Алиасингът в аудиото е една от онези концепции, които може би знаете интуитивно, но не владеете езика. Повечето музикални продуценти или дори обикновени слушатели могат да разпознаят, че нещо не е наред, когато се появи алиасинг, въпреки че си струва да имате твърдо разбиране за това как се уврежда оригиналният аудио сигнал, за да можете да избегнете този разрушителен аудио процес.

По-долу ще обясним какво е алиасинг в аудиото, как звучи и ще споделим някои стратегии, които да ви помогнат да избегнете въвеждането на алиасинг в микса си.

Разбиране на Aliasing в аудиото

Изравняването е деструктивен процес, който може да възникне при преобразуването на аналогов сигнал (или звук на живо) в цифров звук. Когато аудиосигналът се пресъздава цифрово с твърде ниска за него честота на дискретизация, това може да доведе до неправилно представяне на високочестотните компоненти, недостатъчно дискретизиране и в крайна сметка до изкривяване.

Тук можете да чуете как звучи изкривяването, което понякога се нарича изкривяване на изкривяването:

Какво представлява честотата на Нюквист?

Когато става въпрос за обсъждане на изравняването в аудиосистемата, може да се сблъскате с тази концепция, наречена теорема на Нюквист или честота на Нюквист. Тази концепция е кръстена на Хари Нюквист, който открива, че за да се предотврати алиасингът при конвертиране на аналогов сигнал в цифров аудиосигнал, трябва да се обработва аудиото с два пъти по-висока честотна компонента.

Нека разнищим това малко. С прости думи, най-високата честота е половината от честотата на дискретизация, за да се предотвратят грешки при преобразуването на аналогов сигнал в цифров аудио сигнал. Тази цифрова аудиообработка се извършва във вашия интерфейс, в рамките на миксиращата конзола или винаги, когато сигналът преминава през аналогово-цифров преобразувател (A/D преобразувател).

Можем да използваме теоремата на Найкуист, за да обясним защо в цифровото аудио обикновено се използва честота на дискретизация 44,1 kHz или 48 kHz. Тъй като честотният диапазон на човешкия слух е приблизително 20 Hz - 20 kHz, ако удвоим горната граница, ще получим 40 kHz. Добавете малко буфер и ще получите най-често срещаните честоти на дискретизация, използвани за обработка и възпроизвеждане на аудио в рамките на съвременната цифрова система.

Все още не сте сигурни как да се справите с теоремата за честотата на Найкуист и как тя се отнася към алиасинга? Разгледайте това обяснение:

Какви са причините за появата на Aliasing в музиката?

От научна гледна точка алиасингът се появява, когато осцилоскопът не може да дискретизира аналогов сигнал достатъчно бързо, създавайки неправилно идентифицирано честотно съдържание, което се представя като артефакти в обработения звук. С други думи, това е, когато честотата на дискретизация е твърде ниска, за да се обработи определена част от аудиото, което води до грешки и неразличими високочестотни компоненти в цифровизирания сигнал.

Смущенията се появяват и при други носители, като например видео, тъй като са свързани с честотата на дискретизация. За някои от тях алиасингът може да бъде обяснен по-добре чрез примера с ефекта на колелото на вагона, който показва времеви алиасинг:

Какъв е звукът на изкривяването?

Можете да потърсите примери за алиасинг на звука или да прослушате откъса, който включихме по-горе - той звучи като високи, атонални честоти, които са малко груби за ушите. Както ще обсъдим по-долу, има някои плъгини за намаляване на семплирането, които го пресъздават умишлено за постигане на определен ефект. Например наличният плъгин "Redux" на Ableton използва даунсайклинг, за да създаде артефакти в аудиото:

Как да избегнем изкривяването в аудиото

За да избегнете алиасинг в аудиото, при запис или обработка на аудио се придържайте към честота на дискретизация 44,1 kHz или по-висока. Това важи при условие, че преобразувате аналогов сигнал в цифров в контекста на продуциране и споделяне на песни чрез стандартни изходи като платформи за стрийминг или социални медии.

Други по-различни изходи, като например излъчване, телевизия и филм, могат да изискват различни изисквания за честота на дискретизация, които трябва да бъдат предоставени от съответния канал за разпространение. За да избегнете изравняване на звука, просто използвайте правилната честота на дискретизация за съответната задача.

Използва ли се някога творческият ефект на приплъзването?

Да! Изкривяването на алиаса или намаляването на дискретизацията може да има уникален Lo-fi ефект, който се включва в плъгини за ретро емулация, плъгини за винил и други ефекти като Redux на Ableton, за да се създадат съзнателно артефакти в аудиото. Този ефект обикновено се използва пестеливо, но може да придаде много характер на вашите миксове, когато се използва съзнателно, но пестеливо.

Как да разбера коя честота на дискретизация да използвам?

Според теоремата на Найкуист трябва да използвате честота на дискретизация, която е два пъти по-голяма от амплитудата на най-високата честота в композицията ви. Като се има предвид, че диапазонът на човешкия слух се изчерпва около 20 000 Hz, би трябвало да е напълно нормално да използвате стандартната честота на дискретизация 44,1 kHz. Някои инженери обработват аудио при 48 kHz за всеки случай, за да уловят целия преобразуван аудиосигнал с пълна точност, но това може да е прекалено за обикновения слушател.

Не забравяйте, че колкото по-голяма е честотата на дискретизация, толкова повече данни ще бъдат заснети и следователно толкова по-голям е файлът. Има компромис при избора на по-висока честота на дискретизация, но най-общо казано, ако изберете 44,1 kHz или по-висока, би трябвало да сте напълно спокойни за точното възпроизвеждане на аналогов аудиосигнал в цифров.

Разбираемо е, че 44,1 kHz трябва да ви покрие в повечето сценарии, тъй като това отразява човешкия диапазон на слуха, но никога не забравяйте силата и простотата на използването на ушите си. Можете да чуете, когато аудиосигналите имат нежелани артефакти. ВСИЧКИ тествайте своите миксове и мастери на няколко изходни канала, за да сте сигурни, че не пропускате стилистични или технически грешки в аудиообработката, като например алиасинг.

Мога ли да поправя слягането в аудиото?

Единственият начин да се елиминира напълно алиасингът е да се обработва аналоговият сигнал с подходяща скорост на сигнала съгласно концепцията за честотата на Найквист, описана по-горе. Въпреки това алиасингът, заложен в аудиото, може да стане по-малко забележим с помощта на нискочестотен филтър, благодарение на който се чуват по-малко високочестотни сигнали, които са се изкривили.

В идеалния случай можете да промените настройките на честотата на дискретизация, за да избегнете проблема. Това може да се направи в предпочитанията на вашата цифрова аудио работна станция, в A/D конвертора или във всяко друго устройство, което ви помага да конвертирате звука от аналогов в цифров аудио сигнал.

Заслужава да се отбележи също, че някои плъгини, фокусирани върху изкривяването, могат да доведат до изкривяване. За да намалите това, можете да изберете настройки за високо качество, като например превключвателя за включване/изключване на високо качество, представен в Ableton Live за такива плъгини:

Ненапразно това е инженерно клише: когато се съмнявате, доверете се на ушите си. Процесирайте съзнателно и тествайте всеки слой ефекти, докато смесвате, за да сте сигурни, че в микса се въвежда само желаното честотно съдържание. Правилното разпределение на усилването и техниката на запис също могат да ви помогнат да създадете чист аудиосигнал по време на запис.

Избягването на Aliasing в аудиото е добро правило

Както вече обсъдихме, има някои избрани сценарии, в които използваме алиасинг в аудиото в контекста на опитите за създаване на аудио артефакти за определен ефект. Извън това пространство обаче аудиосигналите трябва да се запазват, обработват и манипулират в рамките на техния аудиочестотен диапазон, за да се запазят непокътнати високочестотните компоненти.

Докато използвате правилна техника за цифрова обработка на звука и запазвате извадката от един етап на производство до следващия, няма да се притеснявате твърде много, че ще се сблъскате с резките честоти, които се появяват при аудиоизместването.