Компьютерная обработка звука

Существует много факторов, которые определяют скорость обработки и то, действительно ли вы сможете исследовать эффект в реальном масштабе времени. Длина или пакет файла импульса и соотношение параметров Quality/speed (Качество/быстродействие), настройка которых расположена в нижней части вкладки General,  – это самые важные факторы. Как правило, для высококачественной обработки звука в реальном времени требуется Pentium II или еще более быстрая машина.

Значения параметра Quality/speed изменяются от 1 до 5. При параметре равном 5 достигается самое высокое качество обработки, но при этом требуется интенсивная работа процессора. Если во время предварительного прослушивания в реальном времени возникнут прерывания звука, следует снизить значение параметра. Однако для достижения наилучшего результата не забывайте при заключительной обработке файла устанавливать максимальное значение.

Как отмечалось выше, второй шаг при обработке звукового файла с помощью Acoustics Modeler – внесение изменений в параметры файла импульса.

Существует несколько корректировок, применяемых к файлу импульса, чтобы изменить звук обработанного сигнала.

Баланс Dry/Wet (Необработанный/Обработанный сигналы). Эти ползунковые регуляторы (или просто ползунки) на вкладках General, Envelope и Summary управляют смесью необработанного и обработанного сигналов на выходе Acoustics Modeler. Значения данных регуляторов (от – Inf. до 20 дБ) на разных вкладках идентичны и дублируются для удобства использования.

Если вам необходим реальный звук, то эти регуляторы должны быть установлены в позиции 100 % Wet и 0 % Dry. Необработанный сигнал добавляется, чтобы скомпенсировать чрезмерно размытые ответы импульса и усилить ясность.

Impulse Envelope (Огибающая импульса). Амплитудной огибающей принято называть линию, условно соединяющую на графике звуковой волны пиковые значения сигнала, как бы огибающую график колебаний. При этом график получается вписанным в линию. Допускается корректировка пользователем огибающей импульса, что дает возможность ограничить длительность импульса и создавать интересные эффекты.

Длительность импульса может быть изменена двумя способами. Во-первых, можно пометить на вкладке General пункт Apply envelope and limit decay to (Применить ограничение огибающей) и затем скорректировать ползунком время (в секундах, с точностью до второго знака), в течение которого будет длиться импульс. Во-вторых, в окне Acoustics Modeler можно перейти на вкладку Envelope и там пометить тот же самый пункт, как показано на рис. 2.3. Затем, корректируя (перемещая по оси времени, то есть влево или вправо) красную линию, которая указывает на пограничную точку огибающей в окне графика импульса, определяют длительность импульса. Время длительности импульса на вкладке General и положение красной линии относительно начала импульса на вкладке Envelope – это одно и то же, и меняя ползунком время на первой вкладке, вы одновременно двигаете красную линию на второй, и наоборот.

Рис. 2.3. Вкладка Envelope в окне Acoustics Modeler

Чтобы передвинуть указательную линию пограничной точки огибающей, поместите на нее курсор мыши. Курсор примет форму двунаправленной стрелки. Нажмите левую кнопку и перетащите линию влево или вправо (например, как изображено на рис. 2.4). Такое изменение графика будет означать, что длительность импульса уменьшится. Другими словами, акустические процессы, привнесенные в звуковую картину импульсом, будут протекать быстрее. На практике это может дать, например, ощущение уменьшенного акустического объема помещения.

Рис. 2.4. Перемещение линии граничной точки огибающей

По умолчанию форма огибающей всегда сохраняется. Чтобы непосредственно скорректировать линию огибающей, щелкните по рамке в ее конце и перетащите ее в другое место вдоль линии пограничной точки огибающей (см. рис. 2.5). Такая форма огибающей даст акустический эффект резкого обрыва импульса после периода плавного затухания.

Рис. 2.5. Перетаскивание граничной точки огибающей

Для создания новых точек изгиба щелкните в любом месте линии огибающей. Будет вставлена новая рамка, положение которой по вертикали также можно корректировать, чтобы создать нужную форму огибающей (как, например, на рис. 2.6). Акустический эффект может быть самым неожиданным.

Рис. 2.6. Видоизменение линии огибающей

Для возвращения огибающей к первоначальному виду разрешается в любое время нажать кнопку Reset (Сброс).

Интересные эффекты могут быть получены при плавно увеличивающейся амплитуде огибающей, что придает звуку как бы раздувающийся в пространстве характер.

Response Delay (Задержка отзвука). Ползунок Response Delay на вкладке General устанавливает время (в миллисекундах) между необработанным и обработанным сигналами. Эта задержка может давать любопытные эффекты, связанные с изменением размеров импульса реверберации. Допустимые значения: от -500 до 500 мс. Положительная установка заставит произведенный эффект звучать после необработанного сигнала, отрицательная – перед необработанным сигналом (своеобразная предзадержка).

Response Width (Ширина отзвука). Перемещая ползунок Response Width на вкладке General, можно достичь некоторого расширения стереобазы или, наоборот, эффекта свертывания стерео.

Допустимые значения: от 0 до 100. Настройка по умолчанию – 50 (нормальная функция стерео). Это рекомендуемая величина для поддержки стереобазы отзвука. Установка выше этого значения немного расширит стереобазу, но вместе с тем может привести к неестественному звуку; снижение ее сузит стереобазу.

Эквалайзер. В данной части вкладки для обработки частоты отзвука предлагаются два фильтра – Low-Shell start freq. (Начальная частота фильтра низких частот) и High-Shelf start freq. (Начальная частота фильтра высоких частот). И устанавливаемая частота, и усиление каждого фильтра могут быть скорректированы независимо друг от друга.Чтобы украсить обработанный сигнал, попробуйте усилить частоты от 8 до 10 кГц высокочастотным фильтром. Для удаления фона низкой частоты или грохота вырежьте частоты ниже 40 Гц при помощи низкочастотного фильтра.

Творческое использование Acoustics Modeler

Действие на отдельные ноты и пассажи

Обработка модулем Acoustics Modeler отдельных нот в пассаже или отдельных пассажей в пьесе позволяет получить интересные эффекты. Так, можно поменять динамику звучания отдельных музыкальных инструментов при затухании звука (в паузах).

Достичь подобных эффектов можно за счет того, что Acoustics Modeler смешивает реверберационное послезвучание со смежным необработанным аудиоматериалом. В Sound Forge смешивание послезвучания допускается по умолчанию и установлено в диалоговом окне Real-Time Preview Configuration (Конфигурация предварительного прослушивания в реальном масштабе времени).

При помощи Acoustics Modeler монозаписям можно придать черты звуковой стереозаписи. Сперва создается стереофайл, содержащий две скопированные монодорожки. В Sound Forge это делается по щелчку правой кнопки мыши в поле состояния Mono/Stereo (а затем выбирается опция Stereo). Для файла с двумя каналами можно создать файл, почти неотличимый от стереозаписи (применив для этого любой из импульсов среды помещения, использующихся в Acoustics Modeler). Фактически вы можете записывать все дорожки в моно, а затем использовать Acoustics Modeler для окончательной имитации стерео.

Создание специальных эффектов

Обработка звукового файла с помощью обычного WAV-файла, а не импульса, иногда может дать потрясающие эффекты.

Например, создайте звуки, используя FM synthesis tool (Инструмент частотного синтеза) в Sound Forge, а затем выбирайте файлы с этими звуками как файл импульса в диалоговом окне Acoustics Modeler. Можно использовать любой WAV-файл. Это хороший способ создавать никогда не существовавшие ранее звуки. Панорамирование в импульсе заставляет звук на стереовыходе «трепетать» между каналами. Чтобы генерировать эффекты типа эха, используйте в качестве файлов импульса звуки стаккато (например, резких барабанных ударов).

Создание новых пространственных эффектов и замена диалогов в видео

Acoustics Modeler может быть неоценимым инструментом при производстве звука для кино и телевидения.

Если вы планируете дублировать переводом диалог, записанный в другом месте, или добавить к записи звуковые эффекты, вы можете создать импульс в каждом из мест, где снимается фильм и записывается новый эффект, и работать с этими импульсами в течение производственного цикла. Такие приемы добавят звуку реализм и облегчат работу по воссозданию правильной акустической атмосферы (при использовании стандартных эффектов реверберации это достигается большими усилиями).

Требуется учесть следующее.

Чтобы иметь достоверную картину акустического объема, следует записать для проб много импульсов на различном расстоянии от источника звука. Информация о расстоянии определяется тем, как далеко микрофон отстоит от динамика при создании импульса.

Поскольку чувствительность человеческого слуха к частоте меняется с изменением уровня громкости звука, импульсы, которые были созданы в больших акустических объемах, при большой громкости могут звучать неестественно.

Размещение динамиков слева или справа от микрофонов при записи влияет на направленность звуков в создаваемом импульсе. Например, если динамики при записи были размещены слева от микрофонов, будет создаваться ощущение, будто звук импульса исходит слева.

Панорамирование при помощи специальных функций

Head related transfer function (HRTF – функция преобразования, связывающая расположение в пространстве) содержит частотную и фазовую информацию, необходимую для создания впечатления, будто звук исходит из некоторого источника в трехмерном пространстве. На компакт-диске Acoustics Modeler в каталог hrtf включены файлы импульса, содержащие такую информацию о направлении сигнала. Лучшие результаты достигаются, когда используются наушники, а первоначальный файл – монофонический.

Включенные файлы подразделяются на файлы левого и правого направлений. Два числа в каждом имени файла указывают соответственно на высоту и азимут в градусах. В табл. 2.1 приведены примеры наименования файлов импульса.

Таблица 2.1. Расшифровка имен файлов импульса

Создание импульсов

Отзвуки импульса могут быть выделены из естественных акустических объемов или из фонограммы. Создание собственных импульсов требует некоторых усилий и дополнительного оборудования, которого у вас может и не быть.

Для создания импульса подходят самые разнообразные устройства и приспособления: годится как выстрел стартового пистолета, так и хлопок руками. Проблема состоит только в том, что любой «генератор импульсов» добавляет звуку собственную окраску. Для достижения наилучших результатов предлагается такой метод записи импульса.Что понадобится

Если вы хотите получить отзвук импульса в акустическом пространстве, вам потребуется:

• устройство извлечения тестового звукового тона;

• акустическая система, чтобы воспроизвести тестовый тон в пространстве;

• два стереомикрофона, чтобы регистрировать тестовый тон;

• записывающее устройство для фиксации сигналов с микрофонов.

Если вы планируете получить отзвук импульса какого-либо электронного устройства, вам понадобится:

• электронное устройство воспроизведения тестового звукового тона, которое связывается некоторым интерфейсом со входом записывающего устройства;

• записывающее устройство, которое связывается с помощью интерфейса с выходом электронного устройства.

Устройством воспроизведения может быть звуковая плата компьютера и любой другой аппарат, на котором можно получить тестовый звуковой тон. Записывающим устройством может быть любой звукозаписывающий аппарат, имеющий микрофонный или линейный вход.

Обратите внимание: на качество импульса будет непосредственно влиять качество воспроизводящей системы и системы записи. Чем хуже тракт вашей системы, тем меньше окраски будет добавлено в отзвук импульса.Запись импульса

Во-первых, нужно воспроизвести тестовый тон, который вы хотите использовать. На компакт-диске Acoustics Modeler имеется два таких тона. Для большинства применений пригоден 24-секундный тон. Как правило, чем он дольше, тем больше отношение сигнал/шум. 48-секундный тон, включенный в комплект поставки, следует использовать только в зашумленных пространствах или когда время отражения в звуковом объеме, где делается запись, превышает 6 с.

В начале и в конце тестового тона имеются пики сигнала. Они должны быть включены в запись для более простой корреляции импульса на поздних стадиях процесса.

Если вы делаете запись тестового тона в акустическом объеме, вам придется заняться размещением микрофонов и динамиков системы воспроизведения. Определяющую роль играет правильное расположение микрофона. Расстояние между динамиками и микрофоном будет восприниматься как расстояние от источника звука после его обработки импульсом, который вы создадите. Другими словами, если вы запишете тестовый тон, разместив динамики на расстоянии 30 м от микрофонов, то любой звук, который вы обработаете таким импульсом, будет звучать подобно этому – с расстояния в 30 м.

После того как установлено оборудование, начинается воспроизведение тестового тона и выставляются уровни на записывающем устройстве. Тестовый тон следует запустить с наибольшей возможной громкостью, чтобы получить наилучший эффект по отношению сигнал/шум.

Выставив уровни, можно приступить к записи. Включайте запись и начинайте воспроизведение тестового тона. Не забудьте включить в запись пики сигнала в начале и в конце тона. Для надежности нужно делать две записи для каждого варианта размещения оборудования, а затем перемещать микрофоны, меняя их местонахождение.

При записи с выхода электронного устройства ее процесс будет таким же, только не понадобятся динамики и микрофоны. Просто соедините выход системы воспроизведения со входом электронного устройства, а выход электронного устройства соедините со входом системы записи.

Теперь пропустите тестовый тон через электронное устройство и запишите сигнал с его выхода на системе записи.Получение отзвука импульса

Когда вы пропустите тестовый тон через систему и сделаете запись, ее следует обработать и преобразовать в отзвук импульса.

Сначала откройте файл записи тестового тона, которую вы сделали (не чистый сгенерированный тон, а обработанный акустическим объемом сигнал), в звуковом редакторе (скажем, в Sound Forge). Найдите первый пик сигнала (это синхронизация) и удалите весь аудиосигнал до него. Старайтесь подойти как можно ближе к началу пика синхронизации, но не удаляйте его. В Sound Forge это можно сделать быстро, выбрав функцию Zoom in Full: поместите курсор в самом начале пика и нажмите клавиши Ctrl+Shift+Home, а затем – клавишу Delete.

Теперь найдите второй пик синхронизации и удалите все данные от начала второго пика до конца файла. Снова пытайтесь подойти как можно ближе к началу пика синхронизации. В Sound Forge для этого выберите функцию Zoom in Full, разместите курсор в самом начале второго пика и нажмите клавиши Ctrl+Shift+End, а затем клавишу Delete.

Сохраните файл. Теперь у вас имеется звуковой файл с пиком звука в самом начале, тестовым тоном и затем некоторым интервалом тишины (второй пик мы удалили).

На вкладке Recover диалогового окна Acoustics Modeler в поле Recorded file (Записанный файл) выберите файл, который вы только что сохранили. В поле Test file used (Используемый тестовый файл) введите имя первоначального тестового файла, содержащего звук, с которого делалась запись. Обязательно убедитесь, что выбран именно оригинальный необработанный файл тестового тона, который вы использовали. Это должен быть файл на компакт-диске в каталоге testtone.

Теперь введите в поле Impulse output file (Выходной файл импульса) имя файла отзвука импульса, который вы собираетесь создать. Вы можете определить каталог, используя кнопку Browse.

В большинстве случаев не требуется помечать пункт Remove very low frequencies (Удалять самые низкие частоты).

Поскольку записанный файл был урезан точно по начальному и конечному звуковым пикам, установите режим создания импульса, то есть пометьте пункт Use start and end of the recorded file as timing spikes (Использовать для синхронизации начало и конец записанного файла).

Чтобы запустить процесс создания импульса, нажмите кнопку Recover Impulse. Если процедура осуществлена верно, вы сможете открыть файл импульса в звуковом редакторе и внести при необходимости небольшие исправления.

Часто возникает потребность урезать созданный импульс. Для этого сначала откройте файл импульса, который вы только что создали (определенный в поле Destination file). Удалите тишину или низкоуровневый шум до и после звука, которые длятся обычно от 900 до 1100 выборок. Заметим, что всегда следует стараться делать отзвук импульса как можно короче, чтобы увеличить быстродействие обработки при использовании Acoustics Modeler. Файлы импульса, имеющие длину более 131071 выборок (приблизительно 3 с), обрабатываются медленно. Для самой быстрой обработки требуется, чтобы импульс состоял не более чем из 65535 выборок (приблизительно 1,5 с). Конечно, это невозможно при большом времени реверберации. В любом случае Acoustics Modeler использует только 12 с из файла импульса.

Убедитесь, что вы сохраняете отредактированный звуковой файл импульса, используя стандартный формат WAV. Как только файл импульса сохранен, его можно употреблять для обработки звуковых файлов. Открывайте диалоговое окно Acoustics Modeler и выбирайте этот файл в поле Impulse как любой другой файл импульса. Если все было сделано правильно, вы воссоздадите весьма реалистичную акустическую картину того места, где делалась запись.Добавление итоговой информации и изображения к вкладке импульса

Если вы планируете использовать свою коллекцию файлов импульсов совместно с другими, для дальнейшей работы полезно сопроводить файл итоговой информацией и изображением того места, где делалась запись. В Sound Forge для того, чтобы приложить к импульсу рисунок, комментарии, сведения об авторе и принадлежности авторских прав, используется вкладка Summary, показанная на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Вкладка Summary диалогового окна Sonic Foundry Acoustics Modeler