Ако сте продуцент или миксиращ инженер, който има опит с цифрово аудио, несъмнено сте се сблъсквали с филтри. Макар да звучат като една-единствена, лесно определима единица, цифровите филтри се предлагат във всякакви форми и размери и като инструменти ни помагат да настройваме и контролираме определени честоти в нашето аудио. Подобно на начина, по който можем да увеличим или намалим звука с помощта на еквалайзер, филтрите правят същото, но с по-голяма интензивност. Те са прецизни, гъвкави и абсолютно необходими, когато става въпрос за оформяне на звука.

Но какво точно представляват цифровите филтри и как работят те?

В основата си те са алгоритми, които намаляват или усилват определени честотни диапазони в аудиосигнала. Можете да ги използвате, за да изрежете нежелания нискочестотен тътен във вокален запис или да подсилите трептящия високочестотен блясък в запис на акустична китара. Накратко, те ви дават възможност да изчистите, изваяте или напълно да трансформирате даден звук, което ги прави ключова част от инструментариума на всеки продуцент.

Сега, защо филтрите са толкова важни в музикалното производство и защо като начинаещ продуцент трябва да се интересувате от тях? Е, те играят огромна роля в оформянето на тона. Независимо дали смесвате вокали, създавате свой собствен синтезатор от нулата или извайвате перфектния звук на ритъм барабана, филтрите ви дават прецизен контрол върху тоналния баланс на песента. Без тях нещата могат да станат мътни, неясни или направо неприятни за слушане.

Филтрите се използват на всеки етап от производството. По време на запис можем да ги използваме, за да се отървем от нежелани високи или ниски честоти, които не допринасят за цялостното звучене. По време на смесването можете да ги използвате, за да премахнете ненужните честоти или да обособите пространство между инструментите. При мастеринг филтрите помагат за фино регулиране на цялостния баланс на песента, а при звуковия дизайн те са идеални за създаване на всякакви ефекти - от фини до диви, мащабни промени.

Ако сте наясно с различните видове филтри и как да ги използвате, ще имате творческо предимство. В това ръководство ще разгледаме всичко, което бихте искали да знаете за цифровите филтри, за да можете да започнете да ги използвате в процеса на създаване на музика като професионалисти.

Какво представляват цифровите филтри?

Преди да се запознаем с различните видове филтри, нека първо да разгледаме основите на това какво представляват цифровите филтри и как работят. Ако някога сте се чудили как някои от любимите ви музикални продуценти и миксиращи инженери сякаш магически оформят звуците в нещо толкова чисто и неподправено, филтрите са голяма част от този трик. Това обаче не е магия, а просто малко наука.

За да разберете филтрите обаче, първо трябва да разберете цифровата обработка на сигналите. Всеки звук, който чувате, независимо дали е барабан, китарен риф или вокална линия, съществува като съвкупност от честоти. Тези честоти варират от ниски (като субчестотите на бас китарата) до високи (като трептенето на тракащия чинел).

С помощта на цифровата обработка на сигналите можем да манипулираме тези честоти по какъвто и да е начин. Тук влизат в действие цифровите филтри. Те ни дават възможност да контролираме кои части от честотния спектър се чуват, кои се намаляват и кои се премахват напълно.

Цифровите филтри са създадени, за да манипулират определени честотни диапазони в аудиото. Например можете да използвате цифров филтър, за да премахнете всички ниски честоти от даден запис, като оставите само по-високите честоти. Това може да бъде изключително удобно, ако, да речем, вокалната ви песен звучи малко мътно поради ненужните ниски честоти. Имате три основни зони: ниски, средни и високи честоти, а филтрите могат да се насочат към всяка от тях в зависимост от това, което ви е необходимо.

Когато работите с филтри, често чувате термини като честотна характеристика и наклон на филтъра. Честотната характеристика ви казва как цифровият филтър влияе на различните честоти, дали ги повишава, намалява или оставя незасегнати, докато наклонът на филтъра се отнася до това колко рязко филтърът преминава от пропускане към намаляване на честотите. Стръмният наклон (например 24 dB на октава) ще ви осигури по-агресивно рязане, докато лекият наклон (например 6 dB на октава) прави по-плавен преход.

Има още няколко често срещани параметъра, които ще видите във филтрите, включително:

• Честота на прекъсване: Това е точката, в която филтърът започва да работи. Например за нискочестотен филтър честотата на прекъсване ще отбележи мястото, където високите честоти започват да се изключват.
• Резонанс: Тази функция усилва честотите около точката на прекъсване, което може да придаде малко характер или "острота" на звука.
• Фактор Q: Определя колко тесен или широк е честотният диапазон, върху който въздейства филтърът. Високият Q фактор означава много тесен диапазон, а ниският Q засяга по-широк диапазон.

Ако се чудите каква е разликата между аналогови и цифрови филтри, аналоговите филтри се вграждат в хардуера (синтезатори от старата школа, китарни педали и др.), докато цифровите филтри съществуват като софтуер или плъгини в DAW. Цифровите филтри обикновено предлагат по-голяма прецизност и гъвкавост, но аналоговите филтри могат да добавят определена топлина или цвят на звука, които много хора обичат. Всеки от тях има своето място в музикалното продуциране, но в наши дни цифровите филтри са по-разпространени поради тяхната достъпност.

Видове цифрови филтри

Цифровите филтри се предлагат в различни варианти, но като цяло се разделят на две категории: честотни и целеви.

Честотните филтри работят, като се насочват към определени части от честотния спектър. Обикновено те включват нискочестотни, високочестотни, лентови и назъбени филтри. Всеки от тях помага за манипулиране на входящия звук, като позволява преминаването на определени честоти, докато прекъсва други.

След това имаме целеви филтри, които са предназначени за по-специализирани задачи, като динамични филтри, които реагират на силата на сигнала, или шелвинг филтри, които усилват или намаляват цял диапазон от честоти над или под определена точка. Съществуват и гребенови филтри, които създават уникални, фазово изместени ефекти чрез леко забавяне на сигнала.

Различните филтри са полезни в различни части на музикалното продуциране и смесване, така че независимо дали почиствате разхвърлян микс или се занимавате със звуков дизайн, всеки тип цифров филтър има своята роля.

Филтри, базирани на честотата

За оформяне на звука на вашия микс или на отделен елемент в него честотните филтри са едни от най-важните инструменти в арсенала ви. Тези филтри ви позволяват да се фокусирате върху различни части на честотния спектър, включително ниски, високи, средни и всички междинни честоти.

Всеки тип цифров филтър има и своя уникална функция. Нека разгледаме някои от най-често използваните.

Нискочестотен филтър (LPF)

Нискочестотният филтър (НЧФ) прави точно това, което звучи като него. Той пропуска ниските честоти, като прекъсва по-високите. Това е един от най-често използваните филтри в музикалното производство и е чудесен за създаване на плавен, заоблен звук. LPF работи, като задава честота на прекъсване, която е точката, в която започва да намалява силата на звука на честотите над тази точка.

Често ще чуете нискочестотни филтри в действие, когато искате да премахнете нежелания високочестотен шум или да създадете по-мек звук. Например синтезаторният пад (особено цифров от VST) може да звучи твърде ярко и грубо с непокътнати високи честоти. Като приложите нискочестотен филтър, можете да изтриете тези високи честоти, правейки звука по-топъл и по-свързан със сместа.

Нискочестотните филтри често се използват и в lo-fi музиката за създаване на класически заглушен звук, който симулира по-старо, влошено аудио оборудване.

Често ми се случва да прилагам нискочестотни филтри към басовите си линии. Понякога бас китарата или бас синтезаторът могат да имат твърде много съдържание от висок клас, което се разминава с други елементи в песента. Нискочестотният филтър може да изглади горната част на звука, оставяйки само дълбоките, богати басови честоти, които искате.

През повечето време го използвам дори за електрическа китара, за да премахна високите честоти от пътя на вокалите си. Ще се изненадате колко много може да се изтласка от върха на звука в гъст микс, преди това да стане забележимо.

Високочестотен филтър (HPF)

От друга страна, високочестотният филтър (HPF) позволява преминаването на високите честоти, като същевременно намалява ниските. Това е един от най-подходящите инструменти за изчистване на ниските честоти или за премахване на излишните баси от песни, в които не са необходими. Подобно на нискочестотните филтри, високочестотните филтри работят чрез задаване на честота на прекъсване. Разликата обаче е, че всичко под тази честота се намалява.

Високочестотният филтър може да бъде изключително полезен за вокален запис. Да речем, че имате вокален запис с нискочестотен шум, като например бръмчене от климатик или шум от микрофона. С помощта на високочестотен филтър можете да изрежете тези ненужни ниски честоти, като същевременно запазите чистотата на по-високите честоти непокътнати. Тази техника е чудесна и за стягане на хай-хетите и чинелите, които често не се нуждаят от много допълнителна тежест в ниските честоти, която да ги затиска.

Обикновено използвам и високочестотни филтри за моите китарни песни. Както електрическите, така и акустичните китари могат да носят много нискочестотно съдържание, в зависимост от начина на запис, и да се конкурират с баса или ритъма на барабана. Бързото преминаване през високочестотен филтър може да премахне тези ненужни ниски честоти, като остави място за по-важните басови честоти в микса.

Лентов филтър (BPF)

Лентовият филтър (ЛПФ) отива още по-далеч, като позволява преминаването само на определен диапазон (или лента) от честоти, като изключва както високите, така и ниските. Това може да бъде изключително полезно, когато искате да изолирате и подчертаете определен честотен диапазон, създавайки по-фокусиран звук. Често мисля за лентовия филтър като за специализиран филтър, тъй като той обикновено се използва за по-творчески цели в музикалното производство.

Един от най-популярните и може би прекалено използвани примери е ефектът на телефона, който често се чува при вокалите в песните. Този ефект кара гласа да звучи така, сякаш преминава през телефонна линия, като се използва лентов филтър за изолиране на средните честоти (около 300-3000 Hz) и прекъсване на всичко останало. Това може да придаде уникално, lo-fi качество на вокала, което да изпъкне в микса.

В звуковия дизайн, лентовите филтри също са чудесни за подреждане на синтезаторни звуци. Чрез стесняване на честотния диапазон в конкретен синтетичен пач можете да създадете остри, прецизни звуци, които се вписват в определени джобове на вашия микс. Това е особено полезно за създаване на резонансни суичове, при които точката на прекъсване на лентовия филтър е автоматизирана, за да се премества нагоре или надолу в честотния диапазон.

‍

Можете също така да използвате лентов филтър за пречистване на реверберацията и закъснението.

Филтър с прорези (филтър за спиране на лентата)

И накрая, имаме филтър с прорези, често наричан и филтър за спиране на честотната лента. Обичам да мисля за него като за полярната противоположност на лентовия филтър. Той изрязва много тесен диапазон от честоти и оставя всичко останало незасегнато. Това прави назъбения филтър идеален за решаване на много специфични проблеми, като например премахване на нежелани шумове или резонансни пикове, без да се засяга останалата част от звука.

Една от най-често срещаните употреби на филтъра за изрязване обаче е елиминирането на обратната връзка в ситуации на живо. Обратната връзка се получава, когато определени честоти от микрофона се връщат обратно в системата и създават високочестотен писък. Филтърът със скосявания може да се използва за насочване и отстраняване на тази честота, като останалата част от аудиосигнала остава непокътната.

От друга страна, при смесването филтрите с врязване са чудесни за коригиране на проблемни честоти в лоши записи. Възможно е да имате запис на акустична китара с неприятен стаен тон около 550 Hz. Вместо да се използва широк филтър, който изрязва тази честота и куп други честоти около нея, които може да са желателни за цялостното звучене, филтърът с прорези може да се насочи само към резонанса от 550 Hz и да остави останалата част от микса незасегната.

Филтри, базирани на целта

Освен стандартните типове цифрови филтри, базирани на честота, има и някои специализирани филтри, които изпълняват по-целенасочени роли в производството и смесването на музика. Тези филтри често се използват за тонални корекции, звуков дизайн или творчески ефекти.

Макар че те може да не са толкова често срещани във всеки микс, те могат да имат голямо значение, когато се нуждаете от много специфичен резултат. Нека разгледаме някои от най-широко използваните филтри, базирани на целта, и какви роли играят в производството.

Филтър за рафтове

Шелвинг филтърът е проектиран така, че да усилва или намалява честотите над или под определена точка, поради което е идеален за широки тонални корекции. Вместо постепенно да изрязват или усилват тесен диапазон от честоти, както е при лентовия или назъбения филтър, шелвинг филтрите въздействат върху целия диапазон от честоти над или под зададената честота на прекъсване.

Например, ако приложите нискочестотен филтър за усилване на ниските честоти под 100 Hz, той ще повиши целия диапазон на басите, без да засегне по-високите честоти. По подобен начин филтърът за високи честоти ще увеличи или намали всичко над избрана честотна точка. Тези филтри са чудесни за мастеринг, особено когато искате да направите фини промени в цялостния тонален баланс на песента.

Шелвинг филтрите са полезни и при широкообхватно оформяне на тона на инструмент или вокал. Например, ако искате да придадете малко повече плътност на ритъма на барабана, можете да усилите ниските честоти около 60 Hz с нискочестотен филтър. Ако пък трябва да изсветлите вокална песен, без да добавяте много грубост или сибилност, можете да използвате филтър за високи честоти от 10 kHz, за да добавите малко повече блясък.

Гребенни филтри

Гребенният филтър създава някои от най-уникалните и отчетливи звуци, които ще чуете в музикалното производство. Той работи, като въвежда забавена версия на оригиналния аудиосигнал и след това ги комбинира. Този цифров филтър предизвиква фазова интерференция, която създава поредица от нарези и върхове в честотната характеристика. Резултатът е звук, който напомня на "гребен", откъдето идва и името. Той има тънко, почти метално качество, което придава на изходния ви сигнал усещане за движение.

Комбинираните филтри обикновено се използват за специални ефекти, особено когато искате да създадете ефект, подобен на флангиране или хорус. Когато времето на забавения сигнал се измести леко (няколко милисекунди), се получава размахващ се или "свистящ" звук, който често се чува в експериментални или психеделични тонове на електрическа китара. По подобен начин можете да приложите гребен филтър към вокал, за да получите роботизиран или електронен ефект.

В звуковия дизайн обаче този цифров филтър може да се използва за създаване на еволюиращи синтезаторни текстури, особено ако параметрите са автоматизирани. Когато бавно регулирате времето на закъснение и обратната връзка, можете да създадете някои доста диви ефекти.

Динамични филтри

Динамичният филтър регулира честотата си на прекъсване в отговор на входния сигнал. Вместо да задава фиксирана точка, както при статичен филтър, динамичният цифров филтър се променя в реално време въз основа на фактори като амплитудата (силата на звука) или обвивката на сигнала. Това оставя нещата приятни и отворени.

Един от най-класическите примери е ефектът auto-wah, който автоматично регулира точката на прекъсване на филтъра при промяна на входния сигнал. Колкото по-силно свирите, толкова повече се отваря филтърът, което ви дава емблематичния фънки wah звук.

Формантни филтри

Формантните филтри са малко по-различни от типичните еквалайзери или цифрови филтри, базирани на честота, тъй като са проектирани да симулират резонансните честоти на човешкия глас. Формантът по същество е набор от резонансни честоти, които определят гласните звуци, и с помощта на формантните филтри можете да манипулирате входния си сигнал, за да имитирате тези вокални характеристики.

В електронната музика формантните филтри често се използват за създаване на роботизирани, извънземни или вокодерни ефекти. Като настроите филтъра така, че да съответства на формантните честоти на различни гласни звуци (като "аах", "ех" или "ооо"), можете да накарате синтезатор или друг инструмент да звучи така, сякаш говори или пее.

Чуйте началото на песента "Lilly" на Toro Y Moi, за да видите добър пример за формантен филтър в действие:

Ролята на филтрите в съвременните музикални жанрове

Филтрите играят изненадващо голяма роля в оформянето на специфичното звучене на различните музикални жанрове, които познаваме и обичаме. Нека разгледаме по-отблизо как различните жанрове използват филтри, за да постигнат характерното си звучене.

Електронна музика (EDM, House, Techno)

В електронната музика филтрите са основна част от творческия процес. Нискочестотните филтри често се използват за създаване на драматични подемни и възходящи честоти, като същевременно изчистват ниските честоти за важни елементи като кикове и баси.

В жанрове като хаус и техно, филтрите също помагат за оформянето на движението на песента. Продуцентите често използват високочестотни филтри на барабанни цикли или синтезаторни бас линии, за да изрежат ниските честоти, след което бавно ги връщат обратно, за да създадат очакване преди пускането.

Хип-хоп

В хип-хопа филтрите играят важна роля за постигане на класически, винтидж звук, особено при работа с бийтове, базирани на семпли. Нискочестотните филтри често се използват за изрязване на високите честоти от семплите, за да им придадат топло, старомодно усещане.

Продуцентите могат също така да прилагат филтри, за да изолират определени честоти в извадката, така че да не пречат на основния вокал.

Поп

В поп музиката филтрите са изключително важни за постигане на полирано, удобно за радиото звучене. Например филтърът за високи честоти може да се използва за усилване на високите честоти на поп вокала, за да му се придаде луксозна яркост, която сме свикнали да чуваме в песни от Топ 40.

Усъвършенствани техники за цифров филтър

След като овладеете основите на използването на филтри, можете да започнете да изучавате множество усъвършенствани техники.

Модулация и автоматизация на филтъра

Модулирането на филтрите с течение на времето е чудесен начин за добавяне на движение в песента. С помощта на LFOs или envelopes можете да автоматизирате начина, по който филтърът се отваря и затваря, създавайки постоянно променящи се синтезатори или падове.

Например, ако приложите LFO към честотата на прекъсване на нискочестотен филтър, можете да създадете пулсиращ или размахващ се ефект за допълнително движение в иначе статичния звук. По подобен начин можете да използвате обложка, за да създадете динамични промени в поведението на филтъра, като филтърът се отваря, когато звукът става по-силен, и се затваря, когато става по-тих. Тази техника често се среща под формата на автоматичен нискочестотен филтър в хаус и дъбстеп, тъй като създава хубаво натрупване и освобождаване за капки и преходи.

Подреждане на филтри и паралелна обработка

Подреждането на филтри е, когато прилагате няколко филтъра към даден звук за по-прецизен контрол на честотното му съдържание. Например можете да използвате високочестотен филтър, за да изрежете нискочестотния тътен, като същевременно използвате нискочестотен филтър, за да укротите острите високи честоти.

Също така обичам да използвам филтри при паралелна обработка. Разделям аудиосигнала на два или повече паралелни пътя, прилагам различни филтри към всеки път и след това ги смесвам обратно. Например, мога да приложа високочестотен филтър към едно копие на бас песен, за да запазя само средните и високите детайли, докато използвам нискочестотен филтър към друго копие, за да се фокусирам върху дълбоките басови честоти. След това смесвам двете филтрирани версии заедно, за да получа пълноценен звук.

Заключителни мисли

Ето го и вашето ръководство за начинаещи в областта на цифровите филтри! От основните високочестотни и нискочестотни филтри до по-усъвършенствани техники за филтриране като модулация и паралелна обработка, филтрите ни позволяват да оформяме звука по начини, които могат да бъдат както технически, така и изключително креативни.

Докато изучавате филтрите, не се страхувайте да експериментирате и да разширявате границите на възможностите им за обработка на сигнали.