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.

---

Clear Marked Vol And Pan Changes (Отменить изменения громкости и панорамы в помеченной области). По этой команде громкость в помеченной области устанавливается в 0 дБ, а панорама – посередине.

Clear Marked Pan Changes (Отменить изменения панорамы в помеченной области). По этой команде панорама в помеченной области устанавливается посередине, а громкость не меняется.

Reverse Marked Vol And Pan Changes (Реверс изменения громкости и панорамы в помеченной области). Эта команда выполняет реверс всех изменений громкости и панорамы в помеченной области. Например, затухание звука станет нарастанием, а развертка панорамы изменит свое направление.

Snap Marked Mix Changes to Cursor (Перенести помеченную область изменений громкости и панорамы к позиции курсора). Эта опция используется, чтобы переместить всю последовательность изменений громкости и панорамы из помеченной области в другое место, определяемое положением курсора. Ее можно использовать только при открытом окне – регуляторе громкости и при наличии помеченной области.

Давайте перенесем какую-нибудь последовательность изменений громкости/панорамы, например, к границе канала. Поместите курсор перед областью изменений и воспользуйтесь кнопкой Next (Следующее) в окне – регуляторе громкости, чтобы подвести курсор к началу изменений. Нажмите клавишу B, чтобы отметить начало области. Поместите курсор в конец изменений и нажмите клавишу E, чтобы отметить конец области. При помощи клавиши Tab (табуляция) установите курсор на границу канала и выберите описываемую опцию из меню. Из помеченной области вся последовательность изменений громкости/панорамы будет перенесена к позиции курсора на границе канала.

Панорамирование в Samplitude 2496

Стереосигнал в этой программе можно панорамировать в Object Editor (Редактор объектов), который доступен из меню Object. Редактор объектов, как и все другие опции в меню Object, работает с выбранным в окне виртуального проекта объектом.

Редактор объектов – это один из самых мощных инструментов Samplitude. С его помощью к каждому объекту могут быть применены эффекты в реальном масштабе времени, и нет необходимости специально назначать канал микшера или выполнять сложную маршрутизацию. Выбранные эффекты не отменяются при манипуляциях с объектом, например при его перемещении или копировании.

Кроме вызова из меню, окно редактора объектов можно открыть еще двумя способами. Находясь в выбранном объекте, нажмите правую кнопку мыши и, удерживая ее, нажмите левую. Второй вариант: дважды нажмите левую кнопку мыши в нижней половине выбранного объекта. Окно редактора объектов показано на рис. 1.41.

Рис. 1.41. Окно объектного редактора Object Editor

Нас будет интересовать нижняя правая часть этого окна, а именно секции Pan Mode (Режим панорамирования) и Pan (Панорамирование).

В секции Pan Mode выбирается способ, которым воздействуют на аудиосигнал два регулятора – регулятор панорамы и регулятор ширины стерео-базы, расположенные в секции Pan. Таких способов три.

Balance + Stereo Enhancer (Баланс + Усилитель стереоэффекта). Верхний регулятор определяет стереобаланс (средняя позиция – 0 дБ; при повороте влево уменьшается сигнал правого канала, в крайней левой позиции правый канал выключается совсем; при повороте вправо соответственно уменьшается сигнал левого канала вплоть до его выключения в крайней позиции). С помощью нижнего регулятора устанавливается ширина стерео-базы: в среднем положении она соответствует оригиналу, в крайнем левом – моно, в крайнем правом положении ширина стереобазы максимально увеличена.

-4.5 dB Panorama + Stereo Enhancer (Панорама -4,5 дБ + Усилитель стереоэффекта). В среднем положении верхнего регулятора громкость каждого канала уменьшена на 4,5 дБ. При повороте регулятора один из каналов постепенно исчезает, а другой остается, в крайних положениях достигая усиления до 4,5 дБ (чтобы максимальный уровень не превысил 0 дБ). При этом воспринимаемая на слух стереобаза сохраняется. Это идеальный режим для размещения монообъектов внутри стереопанорамы. С помощью нижнего регулятора, как и в первом режиме, устанавливается ширина стереобазы: в среднем положении она соответствует оригиналу, в крайнем левом – моно, в крайнем правом положении ширина стереобазы максимально увеличена.

2 Channel Panorama (Панорама двух каналов). В этом режиме каждый стереоканал настраивается своим регулятором. Как и в предыдущем режиме, применяется тот же самый алгоритм сохранения громкости постоянной. Это позволяет установить, например, сигнал левого канала справа, а сигнал правого канала – посередине.

Частотная коррекция

При восприятии музыки ее тембровая окраска играет большую роль. С появлением компьютерных технологий появилась возможность создавать и использовать звук любого тембра. Современные технологии позволяют избежать всех принципиальных тембровых ограничений.

Для частотной коррекции тембра широко применяются аппаратные эквалайзеры – устройства, позволяющие выборочно в определенных полосах частот усилить или ослабить частотные составляющие звука. Они имеют также программную реализацию и активно используются во всех рассматриваемых в книге программах.

Если использовать спектральное разложение (графическую форму представления звука, в которой по горизонтали отсчитываются гармонические составляющие сигнала, а по вертикали – их амплитуды), то многие частотные преобразования становятся фактически амплитудными преобразованиями спектра сигнала. Так, фильтрация – усиление или ослабление определенных полос частот – сводится к наложению на спектр соответствующей амплитудной огибающей. Однако частотную модуляцию таким образом представить нельзя: она выглядит как смещение всего спектра или его отдельных участков во времени по определенному правилу.

Для реализации частотных преобразований обычно применяется спектральное разложение по методу Фурье, которое требует значительных вычислительных ресурсов. Однако существует алгоритм быстрого преобразования Фурье, который выполняется в арифметике целых чисел и позволяет уже на младших моделях компьютеров с процессором Intel 80486 разворачивать с достаточной точностью в реальном времени спектр сигнала. Подробнее эту методику мы рассмотрим в разделе книги, посвященном спектральному анализу.

Фильтры и их характеристики

В зависимости от полосы пропускаемых частот фильтры подразделяются на фильтры низких частот (НЧ-фильтры), фильтры высоких частот (ВЧ-фильтры), полосно-пропускающие фильтры (полосовые фильтры) и полосно-задерживающие фильтры (режекторные фильтры). Соответствующие им амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) изображены на рис. 1.42.

Рис. 1.42. Амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики фильтров: a) фильтр низких частот; б) фильтр высоких частот; в) полосно-пропускающий фильтр; г) полосно-задерживающий фильтр

Наряду с АЧХ фильтра значительный интерес представляет его фазово-частотная характеристика (ФЧХ), то есть сдвиг фазы выходного сигнала по отношению к входному в зависимости от частоты. Фаза важна потому, что сигнал, прошедший через фильтр без изменения амплитуды в полосе пропускания, может быть искажен по форме, если запаздывание при прохождении через фильтр не будет постоянным для различных частот. Постоянное время задержки (для всех частот) соответствует линейному изменению сдвига фазы в зависимости от частоты, поэтому фильтр с линейной фазой обеспечивает неискаженную передачу формы сигнала. ФЧХ различных фильтров показаны на том же рисунке. Графический эквалайзер в Sound Forge

При помощи Graphic EQ (Графический эквалайзер) можно усилить или ослабить сигнал в выбранных полосах частот, чтобы изменить частотный спектр сигнала.

Окно 10-полосного графического эквалайзера, изображенное на рис. 1.43, открывается из меню Process (Обработка) по команде EQ → Graphic.

Рис. 1.43. Окно Graphic EQ

Опция Name (Наименование) служит для загрузки стандартных (поставляемых с программой) или сохраненных пользователем предустановленных параметров диалогового окна. Конкретная предустановка выбирается из раскрывающегося списка.

Каждый из десяти ползунковых регуляторов в секции Gain (Усиление) позволяет усилить или ослабить уровень сигнала в определенной полосе частот. Под каждым регулятором указана средняя частота полосы, на которую он воздействует: 31 Гц, 62 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц и 16 кГц.

В зависимости от выставленных положений регуляторы воздействуют в каждой соответствующей полосе частот следующим образом: