Виды эффектов
Ряд операций влияет на звукозапись как на единое целое. Наиболее важная из них — операция изменения базовых параметров записи: частоты дискретизации, числа битов в представлении звуковой информации, количества каналов (моно или стерео). Сама запись при этом звучит точно так же, как и раньше, хотя качество воспроизведения может стать другим. Классическое «качество компакт-диска» подразумевает использование частоты дискретизации в 44,1 кГц, 16-битное представление и стереозвук. Изменение этих параметров возможно, как правило, только в сторону уменьшения, что приводит к заметному ухудшению качества звучания музыки. В то же время, при передаче речи и немузыкальных звуков (шумов, щелчков, ударов и т. д.) снижение частоты дискретизации вдвое практически не влияет на качество.
К другим операциям такого рода относятся:
- инвертирование — положительные значения амплитуды заменяются отрицательными и наоборот, что не сказывается на восприятии звука, но может помочь при «гладком» склеивании двух записей;
- обращение — изменение записи таким образом, что она будет воспроизводиться от конца к началу;
- затухание — изменение начального и конечного участков записи таким образом, что звук набирает силу постепенно и также постепенно затухает в конце записи (эта операция может применяться не только к записи целиком, но и к выбранному фрагменту);
- вставка тишины — добавление к записи участков, на которых отсутствует звук.
Другая группа операций связана с изменением громкости сигнала в зависимости от текущего уровня громкости. Все семейство таких операций относят к операциям амплитудной модуляции. К ним относятся:
- простое увеличение громкости записи;
- нормализация;
- собственно модуляция, обеспечивающая, например, периодическое увеличение и уменьшение громкости записи;
- управление динамическим диапазоном звукозаписи, то есть величиной различия между наиболее громкими и самыми тихими звуками.
При редактировании стереозаписи можно использовать правый и левый каналы текущей записи для управления стереоэффектом. Чтобы понять методику такого воздействия, общий звук удобно представить себе в качестве суммы не правого и левого, а «центрального» и «рассеянного» компонентов. Центральный компонент представляет собой полусумму правого и левого каналов, а рассеянный — определяется их полуразностью. Усиление центрального компонента сигнала на левом или на правом канале обеспечивает кажущееся смещение источника звука в соответствующую сторону. Другие варианты редактирования позволяют добиться таких эффектов, как кажущееся расширение стереобазы, одинаковый звук в обоих каналах, смена каналов и др. Звуковые редакторы также позволяют управлять изменением положения кажущегося источника стереосигнала по времени в ходе воспроизведения записи. При этом контролируется либо уровень левого и правого каналов, либо центрального и бокового компонентов. Таким образом можно обеспечить такие эффекты, как кажущееся перемещение источника звука, динамическое изменение стереобазы и другие. Под фильтрами понимают эффекты, которые воздействуют не на амплитудные, а на частотные характеристики звуковой волны. Обратите внимание, что усиление сигнала в некотором диапазоне частот также рассматривается как фильтрация. Так как данные о встречающихся частотах в явной форме в звуковом файле не записаны, при применении фильтров звуковой редактор производит частотный анализ звукозаписи (при помощи преобразования Фурье). Результаты такого анализа обычно выдаются в отдельном диалоговом окне. При работе могут использоваться различные фильтры и различные средства задания параметров фильтрации. Например, классический графический эквалайзер также является фильтром, оказывающим воздействие на заранее определенные полосы частот. Параметрические фильтры предназначены для точной настройки частотного спектра. Они отличаются возможностью точного задания формы фильтра, то есть частотной полосы, в которой сигнал усиливается или ослабляется. Узкополосные фильтры позволяют сохранить в сигнале или, наоборот, удалить из него звуки определенной частоты. Такие фильтры используют, например, для сохранения в звукозаписи только определенных частот или удаления помех, имеющих фиксированную частоту.
Если исходное качество звука не очень высокое, например, вследствие дефектов записи, звуковые редакторы предоставляют возможность устранения некоторых видов дефектов. Типы дефектов, которые могут быть устранены автоматически, перечислены далее.
- Посторонние щелчки, хлопки и треск обычно возникают в результате нарушения гладкости кривой, представляющей звуковую волну. Исправление таких дефектов происходит в два этапа: сначала в записи обнаруживаются соответствующие места, а потом они корректируются автоматически. Исправление записи вручную, даже при небольшом числе легко обнаружимых дефектов такого рода, выполнить очень сложно.
- « Зашкаливание » уровня громкости является следствием того, что при записи уровень сигнала превосходил максимальное значение, которое может быть представлено в данном битовом разрешении (например, из-за слишком высокого уровня громкости). Звук при этом искажается: части волновой формы представляют собой срезанные ступеньки. При воспроизведении такие искажения напоминают на слух статические разряды. Автоматическое исправление такого дефекта состоит в восстановлении формы волны.
- Постоянное шипение рассматривается как фоновый шум, проявляющийся, когда основной сигнал затихает. Автоматическое исправление состоит в удалении слабых сигналов для всех диапазонов частот.
Эта операция была бы очень простой, если бы не неотъемлемая физическая связь между темпом и высотой звука. Как уже говорилось, при увеличении вдвое скорости воспроизведения высота всех звуков возрастает на одну октаву. При уменьшении скорости наблюдается обратный эффект. Использование этой связи позволяет без изменения реальных звуковых данных динамически согласованно изменять высоту звука и скорость воспроизведения, создавая необычное звучание. Независимое изменение этих параметров требует внесения в запись серьезных изменений, которые могут быть заметны на слух. Алгоритмы независимого изменения частоты сигнала и времени воспроизведения дают достаточно хорошие результаты, если не злоупотреблять их возможностями (изменения до 20% не вызывают особых нареканий по качеству). Наиболее богатые возможности внесения качественных изменений в звуковой файл предоставляют эффекты, основанные на добавлении в файл тех же самых звуковых данных, но в измененном виде. Простейший вид такого эффекта — эхо, когда сигнал воспроизводится несколько раз с ослаблением и задержкой. На самом деле, к этой группе относится большое число различных звуковых эффектов.
- Эффект Chorus обеспечивает богатство звучания, создавая впечатление наличия нескольких инструментов или нескольких голосов. Это достигается за счет добавления копий исходных данных с небольшим смещением по времени и вариациями амплитуды и частоты звука.
- Однократное эхо обеспечивает повтор сигнала с заданной временной задержкой и заданным ослаблением.
- Многократное эхо позволяет придать звуку окраску, имитирующую его естественное происхождение. Такой эффект обычно задают путем формального описания его параметров: числа повторов сигнала, величины временной задержки и степени затухания (с учетом естественной фильтрации частот). Но, например, программа Cool Edit Pro позволяет смоделировать эффект эхо, который возникает в реальном помещении. При этом задаются размеры помещения и свойства «стен», определяющие отражение звука.
- Своеобразный эффект Flange достигается за счет использования переменной задержки и фазового сдвига. В результате сигнал неравномерно усиливается и ослабляется, создавая специфическое звучание. Первоначально (в 60-70 годы) этого эффекта добивались путем одновременной записи сигнала на два катушечных магнитофона, причем на одном из них ленту слегка притормаживали руками.
- Эффект Reverb моделирует акустическое пространство («помещение, наполненное звуком»). Он состоит из ранних эхо (early reflections), дающих представление о размерах помещения, и последующих отражений, которые сливаются друг с другом, образуя единый «рассыпающийся» звук. Этот эффект отличается от обычного эха отсутствием регулярных интервалов между повторениями звука.