Upiększanie, czyli pogłosy, opóźnienia i procesory efektów - Estrada i Studio


Upiększanie, czyli opóźnienia, pogłosy i procesory efektów.




Poza pewnymi szczególnymi przypadkami żaden dźwięk w otaczającym nas
świecie nie istnieje w czystej, sterylnej postaci. Nawet na otwartej
przestrzeni, na plaży czy na łące, zawsze dźwiękom towarzyszą jakieś od
bicia, które nadają im odpowiedni charakter i umożliwiają, lokalizację
źródła dźwięku przez zmysł słuchu.
Wspomniane szczególne przypadki to specjalne pomieszczenia, służące
do pomiarów akustycznych, zwane komorami bezechowymi. Umieszczone w nich
pochłaniacze eliminują praktycznie jakiekolwiek odbicia, dzięki czemu
możliwe są niczym nie skażone pomiary rozmaitych przetworników
elektroakustycznych, na przykład głośników i mikrofonów. Człowiek
znajdujÄ…cy siÄ™ w takim pomieszczeniu czuje siÄ™ jednak bardzo nie swojo,
ponieważ pozbawiony jest właśnie tej informacji o otoczeniu, którą niosą
mu odbicia dźwięku, a dodatkowo jest całkowicie odizolowany od wszelkiego
tła dźwiękowego, towarzyszącego mu od urodzenia. Współczesne techniki
dźwiękowe, stosowane w muzyce rozrywkowej (i nie tylko tam), polegają na
wykorzystywaniu dużej liczby mikrofonów, poumieszczanych blisko źródeł
dźwięku. W ten sposób wyeliminowane zostają wzajemne przesłuchy i łatwiej
jest, posługując się wieloma odseparowanymi od siebie kanałami, wyważyć
prawidłowo proporcje nagrania. Po zmiksowaniu zebranych w ten sposób
instrumentów nagranie zabrzmi jednak bardzo płasko, ponieważ pogłos i
odbicia, towarzyszące dźwiękom instrumentów będą bardzo małe, podobnie jak
w komorze bezechowej. Do tego jeszcze większość współczesnych studiów
nagraniowych charakteryzuje się stosunkowo niewielkim pogłosem i jest dość
silnie wytłumiona. Dla otrzymania plastycznego nagrania, bogatego w
rozmaite przestrzenie i efekty, niezbędne jest posłużenie się
urzÄ…dzeniami, wytwarzajÄ…cymi nie istniejÄ…ce w momencie nagrywania
instrumentów efekty akustyczne. W pewnych sytuacjach można oczywiście
posłużyć się dodatkowymi, oddalonymi mikrofonami, zbierającymi akustykę
pomieszczenia, jednak rzadko zdarzajÄ… siÄ™ warunki odpowiadajÄ…ce najlepszym
salom koncertowym. O sposobach posługiwania się mikrofonami napiszę w
najbliższych odcinkach cyklu, teraz powrócimy do naszego tematu.
Już u samego zarania przemysłu nagraniowego próbowano naśladować
naturalne odbicia, pogłos. Pierwsze efekty polegające na opóźnianiu
dźwięku zostały uzyskane przez przesłanie sygnału liniami telefonicznymi z
miasta do miasta i z powrotem. Ponieważ każde łącze telefoniczne
charakteryzuje się opóźnianiem sygnału, uzyskano w ten sposób efekt
niewielkiego echa. Ten pierwszy eksperyment pozostał zresztą do dzisiaj w
nazwie najpopularniejszego chyba urzÄ…dzenia efektowego - linii
opóźniającej, która z tą pierwotną linią telefoniczną nie ma oczywiście
już nic wspólnego. W latach sześćdziesiątych do wytwarzania opóźnień
używany był powszechnie poczciwy magnetofon z trzema głowicami, na którym
uzyskiwano wiele ciekawych efektów, z flangerem włącznie (który zaraz
opiszę), a w miarę rozwoju elektroniki zbudowano urządzenia opóźniające
już bez części mechanicznych, początkowo analogowe, a później cyfrowe.
Do symulowania w warunkach studyjnych nieistniejących pomieszczeń i
wytwarzania sztucznego pogłosu stosowane były wiele lat temu specjalne
pomieszczenia, tak zwane komory pogłosowe. Wyłożone były one kafelkami,
wyposażone w szereg ruchomych przegród, pozwalających zmieniać charakter
pogłosu, a w środku umieszczony był głośnik i mikrofony. Komory pogłosowe
zajmowały jednak cenną powierzchnię kompleksu studyjnego i miały
niewielkie możliwości zmiany charakteru pogłosu. Zaczęto więc konstruować
rozmaite urządzenia elektromechaniczne, jak płyty pogłosowe, wytwarzające
pogłos w arkuszu stalowej, pobudzanej do drgań blachy, czy pogłos
sprężynowy, wykorzystujący do tego system stalowych, drgających sprężyn.
Na tej ostatniej zasadzie oparte jest zresztą działanie pogłosów
stosowanych do dzisiaj we wzmacniaczach instrumentalnych. Z chwilÄ…
pojawienia się techniki cyfrowej nastąpiła prawdziwa ekspansja
elektronicznych procesorów dźwięku, które swoimi możliwościami znacznie
przewyższają wszystko to, co spotykane jest w naturze i pozwalają na
wytwarzanie nawet nie istniejących efektów, czasem wręcz szokujących.
Na programy współczesnych urządzeń efektowych składa się olbrzymia liczba
rozmaitych parametrów, których nazwy najczęściej nic nie mówią świeżym
adeptom realizacji dźwięku. Spróbuję uporządkować najczęściej spotykane
grupy efektów, towarzyszące im pojęcia i zestawy parametrów. Postaram się
również opisać praktyczny wpływ każdego z tych parametrów na uzyskiwane
brzmienie.
Programy pogłosowe (reverb)
Największy wpływ na brzmienie tych programów ma rodzaj symulowanego
pogłosu. W niektórych urządzeniach jest to podstawowy parametr programu, a
w innych programy pogłosowe podzielone są pod tym względem na grupy. Oto
najważniejsze odmiany pogłosów:
• Hall - symulacja rzeczywistych, szeroko brzmiÄ…cych sal koncertowych;
takie pogłosy stosowane mogą być wszędzie, przede wszystkim do wokalu,
instrumentów solowych, klasycznych itp.;
• Room - pogÅ‚osy odpowiadajÄ…ce akustyce pomieszczeÅ„ o mniejszych
gabarytach, typowo mieszkalnych; stosowane sÄ… do uplastyczniania
rozmaitych pomocniczych instrumentów, chórów, instrumentów perkusyjnych,
sekcji smyczków itp.;
• Chamber - podobne do poprzednich, lecz naÅ›ladowane tu pomieszczenia sÄ…
jeszcze mniejsze i akustycznie bardziej głuche;
• Plate - jest to naÅ›ladownictwo jasnych, sypkich pogÅ‚osów, wytwarzanych
niegdyś przez wspomniane płyty pogłosowe; użyteczne do perkusji, sekcji
instrumentów dętych, przesterowanych gitar elektrycznych;
• Spring - spotykany rzadziej, symuluje sprężyny pogÅ‚osowe, użyteczny
oczywiście przede wszystkim do gitar elektrycznych;
• Gated - pogÅ‚os bramkowany, bardzo ekspresyjny, uzyskiwany dawniej przez
skracanie wybrzmienia normalnego pogłosu przy użyciu bramki szumów;
stosowany do perkusji: werbla, dużego bębna i tamtamów, użyteczny również
przy krótkich czasach bramki do uplastyczniania wokalu i innych
instrumentów;
• Reverse - pogÅ‚os odwrócony, używany na ogół dla osiÄ…gniÄ™cia efektów
specjalnych.
Podstawowym parametrem we wszystkich programach pogłosowych jest czas
pogłosu, Reverb Time, lub Decay. Jest to czas, po którym poziom sygnału
pogłosu opada do wartości -60dB. Zależnie od rodzaju programu i możliwości
procesora może być on regulowany w różnym zakresie; najczęściej zmieniać
go można od ułamków sekundy do kilkudziesięciu sekund (wartość już nie
spotykana w przyrodzie!). Generalna zasada przy doborze tego parametru
głosi, że im szybszy utwór i bardziej bogata aranżacja, tym krótszy
powinien być ten czas. Drugi parametr o zdecydowanym wpływie na brzmienie
pogłosu to opóźnienie wstępne Predelay. Jest to czas pomiędzy sygnałem
bezpośrednim, a pierwszym docierającym do słuchacza odbiciem pogłosu. Zbyt
małe wartości tego czasu powodują zlewanie się pogłosu z sygnałem
bezpośrednim, a zbyt duże powodują nieprzyjemny efekt odbicia,
towarzyszącego pogłosowi. Standardowe ustawienie dla większości zastosowań
to 5 - 40 ms. Ten parametr ma duże znaczenie przy pogłosach stosowanych
dla perkusji. Odpowiednio dobrany zwiększa ekspresyjność takiego pogłosu,
najczęściej typu Plate. Dłuższe opóźnienie wstępne, rzędu 100 ms, stwarza
wrażenie olbrzymiej przestrzeni, nawet przy niezbyt długich czasach
pogłosu.
Oprócz podstawowego czasu pogłosu można również w większości
programów pogłosowych regulować czas pogłosu dla różnych zakresów pasma
akustycznego. Służące do tego parametry to najczęściej mnożniki ogólne go
czasu pogłosu i noszą nazwy w rodzaju Rev Time Hi i Rev Time Low. Zależnie
od ich ustawienia zmienia siÄ™ charakterystyka symulowanego pomieszczenia.
W pomieszczeniach silnie wytłumionych czas pogłosu dla wyższych
częstotliwości jest znacznie krótszy, a w tak silnie odbijających
obiektach, jak na przykład kościoły, następuje zwiększenie czasu pogłosu
zarówno dla dolnego, jak i górnego zakresu częstotliwości. Zmieniając te
parametry można korygować brzmienie symulowanego pomieszczenia. Tych
parametrów nie należy mylić z korekcją, ponieważ oddziaływują one na
pogłos w inny sposób. Korekcja jest zresztą dostępna w większości
programów pogłosowych i najczęściej polega ona na obcinaniu górnego
zakresu częstotliwości - parametr o najczęściej spotykanej nazwie HiCut.
Oprócz tych podstawowych parametrów użytkownik ma również dostęp do
parametrów bardziej wyrafinowanych, których grupa jest w niektórych
urządzeniach schowana pod wspólną nazwą Expert. Te parametry najczęściej
mają wpływ na rozproszenie pogłosu (Diffuse, związany w rzeczywistym
pomieszczeniu z ilością, kształtem ścian oraz od materiałem, z jakiego są
wykonane), na ukształtowanie tak zwanych wczesnych odbić (Early Reflection
- wiązka pojedynczych odbić docierająca do słuchacza przed właściwym
pogłosem), na kształt zasadniczego ogona pogłosu (Shape), na szerokość
panoramy stereo pogłosu (Reverb Width) i na wiele innych właściwości,
zależnych od opracowanego przez danego producenta algorytmu programu.
Wymienione parametry nie zawsze występują, zwłaszcza w prostszych
procesorach i nie zawsze noszą takie właśnie nazwy. Faktem jest, że pogłos
należy do jednych z najbardziej skomplikowanych i najtrudniejszych do
wytworzenia efektów, stąd tak duża ilość stosowanych parametrów. Trudno
jest też podać ich wartości dla różnych zastosowań, ponieważ zależy to od
wielu czynników, jak choćby gatunku nagrywanej muzyki, aranżacji, potrzeb
oraz gustu muzyków i realizatora.
Odmianą programów pogłosowych są występujące nie kiedy programy
wykorzystujące same wczesne odbicia Early Reflectioris, służące do
poszerzania i uplastyczniania instrumentów i wokalu.
Programy opóżnieniowe (Delay)
Są one bliskimi kuzynami poczciwej linii opóźniającej. Istnieje
kilka ich odmian. Wszystkie efekty opóźnieniowe mają bardzo wiele
zastosowań, ograniczonych chyba tylko wyobraźnią.
Delay - to zwykłe opóźnienie, pojedyncze (monofoniczne) lub podwójne
(stereofoniczne);
Multitap Delay - to opóźnienie wielokrotne, które jest symulacją starego
typu wielogłowicowych taśmowych kamer pogłosowych. Wytwarza ono serię
kolejnych pojedynczych odbić, których czas, głośności i rozłożenie w
panoramie można niezależnie regulować;
• Tempo Delay - to opóźnienie, którego czas jest programowany przez
rytmiczne przyciskanie odpowiednie go przycisku lub podłączonego przycisku
nożnego. Jest to bardzo użyteczne, ponieważ można w łatwy sposób dopasować
odbicia do tempa utworu. Parametry stosowane w tych programach sÄ… z zasady
we wszystkich urządzeniach takie same i nie jest ich zbyt wiele, ponieważ
efekty tego typu sÄ… bardzo pros te. I tak:
• Delay - to czas opóźnienia, tak dla pojedynczych, jak dla wielokrotnych
odbić; w niektórych procesorach czas kolejnych odbić wielokrotnych
Multitap jest ustawiany na zasadzie procentowych mnożników ostatniego,
najdłuższego odbicia, ustawianego ogólnym parametrem Delay. Jest to bardzo
wygodne rozwiązanie, ponieważ ze zmianą czasu opóźnienia nie zmieniają się
zależności czasowe pomiędzy kolejnymi odbiciami.
• FB Level - to poziom sprzężenia zwrotnego, czyli wielkość sygnaÅ‚u efektu
kierowanego z powrotem na wejście procesora. Regulować można w ten sposób
liczbę kolejnych powtórzeń w przypadku pojedynczego odbicia, a całych ich
serii w przypadku programów Multitap. Z tym parametrem związany jest
parametr następny, nazywany na ogół FB HiCut, a regulujący obcinanie
wyższych częstotliwości w pętli sprzężenia zwrotnego, uzyskuje się w ten
sposób różny sposób zanikania odbić.
Programy modulacyjne
Są to programy, które modulują barwę lub poziom dźwięku. Phasing
polega na niewielkim, kilkumilisekundowym opóźnianiu sygnału, powodującym
jego przesunięcie fazowe dodawaniu tego sygnału do dźwięku bezpośredniego.
W efekcie tworzy siÄ™ efekt tzw. filtru grzebieniowego, tworzÄ…cy szereg
silnych szczytów i zaników sygnału wzdłuż całego pasma akustycznego
(właśnie na kształt grzebienia). Ponieważ to przesunięcie fazowe jest
modulowane wolnozmiennym przebiegiem sinusoidalnym lub piłokształtnym, o
częstotliwości zmienianej w zakresie 0,1...10Hz, to zmienia się płynnie
układ szczytów i zaników. Uzyskany efekt jest bardzo przestrzenny i
odrealniony; działa najskuteczniej przy szerokopasmowych źródłach dźwięku,
a więc perkusji, syntezatorach, chórach i całościowych nagraniach. Przy za
stosowaniu sprzężenia zwrotnego brzmienie tego efektu zaczyna mieć
rezonujący charakter. A oto najczęściej spotykane parametry efektu
phasing:
• Speed lub Rate - czÄ™stotliwość generatora wolnych przebiegów, a wiÄ™c
prędkość zmian efektu;
• Depth lub lntensity - gÅ‚Ä™bokość modulacji, a wiÄ™c za kres zmian barwy;
• Feedback - gÅ‚Ä™bokość sprzężenia zwrotnego;
• Waveform - wybór ksztaÅ‚tu przebiegu modulujÄ…cego, najczęściej do wyboru
jest właśnie sinusoida, przebieg piłokształtny i różne ich odmiany. Chorus
i Flanger działają podobnie do efektu Phasing, lecz zastosowane są tutaj
nieco dłuższe czasy opóźnienia, a sygnał jest modulowany nie w fazie, lecz
pod względem wysokości (w dół i w górę, w zakresie kilku setnych półtonu).
Po dodaniu go do dźwięku bezpośredniego powstaje silnie wirujący,
przestrzenny efekt. Różnica pomiędzy efektami Chorus a Flanger polega na
tym, że flanger wykorzystuje nieco mniejsze opóźnienie i zastosowane jest
w nim sprzężenie zwrotne, które przy dużej głębokości powoduje silne
odkształcenie brzmienia.
W bardziej rozbudowanych procesorach te efekty mają po klika niezależnych,
o różnych opóźnieniach głosów, nawet do ośmiu. Parametry:
• Speed lub Rate - czÄ™stotliwość generatora wolnych przebiegów, czyli
prędkość zmian efektu;
• Depth lub Intensity - gÅ‚Ä™bokość modulacji, a wiÄ™c zakres zmian barwy;
duże jego wartości w połączeniu z dużymi wartościami Feedback dają bardzo
intensywne brzmienie;
• Feedback - gÅ‚Ä™bokość sprzężenia zwrotnego;
• Waveform - wybór ksztaÅ‚tu przebiegu modulujÄ…cego, najczęściej do wyboru
jest właśnie sinusoida, przebieg piłokształtny i różne ich odmiany;
• Delay - opóźnienie sygnaÅ‚u modulowanego (regulowane indywidualnie dla
każdego z głosów w wypadku efektu wielogłosowego).
W efektach wielogłosowych użytkownik ma jeszcze możliwość regulowania
położenia głosów w panoramie stereo (najczęściej jest to parametr Pan) i
ich poziomu (parametr Out Level), Rotary Speaker (symulator wirujÄ…cych
głośników), Autopanner, Tremolo. Pierwszy z efektów to naśladownictwo
wirujących głośników Leslie; jest on użyteczny przedewszystkim dla
instrumentów klawiszowych, choć niepogardzą nim również gitarzyści, a
bardzo ciekawe efekty może dać przy zastosowaniu go do chórów. Pozostałe
dwa efekty polegają na modulacji głośności sygnału;
pierwszy z nich powoduje płynne przenoszenie się dźwięku pomiędzy kanałami
stereo, drugi jest odpowiednikiem stosowanego w dawnych wzmacniaczach
gitarowych efektu tremolo.
Najczęściej używane tu parametry:
• Speed - regulacja prÄ™dkoÅ›ci efektu, w zakresie na ogół od zera do
kilkunastu Hz;
• Depth - regulacja intensywnoÅ›ci efektu;
• Spread - szerokość efektu (jest to symulacja sposobu ustawienia
mikrofonów przy rzeczywistych wirujących głośnikach);
• Waveform - wybór ksztaÅ‚tu przebiegu modulujÄ…cego: sinusoida, przebieg
piłokształtny i różne ich odmiany.
Dla efektu wirujących głośników istnieje jeszcze na ogół kilka dodatkowych
parametrów, mających wpływ na podział pasma pomiędzy sekcję nisko- i
wysokotonową takich głośników, czas przyspieszania i opóźniania obrotów
(również jak w prawdziwym Leslie), wielkość efektu Dopplera wywoływanego
przez wirujÄ…cÄ… tubÄ™ rzeczywistego zestawu.
Pitch Shifter (przesuwniki widma) to programy służące do zmiany
wysokości dźwięku. Istnieje wiele odmian takich programów. Zasadniczo
dzielą się one na zwykłe inteligentne. Mogą one być również jednogłosowe i
wielogłosowe. W zwykłych przesuwnikach można zmieniać wysokość ręcznie, na
ogół w zakresie dwóch oktaw w górę i w dół, skokami co pół tonu i
dostrajać tę wysokość z dokładnością do 1 centa (1/100 półtonu). W
procesorach wyposażonych w port MIDI można sterować wysokością przy użyciu
klawiatury MIDI. Inteligentne przesuwniki widma pozwalają użytkownikowi na
tworzenie wielogłosowej harmonii, według zaprogramowanej skali muzycznej i
tonacji. W technologii takich przesuwników widma jest chyba najbardziej
zaawansowana firma Digitech, produkujÄ…ca oparte na nich specjalizowane
procesory dla wokalistów. Nie podaję tutaj nazw parametrów, ponieważ jest
ich bardzo dużo i różnią się dla różnych modeli procesorów. Zastosowań dla
programów przesuwników widma jest bardzo wiele, do najprostszych zaliczyć
można niewielkie odstrojenia, dające efekty zbliżone do chorusu, dodawać
można również do dźwięku bezpośredniego oktawę w górę lub w dół
(poprawiając na przykład brzmienie basu); niektóre procesory posiadają
również programy pozwalające korygować nieczysto zaśpiewane lub zagrane
dźwięki (Pitch Quantize). Zastosowań dla tych programów jest naprawdę
bardzo wiele i wykraczają one poza ramy tego artykułu.
Equalizer (programy korekcyjne). Te programy sÄ… wiernym odwzorowaniem
rzeczywistych korektorów analogowych, dzieląc się przy tym również na
parametryczne i graficzne, zależnie od procesora monofoniczne i
stereofoniczne. Stosowane w takich programach parametry sÄ… analogiczne do
regulatorów w rzeczywistych korektorach.
Compressor, Expander, Deeser, Noise Gate (programy zmiany dynamiki).
Są to również odpowiedniki procesorów dynamiki, a więc kompresora,
limitera, deesera i bramki szumów. Stosowane w nich parametry odpowiadają
regulacjom rzeczywistych urządzeń i są to na ogół:
• Threshold - próg zadziaÅ‚ania,
• Ratio - nachylenie charakterystyki zmiany dynamiki,
• Attack - czas zadziaÅ‚ania,
• Hold - czas podtrzymania,
• Release - czas powrotu,
• Gain - wzmocnienie na wyjÅ›ciu,
• Frequency - dolna czÄ™stotliwość zakresu roboczego deesera (sÅ‚użącego do
zmniejszania udziału głosek syczących w głosie ludzkim).
Oprócz tych najczęściej spotykanych rodzajów efektów, w niektórych
urządzeniach istnieją również programy przeznaczone dla gitarzystów. Są to
rozmaitego rodzaju algorytmy zniekształcające, symulatory wzmacniaczy
gitarowych i głośników, pozwalające na nagrywanie czy nagłaśnianie gitary
elektrycznej bez konieczności stosowania tych wszystkich ciężkich i
nieporęcznych dodatków. Oczywiście takie programy mogą być stosowane
również w sposób niekonwencjonalny, dla zupełnie innych źródeł dźwięku
(nawet dla wokalu). Należy też pamiętać o tym, że w zasadzie żaden
procesor efektów nie zastąpi dobrego, prawidłowo omikrofonowanego
wzmacniacza gitarowego.
Wszystkie procesory mają również kilka parametrów wspólnych dla
większości programów. Jest to regulacja poziomu wyjściowego Out Level oraz
regulacja proporcji pomiędzy sygnałem bezpośrednim i przetworzonym Mix (ta
ostatnia bywa czasem dokonywana dla każdego sygnału niezależnie, na
przykład przy użyciu parametrów FX i Dry). Niektóre programy wymagają
dokładnego ustawienia proporcji pomiędzy obydwoma sygnałami, jak choćby
wszystkie efekty modulacyjne. Dla niektórych sygnał bezpośredni powinien
być całkowicie wyciszony. Zależy to również od sposobu używania procesora.
Jeśli jest on umieszczony szeregowo w torze sygnału, jak choćby w stojaku
efektowym gitarzysty, to proporcji pomiędzy sygnałem bezpośrednim a
efektem dokonuje się właśnie w procesorze. Jeśli procesor jest włączony w
pętlę efektów, jak przy współpracy z wejściem i wyjściem AUX typowego
miksera, to na wyjściu powinien być obecny tylko sygnał efektu.
Na zakończenie tego skrótowego z konieczności opisu wspomnę jeszcze
o procesorach wieloefektowych, zawierajÄ…cych w sobie kilka na raz
procesorów sygnału, które mogą być używane niezależnie, lub też można je
ze sobą wzajemnie łączyć w różnych konfiguracjach. Dzięki temu można
uzyskiwać rozmaite efekty złożone, np. połączenie symulatora wzmacniacza
gitarowego z chorusem, opóźnieniem i pogłosem. Typowymi przedstawicielami
takich urządzeń są Ensoniq DP/4, Digitech Studio 400 czy t.c.electronic
M2000.
Możliwości procesora efektów są znacznie poszerzone, jeśli może on
współpracować z innymi urządzeniami w standardzie MIDI. Przy jego użyciu
można przesyłać zawartość pamięci urządzenia, sterować w czasie
rzeczywistym wieloma parametrami jednocześnie i zdalnie przełączać
programy. W przypadku programów inteligentnego przesuwnika widma
podłączenie sterującej klawiatury MIDI jest wręcz nieodzowne.
Ten odcinek cyklu jest pierwszym omawiajÄ…cym urzÄ…dzenia peryferyjne.
W najbliższej przyszłości omówię również procesory dynamiki, korektory
oraz praktyczne sposoby ich użycia.

Piotr Madziar Estrada i Studio luty 1998
Copyright 2002 DSN.proaudio.prv.pl