Не всички звукови вълни са еднакви - дори два сходни сигнала ще имат малки разлики в силата на звука и тона. Някои звукови вълни обаче са идентични (или почти еднакви) и когато се натрупат една върху друга, може да се получи фазиране на звука. Но какво точно представлява аудиофазирането?

Аудиофазата е едно от онези явления, които могат да бъдат трудни за разбиране. Веднъж щом я разберете, ще можете да издигнете продукциите си на съвсем ново ниво. В тази статия ще разгледаме основите на аудиофазата, защо тя е важна и как да се справяте с проблемите с фазата във вашите продукции.

Какво е "фаза" в аудиото?

Фазата на звука показва момент от време в рамките на дадена звукова вълна. Звуковите вълни се състоят от три основни компонента: амплитуда, дължина на вълната и честота:

Амплитудата се отнася до силата на вълната в определен момент от време; за напълно симетрична и повтаряща се звукова вълна (като синусоидалната вълна, показана по-горе) дължината на вълната измерва разстоянието между две равни амплитуди по протежение на цикъла; а честотата (известна още като "височина") е броят пъти в секунда, когато звуковата вълна се повтаря по протежение на този цикъл.

Фазата на звуковата вълна ни казва къде точно в този цикъл се намираме. В аудиопроизводството връзката между две или повече форми на вълната е това, което наистина има значение; абсолютната фаза на единична звукова вълна не е от такова значение поради причини, които ще обсъдим по-нататък.

Защо е важно поетапното изпълнение?

Смесването на звук е свързано с комбинирането на различни, но съгласувани елементи, така че всеки компонент да се чува по замисъла на изпълнителя, продуцента и инженера. В този смисъл ще жонглирате с безброй звукови вълни, всяка от които се различава по честота, амплитуда, хармонични обертонове и др.

Това, което със сигурност ще се случи, е, че някои вълни ще влизат и излизат от фаза една спрямо друга в различни моменти от време. Когато два сигнала са "във фаза" помежду си, техните амплитуди (т.е. върхове и спадове) съвпадат. Разбирането на фазата е от решаващо значение за оптимизиране на миксовете. Проблемите с фазата са в основата на много проблеми при смесването и имат сериозни последици за цялостното звучене.

Когато вълните се сблъскват

Представете си две напълно симетрични и повтарящи се синусоидални вълни - една в левия и една в десния канал. Когато двете половини са перфектно подравнени, амплитудите им са идентични във времето, което означава, че ще чуете един и същ звук от двете страни.

Ако съберете тези канали и ги пуснете едновременно, ще се получи така наречената "конструктивна интерференция", тъй като комбинацията от тези фазови вълни удвоява амплитудата на резултата. И обратното, ако тези канали са напълно "нефазови" (т.е. най-ниската амплитуда на вълната на единия канал се появява, когато вълната на другия канал е най-силна), техните върхове и спадове ще се анулират взаимно. Това се нарича "деструктивна интерференция" или "фазово анулиране".

Как работи фазата в аудиото на практика

Точният сценарий, описан по-горе, не е често срещан в реалния свят, тъй като тези съвършени, фундаментални звукови вълни няма да са това, с което работите, но теорията все пак е приложима. Независимо дали записвате един инструмент или няколко инструмента с произволен брой микрофони, фазирането ще бъде фактор, който не бива да се пренебрегва.

Взаимодействието на фазите се проявява и при наслагване на семпли върху акустични барабани, използване на различни плъгини за подобни песни, прилагане на паралелна обработка и др.

Казано по-просто, фазата на звука е фактор винаги, когато се комбинират два или повече сигнала - колкото по-свързани са тези сигнали, толкова по-важна става фазата.

Ако записвате инструмент с два отделни микрофона (стереозапис), входящите основни честоти (т.е. свирените ноти) ще бъдат еднакви във всеки канал.

Тъй като обаче всеки микрофон се намира в уникална пространствена позиция, различните обертонове ще навлизат във всеки микрофон по различно време. В резултат на това звуковите вълни на всеки канал ще бъдат сходни в някои отношения, но различни в други.

Различните честоти могат да бъдат усилени, намалени или практически отменени в зависимост от фазовото съотношение между двата канала. Както можете да си представите, включването на още един или повече микрофони усложнява нещата още повече, увеличавайки вероятността от фазови проблеми.

Ако два микрофона са обърнати в противоположна посока един от друг, фазата на единия от тях трябва да се обърне, за да се предотврати анулирането на звука (т.е. тишината).

Дилемата за барабана

Когато става въпрос за запис на барабани, проблемите с фазата често са много. В края на краищата повечето съвременни записи на барабани включват минимум 5 микрофона (или дори 20), за да се улови всеки компонент, целият комплект и отраженията в помещението.

Не помага и фактът, че чинелите резонират с високи честоти или че за улавянето на по-ниските и по-високите честоти на барабаните често са необходими два микрофона. Ако не подходите стратегически към разположението/конфигурацията на микрофоните, първоначалният запис на комплекта барабани може да се превърне в бъркотия и да е почти невъзможно да се смеси.

За щастие удобният превключвател за обръщане на фазата (обръщане на полярността), с който разполагат някои съвременни микрофони, може бързо да разреши проблемите с анулирането на фазата по време на процеса на запис, независимо дали проследявате барабани, акустична китара или нещо друго.

Размисъл върху фазата

Стерео микрофонът не е единственият виновник за фазовите проблеми. Можете да се сблъскате с фазови проблеми, дори ако записвате само в един канал, особено ако пространството за запис не е обработено правилно. Звуковите вълни лесно се отразяват от акустично отразяващи повърхности. Тези реверберации по същество дублират първоначалния звук, изпращайки обратно друга, по-тиха и тонално различна негова версия след определено време, в зависимост от вашата близост до повърхността, размера и формата на помещението и т.н.

Ако времето на тези отражения е точно определено, при улавянето им от микрофона може да възникне деструктивна или конструктивна интерференция, която да промени тона и силата на звука. Умишленото използване на ефектите за забавяне и реверберация също може да доведе до фазови проблеми.

За да се усложнят нещата, при възпроизвеждане на запис може да се чуят проблеми с фазата, дори ако самите записи нямат проблеми с фазата. Този проблем може да възникне, ако самите ви високоговорители са "извън фаза", т.е. свързани са с неправилна полярност.

Как да открием проблеми с фазата на звука

Когато ухото ви се развие, ще можете да чувате фазирането, когато то се появи. Разбира се, само човешкото ухо не може лесно да идентифицира всички проблеми с фазите, затова са необходими допълнителни инструменти и техники.

Прослушването на вашия микс (и на определени песни) в моно, а не в стерео формат може да разкрие някои фазови проблеми. Ако при сгъстяване на микса в моноформат забележите, че звукът е станал по-тъп или по-тънък, може би се сблъсквате с фазово анулиране.

По подобен начин, ако сигналът изчезва от централния канал, но остава в левия и десния канал при смесване в моно, вероятно се сблъсквате с нефазен звук. Можете също така да идентифицирате проблеми с фазата на аудиото с помощта на визуални плъгини, проектирани с оглед на фазата (ще се спрем по-подробно на тях в следващия раздел).

Как да поправите или предотвратите проблеми с фазите

При наличието на толкова много потенциални източници на проблеми с фазите е от решаващо значение да се въоръжите с познания, трикове и инструменти, които ви помагат да предотвратявате и разрешавате такива трудности.

Познаване на съотношението 3:1 за поставяне на микрофон

Този метод се прилага при работа с два микрофона; вторият микрофон трябва да бъде поставен три пъти по-далеч от първоначалния микрофон, отколкото първоначалният микрофон от записвания аудиоизточник. Ако единият микрофон е на шест инча от звуковия отвор на китарата, трябва да поставите втория микрофон на 18 инча (1,5 фута) от другия микрофон.

Този трик не винаги работи и може да са необходими някои корекции, но е добра отправна точка за минимизиране на проблемите с фазата при запис с два микрофона.

Техниката за запис Mid/Side е проектирана така, че да минимизира потенциалните фазови проблеми.

Смесване в монофония

Може да изглежда нелогично да смесвате в моно, като се има предвид, че повечето песни ще се слушат в стерео. Въпреки това, както беше споменато по-горе, някои случаи на фазово анулиране могат да останат незабелязани, когато се слушат в стереоформат - привеждането на песните в моноформат на различни интервали по време на смесването може да разкрие фазови проблеми, които иначе може да сте пропуснали.

Просто казано, смесването в моно формат може да ви помогне да контекстуализирате микса си като цяло и да изчистите всякаква мътност, преди да се върнете към стерео звук.

Използване на плъгини за аудиофаза

Освен правилното поставяне на микрофони и смесването в моно, можете да използвате и различни плъгини, за да коригирате фазовите смущения и лесно да визуализирате какво се случва в тези моменти.

За щастие в наши дни не липсват инструменти за определяне на фазите. Някои от най-добрите примери включват плъгина InPhase на Waves, In-Between Phase на Little Labs и Eventide Precision Time Align.

А ако сте достатъчно добри в разпознаването на фазовите проблеми с ухото си, простото преместване на песни малко наляво или надясно също може да отстрани фазовите проблеми. Този трик невинаги работи, особено ако песента ви се придържа стриктно към решетката.

Преместване на вълнови форми

Може би най-основният начин за справяне с проблемите с фазите е просто да преместите подобни форми на вълната на правилното им място. Ако две вълнови форми на подобни сигнали не са подравнени, със сигурност ще се появи фазиране, така че простото преместване на една от тях наляво или надясно на времевата линия може да подейства като бързо решение.

Съществуват дори плъгини, които автоматично подреждат формите на вълните, за да ви спестят трудностите - плъгинът Auto-Align на Sound Radix и MAutioAlign на Melda Productions са два популярни варианта за подравняване.

Използване на фазата в полза на вашето предимство

Досега обсъждахме предимно фазовите смущения като проблеми, които трябва да бъдат решени. Всъщност фазовото смущение не е нещо лошо, а просто акустичен артефакт, който можете да манипулирате по няколко начина. Разбира се, изчистването или коригирането на фазовото отместване е един от начините да се справите с това явление.

Ако обаче знаете какво правите и какво искате от вашия микс, можете да използвате фазовата отмяна като друг инструмент за смесване.

Например манипулирането на фазовото съотношение между китарни песни може да ви позволи да оформите тона на получената песен (същото важи и за тона на всеки инструмент или вокал), подобно на филтърния еквалайзер. Специфични устройства (напр. Neve Portico 5016 и Phazer на Radial) съдържат схеми за промяна на фазата, които ви позволяват да избирате определени честоти, които искате да усилите, като същевременно ги отменяте, за да получите уникални възможности за оформяне на тона.

Обобщение: Това е само фаза

Всички ние преминаваме през фази, както и всяка звукова вълна. Поради това проблемите с фазите ще се появят във всяка продукция, върху която работите. Важното е да разберете защо се появяват тези смущения и какво да направите за тях.

Колкото повече разбирате и обръщате внимание на фазата на звука, толкова по-добри ще бъдат вашите миксове и толкова по-малко изненади ще срещнете при сгъването на стерео следа в моно. Затова бъдете бдителни, използвайте наличните знания и инструменти и се опитайте да не се притеснявате от фазата.

Често задавани въпроси за фазата

Все още имате въпроси относно аудиофазата? Нека да отговорим на някои често задавани въпроси.

Какво е Phase Music?

Фазовата музика съзнателно използва свойствата на фазата като композиционен инструмент. Фазовата музика често включва минималистични, сходни звуци (т.е. ноти) с леки вариации в честотата, тона и/или темпото, за да създаде ефекти като ехо, закъснение, флангиране, фазиране и др.

Какво представлява фазирането при смесване?

По време на процеса на смесване може да възникне фазиране, когато има леко забавяне във времето между идентични или свързани сигнали. Това фазиране може да доведе до нежелани промени в тона и силата на звука, но може да се използва и по творчески начин.

Как се диагностицират проблемите с фазите?

Можете да идентифицирате проблемите с фазите в музиката си, като развиете слуха си, смесвате в моно и използвате плъгини, предназначени за улавяне на фазите.

Какво е филтриране с гребен?

Комбинираното филтриране е вид фазиране, което се получава, когато сигналът се добавя към себе си за кратък период от време, което води до конструктивни и деструктивни смущения - обикновено се получава поради отразяване на помещението и/или по време на стереозапис. Това явление получава името си от приликата с гребен за коса.

Може ли човешкото ухо да чува фаза?

Въпреки че човешкото ухо не може да определи абсолютната фаза на дадена форма на вълната, то понякога е чувствително към относителната фаза. Например много хора ще забележат чуваемо изместване, когато две еднакви синусоидални вълни се комбинират (тъй като това създава по-силен шум) или когато към сигнала се добави ефект на фазер.

Как да разберете дали две вълни са във фаза?

Визуално две форми на вълна са във фаза, когато амплитудите им (върховете и спадовете) са подредени на времевата линия.