Ne všechny zvukové vlny jsou si rovny - i dva podobné signály vykazují drobné rozdíly v hlasitosti a tónu. Některé zvukové vlny jsou však identické (nebo téměř identické), a pokud jsou poskládány na sebe, může dojít k fázování zvuku. Co přesně ale znamená fázování zvuku?

Fáze zvuku je jedním z těch jevů, které je obtížné pochopit. Jakmile ji však pochopíte, budete moci posunout svou produkci na zcela novou úroveň. V tomto článku si projdeme základy zvukové fáze, proč je důležitá a jak řešit problémy s fází ve vašich produkcích.

Co je to "fáze" ve zvuku?

Fáze zvuku označuje časový bod v rámci dané zvukové vlny. Zvukové vlny se skládají ze tří hlavních složek: amplitudy, vlnové délky a frekvence:

Amplituda označuje hlasitost vlny v určitém časovém okamžiku; u dokonale symetrické a opakující se zvukové vlny (jako je sinusová vlna na obrázku výše) je vlnová délka vzdálenost mezi dvěma stejnými amplitudami v rámci cyklu; a frekvence (neboli "výška") je počet opakování zvukové vlny v rámci cyklu za sekundu.

Fáze zvukové vlny nám říká, kde přesně se v tomto cyklu nacházíme. Při výrobě zvuku je důležitý vztah mezi dvěma nebo více průběhy; absolutní fáze jedné zvukové vlny není z důvodů, které probereme příště, tak důležitá.

Proč je důležité fázování?

Při míchání zvuku jde o to, aby se spojily různé, ale soudržné prvky tak, aby každá složka byla slyšet podle záměru umělce, producenta a inženýra. Proto budete žonglovat s nespočtem zvukových vln, které se liší frekvencí, amplitudou, harmonickými podtóny a dalšími vlastnostmi.

Určitě se stane, že některé vlny budou v různých časových okamžicích vstupovat do fáze a vystupovat z ní. Když jsou dva signály navzájem "ve fázi", jejich amplitudy (tj. vrcholy a dna) se shodují. Pochopení fáze je klíčové pro optimalizaci mixů. Problémy s fází jsou příčinou mnoha problémů při mixování a mají zásadní vliv na celkový zvuk.

Když se srazí vlny

Pro zjednodušení si představte dvě dokonale symetrické a opakující se sinusové vlny, jednu v levém a druhou v pravém kanálu. Když jsou obě poloviny dokonale vyrovnané, jejich amplitudy jsou v čase identické, což znamená, že na obou stranách uslyšíte stejný zvuk.

Když tyto kanály spojíte a přehrajete je současně, získáte tzv. konstruktivní interferenci, protože kombinace těchto fázových vln zdvojnásobí výslednou amplitudu. Naopak, pokud by tyto kanály byly dokonale "nefázové" (tj. nejnižší amplituda vlny jednoho kanálu by nastala v okamžiku, kdy je vlna druhého kanálu nejhlasitější), jejich špičky a dna by se navzájem vyrušily. Tomu se říká "destruktivní interference" nebo "fázové rušení".

Jak funguje fáze ve zvuku v praxi

Výše popsaný scénář není v reálném světě běžný, protože s těmito dokonalými základními zvukovými vlnami nepracujete, ale teorie stále platí. Ať už nahráváte jeden nástroj nebo více nástrojů s libovolným počtem mikrofonů, fázování bude faktorem, který by neměl být ignorován.

Fázové interakce se projevují také při vrstvení samplů přes akustické bicí, používání různých pluginů na podobných stopách, paralelním zpracování a dalších činnostech.

Jednoduše řečeno, fáze zvuku je faktorem vždy, když se kombinují dva nebo více signálů - čím více spolu tyto signály souvisejí, tím důležitější je fáze.

Pokud nahráváte nástroj pomocí dvou samostatných mikrofonů (stereofonní nahrávání), budou základní frekvence (tj. hrané tóny) v každém kanálu stejné.

Protože se však každý mikrofon nachází v jedinečné prostorové poloze, vstupují do každého mikrofonu jiné tóny v jinou dobu. V důsledku toho budou zvukové vlny každého kanálu v některých ohledech podobné, ale v jiných odlišné.

Různé frekvence mohou být zesíleny, zeslabeny nebo prakticky zrušeny v závislosti na fázovém vztahu mezi oběma kanály. Jak si asi dokážete představit, zapojením dalšího mikrofonu nebo více mikrofonů se situace ještě více zkomplikuje a zvýší se pravděpodobnost problémů s fází.

Pokud jsou dva mikrofony namířeny opačným směrem, musí mít jeden z nich obrácenou fázi, aby se zabránilo rušení zvuku (tj. tichu).

Dilema bubnu

Při nahrávání bicích často dochází k problémům s fází. Při většině moderních nahrávek bicích se přece používá minimálně 5 mikrofonů (nebo až 20), aby se zachytily jednotlivé komponenty, celá souprava a odrazy v místnosti.

Nepomáhá ani to, že činely rezonují na vysokých frekvencích nebo že snare a kopák často vyžadují dva mikrofony pro zachycení jejich nižších a vyšších frekvencí. Pokud se strategicky nezabýváte umístěním/konfigurací mikrofonů, může se z vaší počáteční nahrávky bicí soupravy stát nepořádek, který je téměř nemožné smíchat do výsledné podoby.

Praktický přepínač "phase flip" (přepólování), kterým je vybaveno několik moderních mikrofonů, naštěstí dokáže rychle vyřešit problémy s rušením fáze během nahrávání, ať už sledujete bicí, akustickou kytaru nebo cokoli jiného.

Zamyšlení nad fází

Stereofonní mikrofon není jediným viníkem problémů s fází. Na problémy s fází můžete narazit, i když nahráváte pouze do jednoho kanálu, zejména pokud není váš nahrávací prostor správně ošetřen. Zvukové vlny se snadno odrážejí od akusticky odrazivých povrchů. Tyto dozvuky v podstatě duplikují původní zvuk a po určité době vysílají zpět jeho jinou, tišší a tónově odlišnou verzi, v závislosti na vaší blízkosti k povrchu, velikosti a tvaru místnosti atd.

Pokud je načasování těchto odrazů správné, může při snímání mikrofonem dojít k destruktivní nebo konstruktivní interferenci, která změní výsledný tón a hlasitost. Záměrné použití efektů zpoždění a dozvuku může rovněž způsobit problémy s fází.

Aby to bylo ještě složitější, můžete při přehrávání nahrávky slyšet problémy s fází, i když nahrávky samy o sobě problémy s fází nemají. Tento problém může nastat, pokud jsou reproduktory samy o sobě "mimo fázi", tj. jsou zapojeny s nesprávnou polaritou.

Jak zjistit problémy s fází zvuku

Jak se vaše ucho vyvíjí, budete schopni slyšet fázování, když k němu dojde. Lidské ucho samo o sobě samozřejmě nedokáže snadno rozpoznat všechny problémy s fázováním, takže se hodí další nástroje a techniky.

Poslech mixu (a konkrétních stop) v monofonním, nikoli stereofonním režimu může odhalit určité problémy s fází. Pokud si po zhuštění mixu do monofonní podoby všimnete, že zvuk je matnější nebo tenčí, můžete se potýkat s fázovým rušením.

Stejně tak pokud při mixování v monofonním režimu mizí signál ze středového kanálu, ale zůstává v levém a pravém kanálu, pravděpodobně se setkáváte s rozfázovaným zvukem. Problémy s fázováním zvuku můžete také identifikovat pomocí vizuálních zásuvných modulů navržených s ohledem na fázování (více se jim budeme věnovat v další části).

Jak opravit nebo předejít problémům s fázemi

Vzhledem k tomu, že existuje tolik potenciálních zdrojů problémů s fázemi, je důležité se vyzbrojit znalostmi, triky a nástroji, které vám pomohou těmto potížím předcházet a řešit je.

Znát poměr 3:1 pro umístění mikrofonu

Tato metoda platí při práci se dvěma mikrofony; druhý mikrofon by měl být umístěn třikrát dále od původního mikrofonu, než je původní mikrofon od nahrávaného zdroje zvuku. Pokud je jeden mikrofon vzdálen šest palců od zvukového otvoru kytary, měli byste druhý mikrofon umístit 18 palců (1,5 stopy) od druhého mikrofonu.

Tento trik nefunguje vždy a může být nutné provést určité úpravy, ale je to dobrý výchozí bod pro minimalizaci problémů s fází při nahrávání se dvěma mikrofony.

Technika záznamu Mid/Side je navržena tak, aby minimalizovala možné problémy s fází.

Mix v monofonním režimu

Může se zdát, že mixování v monofonním formátu je neintuitivní, protože většina skladeb se bude poslouchat ve stereu. Jak je však uvedeno výše, některé případy rušení fáze mohou zůstat nepovšimnuty při zpětném poslechu ve stereu - přepínání stop do monofonního režimu v různých intervalech během mixování může odhalit problémy s fází, které byste jinak mohli přehlédnout.

Zjednodušeně řečeno, mixování v monofonním režimu vám pomůže dále kontextualizovat váš mix jako celek a vyčistit případné zašmodrchané zvuky před návratem ke stereofonnímu zvuku.

Použití zásuvných modulů Audio Phase

Kromě správného umístění mikrofonů a míchání v monofonním režimu můžete také použít různé plug-iny k odstranění fázových interferencí a snadno si představit, co se v těchto okamžicích děje.

Naštěstí v dnešní době není o nástroje pro fixaci fáze nouze. Mezi nejlepší příklady patří plug-in InPhase od společnosti Waves, In-Between Phase od Little Labs a Eventide Precision Time Align.

A pokud jste dostatečně dobří v rozpoznávání problémů s fází pomocí ucha, můžete problémy s fází vyřešit i pouhým posunutím stopy o malý kousek doleva nebo doprava. Tento trik však nefunguje vždy, zejména pokud se stopa striktně drží mřížky.

Přesouvání tvarů vln

Asi nejzákladnějším způsobem, jak řešit problémy s fázemi, je jednoduše přesunout podobné průběhy na správné místo. Pokud nejsou dva průběhy podobných signálů zarovnány, určitě dojde k rozfázování, takže jako rychlá náprava může fungovat prosté posunutí jednoho z nich na časové ose doleva nebo doprava.

K dispozici jsou dokonce pluginy, které automaticky zarovnají průběhy a ušetří vám tak práci - plug-in Auto-Align společnosti Sound Radix a MAutioAlign společnosti Melda Productions jsou dvě oblíbené možnosti zarovnání.

Využití fáze ve svůj prospěch

Dosud jsme se zabývali především fázovými interferencemi jako problémy, které je třeba řešit. Ve skutečnosti není fázové rušení ve své podstatě špatná věc, ale pouze akustický artefakt, se kterým můžete manipulovat několika způsoby. Jistě, usměrnění nebo korekce fázového rušení je jedním ze způsobů, jak se s tímto jevem vypořádat.

Pokud však víte, co děláte a co od mixu chcete, můžete použít zrušení fáze jako další nástroj pro mixování.

Například manipulací s fázovým poměrem mezi kytarovými stopami můžete tvarovat výsledný tón stopy (totéž platí pro tón jakéhokoli nástroje nebo vokálu), podobně jako u ekvalizéru filtru. Specifická zařízení (např. Neve Portico 5016 a Phazer od Radialu) obsahují obvody s fázovým posunem, které umožňují vybrat si určité frekvence, které chcete zesílit, a zároveň je zrušit, a získat tak jedinečné možnosti tvarování tónu.

Shrnutí: Je to jen fáze

Všichni procházíme různými fázemi, stejně jako každá zvuková vlna. Fázové problémy se proto objeví v každé produkci, na které pracujete. Důležité je pochopit, proč k těmto interferencím dochází a co s nimi dělat.

Čím lépe porozumíte fázi zvuku a budete jí věnovat pozornost, tím lepší budou vaše mixy a tím méně překvapení vás čeká při skládání stereofonní stopy do monofonní. Buďte tedy ostražití, využívejte znalosti a nástroje, které máte k dispozici, a snažte se nenechat se vyvést z míry fází.

Nejčastější dotazy k fázím

Máte ještě otázky ohledně zvukové fáze? Odpovězme si na některé často kladené otázky.

Co je to Phase Music?

Fázová hudba záměrně využívá vlastností fáze jako kompozičního nástroje. Fázová hudba často zahrnuje minimalistické, podobné zvuky (tj. noty) s mírnými změnami frekvence, tónu a/nebo tempa, které vytvářejí efekty, jako je ozvěna, zpoždění, flanging, fázování a další.

Co je to fázování při míchání?

Během procesu míchání může dojít k fázování, pokud mezi stejnými nebo příbuznými signály vznikne mírná časová prodleva. Toto fázování může mít za následek nežádoucí změny tónu a hlasitosti, ale lze ho také kreativně využít.

Jak diagnostikujete problémy s fázováním?

Problémy s fázováním v hudbě můžete odhalit rozvíjením svého sluchu, mixováním v monofonním režimu a používáním zásuvných modulů určených k zachycení fázování.

Co je to hřebenové filtrování?

Hřebenová filtrace je typ fázování, ke kterému dochází, když se signál v krátkém časovém úseku sčítá sám se sebou, což vede ke konstruktivnímu i destruktivnímu rušení - obvykle k němu dochází v důsledku odrazu v místnosti a/nebo při stereofonním záznamu. Název tohoto jevu je odvozen od jeho podobnosti s hřebenem na vlasy.

Slyší lidské ucho fázi?

Lidské ucho sice nedokáže rozpoznat absolutní fázi tvaru vlny, ale někdy je citlivé na relativní fázi. Mnoho lidí si například všimne slyšitelného posunu, když se spojí dvě stejné sinusové vlny (protože tím vznikne hlasitější zvuk) nebo když se k signálu přidá efekt phaser.

Jak zjistíte, zda jsou dvě vlny ve fázi?

Vizuálně jsou dva průběhy ve fázi, když jsou jejich amplitudy (vrcholy a dna) na časové ose zarovnány.