной звуковой рабочей станции в студии звукозаписи, но и на персональном компьютере, в домашней студии.

В книге, которую вы держите в руках, рассмотрены основные методы обработки звука при помощи персонального компьютера, совместимого с IBM PC. Приводится подробное описание их использования на примере наиболее распространенных в России программ обработки звука, работающих под управлением операционной системы Microsoft Windows: Sound Forge, WaveLab, SAW Plus 32, Samplitude 2496, Cakewalk Pro Audio, а также программы ведения нотной записи Finale 98.

---

Когда пиковые значения нормализуются к уровню 0 дБ, уровень амплитуды пиков выделенного фрагмента также нормализуется к 0 дБ. При этом применяется максимально возможный постоянный коэффициент усиления, который еще не отсекает пики сигнала. Чем меньше коэффициент усиления, тем в большей степени необходима нормализация по уровню среднеквадратичных значений.

При выборе опции Ignore разрешается отсечение громких пиков сигнала. Если отсекаемые пики очень коротки и нечасты, это будет незаметно на слух, но запись получится некачественной, когда сделано много отсечений.

При выборе опции Stop processing обработка прекращается при появлении любых звуковых данных, которые станут отсекаться. При этом выдается предупреждение.

При выделении обоих каналов стереоданных нормализация вычисляется по самому громкому найденному значению в любом из каналов, причем один и тот же коэффициент усиления применяется к обоим каналам. Если в стереофайле выделен один канал, то и нормализация действует только на него.

Нормализация уровня звука в WaveLab

По команде Normalize (Нормализовать) из меню Level открывается диалоговое окно Normalize Sound Level (Нормализация уровня звука), вид которого показан на рис. 1.34.

Рис. 1.34. Диалоговое окно Normalize Sound Level

Это окно используется, чтобы изменить коэффициент усиления (громкость) выделенного фрагмента аудиозаписи. Изменение коэффициента усиления всегда устанавливается в соотношении с полным уровнем звука. Основная задача, которую можно решать с помощью данной опции, заключается в том, чтобы оптимизировать коэффициент усиления звуковых файлов с низким уровнем записи.

Секция окна Maximum level (Максимальный уровень) используется для установки уровня. Полная нормализация (увеличение громкости до максимального уровня) достигается при установке максимального уровня в 0 дБ, 100 % или 32767 условных единиц, в зависимости от шкалы измерения, которая используется в данный момент.

Если помечена опция As selected (Как в выделенном фрагменте), максимальный уровень будет автоматически установлен на уровне максимальной амплитуды в выделенном фрагменте.

Когда включен флажок Stereo Link (Связать стереоканалы) и нормализация применяется в стереофайле, самые высокие пики сигнала отыскиваются отдельно в каждом канале, но к обоим каналам применяется одинаковый коэффициент усиления (чтобы не нарушить стереобаланс). Обычно эта опция должна всегда быть активной.

При использовании опции Batch Processing (Пакетная обработка) некоторые процессы в последовательности эффектов могут увеличить уровень сигнала. Вне пакетной обработки (без создания цепочек) WaveLab использует 32-разрядную внутреннюю обработку. Однако если в результате какого-либо процесса в пакетном процессоре сигнал, скажем, преобразуется в аудиосигнал с более низким разрешением (например, 16 бит), то может произойти отсечение пиков сигнала.

Чтобы избежать этого, в пакетном процессоре можно вставить Normalizer в конце последовательности эффектов и активизировать в окне Normalize Sound Level опцию Only if clipping (Только при ограничении). Тогда Normalizer будет дополнительно снижать уровень сигнала таким образом, чтобы его максимальное значение не превышало заданного. Однако процедура снижения уровня сигнала будет применяться только в том случае, если без нее может произойти отсечение пиков сигнала. Фактически это позволяет использовать Normalizer как полностью свободный от искажений ограничитель.

Кнопка Get peak level (Определить пиковый уровень) служит для определения уровня самого громкого сигнала в выделенном фрагменте звукового файла. Найденный уровень отображается в окне, показанном на рис. 1.35. Эта возможность используется, например, в том случае, когда надо решить, имеется ли потребность в волновой нормализации или нет.

Рис. 1.35. Найденный пиковый уровень после нажатия кнопки Get peak level

Нормализация и ограничение пиковых уровней в SAW Plus 32

В окне MultiTrack View щелкните по кнопке с надписью FX того канала, в котором хотите применить эффект. Откроется окно Effects Patch Builder (Составитель эффектов). В нем отображается список всех эффектов, как встроенных, так и установленных дополнительно. Различные комбинации эффектов из этого списка применяются для обработки аудиоданных, размещенных в канале. В левом окне Effects Choices выберите эффект Comp/Gate/Limiter (Компрессор/Пороговый шумоподавитель/ Ограничитель). Нажмите кнопку Add, чтобы добавить эффект в правое окно Current Patch. Теперь дважды щелкните в этом окне по названию Comp/Gate/Limiter, чтобы открыть окно управления данным эффектом (оно показано на рис. 1.36). Произведите здесь необходимые настройки.

Рис. 1.36. Окно управления эффектом Comp/Gate/Limiter

Функция Normalizer (органы настройки для нее видны в правой части окна) автоматически вычисляет точную величину смещения уровня громкости (в сторону увеличения или уменьшения), при котором количество отсекаемых пиковых значений этого уровня в звуковом файле не превышает заданного процента.

Нажмите и удерживайте нажатой левую кнопку мыши в области небольшого прямоугольного окошка над надписью Normalize. При перемещении курсора вверх или вниз корректируется процент нормализации с шагом 1 %. Если одновременно нажать клавишу Shift, шаг будет увеличен до 5 %. Щелчок правой кнопкой мыши в этой же области выключает нормализацию (Off) или включает текущую установку (тот процент, на котором вы остановились).

Для расчета нормализации программе требуется сначала полностью просмотреть (сканировать) данные, а уже затем выполняется собственно нормализация. Таким образом, данный эффект не функционирует в реальном времени. Запишите обработанные данные в оригинальный файл или используйте одну из опций Build Mix для записи в новый звуковой файл.

Применяются два режима нормализации: Peak (По пиковым уровням) и Average (По среднему уровню). Окно выбора необходимого режима находится правее окна корректировки процента нормализации. Нажмите и удерживайте нажатой левую кнопку мыши в области окна переключения режимов. При перемещении курсора вверх или вниз режимы переключаются на P (Peak) или A (Average).

В режиме Peak при размещении самых громких пиков сигнала применяются разные коэффициенты для каждого канала. Уровни в обоих каналах будут приблизительно выровнены, большие расхождения громкости между ними будут уменьшены.

В режиме Average при расчете усредняются все пиковые значения каждого канала, результаты расчета левого и правого каналов объединяются, и затем рассчитанный усредненный коэффициент применяется к обоим каналам. Если такой коэффициент все же вызовет отсечение каких-либо пиков сигнала, то он дополнительно корректируется, чтобы в любом случае громкость пиков не превышала 95 % (100 % соответствуют 0дБ). В этом режиме программа пытается разместить большую часть аудиоматериала в некоторой средней по уровню громкости области. Но, конечно, определенные пики сигнала будут выходить за эту область. Данный режим сохраняет относительные различия громкости между левым и правым каналами.

Совместное использование функций Peak Limiter (Ограничитель пиков сигнала) и Normalizer (Нормализатор) позволяет максимально увеличить уровень громкости на заключительной стадии сведения. Например, чтобы достичь максимального уровня громкости при мастеринге компакт-диска, примените функцию Peak Limiter, чтобы ограничить пики сигнала общим уровнем, и добавьте функцию Normalize в режиме Peak около 98 %. При этом уровень заключительного сигнала максимально увеличится без слышимых побочных эффектов (не считая ухудшения естественности звучания).

Peak Limiter используется для ограничения чересчур больших пиков сигнала, начиная с определенных уровней громкости. SAW Plus 32 может эффективно избавить звук от больших пиков сигнала без воздействия на всю звуковую картину. Большинство аппаратных пиковых ограничителей лишь срезают пики сигнала при определенных уровнях громкости, внося тем самым различимые на слух искажения. Программа же масштабирует уровень громкости каждой половины волны (положительной и отрицательной), ведя расчет от каждого ее пересечения с нулем до следующего и мгновенно смешивает пиковые уровни с остальной частью сигнала. При этом удается избежать искажений.

Регулятор Peak Limit отмечает верхний порог, с которого начинает действовать Peak Limiter. Если регулятор установлен в крайнее верхнее положение, то Peak Limiter выключен и к функциям Compressor/Limiter не добавляется никакой дополнительной обработки.

При помощи специальной связи с окном SoundFile View обеспечивается уникальное и мощное средство установки Peak Limit. Двойной щелчок по какой-либо составляющей актуального канала в окне MultiTrack View дает возможность наблюдать текущие установки Peak Limit в окне Sound-File View. При корректировке Peak Limit к форме звуковой волны в окне SoundFile View добавится по паре горизонтальных линий для каждого канала, как показано на рис. 1.37.