Pokud jste producent nebo mixér, který má nějaké zkušenosti s digitálním zvukem, nepochybně jste se setkali s filtry. Ačkoli se mohou zdát jako jediná, snadno definovatelná entita, digitální filtry se vyskytují ve všech tvarech a velikostech a jako nástroje nám pomáhají upravovat a ovládat konkrétní frekvence v našem zvuku. Stejně jako můžeme zesílit nebo snížit zvuk pomocí ekvalizéru, dělají filtry totéž, ale s větší intenzitou. Jsou přesné, flexibilní a naprosto nezbytné, pokud jde o tvarování zvuku.

Co přesně jsou digitální filtry a jak fungují?

Jejich podstatou jsou algoritmy, které buď snižují, nebo zesilují určitá frekvenční pásma zvukového signálu. Můžete je použít k odstranění nežádoucího dunění nízkých frekvencí v nahrávce zpěvu nebo k posílení třpytivého jiskření vysokých frekvencí v nahrávce akustické kytary. Zjednodušeně řečeno, dávají vám možnost vyčistit, vytvarovat nebo zcela změnit zvuk, což z nich činí klíčovou součást sady nástrojů každého producenta.

Proč jsou filtry v hudební produkci tak důležité a proč by vás jako začínajícího producenta měly zajímat? No, hrají obrovskou roli při formování tónu. Ať už mícháte vokály, vytváříte od základu vlastní syntezátorový patch nebo modelujete dokonalý zvuk kopáku, filtry vám dávají přesnou kontrolu nad tonální vyvážeností skladby. Bez nich může být vše zablácené, nejasné nebo prostě jen nepříjemné na poslech.

Filtry se uplatňují v každé fázi výroby. Během nahrávání se jimi můžeme zbavit nežádoucích výšek nebo nízkých tónů, které nemusí přispět k celkovému zvuku. Během mixování je můžete použít k odstranění nepotřebných frekvencí nebo k vyřezání prostoru mezi nástroji. Při masteringu pomáhají filtry doladit celkovou vyváženost skladby a při zvukovém designu jsou ideální pro vytváření jakýchkoli efektů, od jemných až po divoké, rozsáhlé změny.

Pokud znáte různé typy filtrů a víte, jak je používat, získáte tvůrčí výhodu. V tomto průvodci se podíváme na vše, co byste kdy chtěli vědět o digitálních filtrech, abyste je mohli začít používat při tvorbě hudby jako profesionálové.

Co jsou digitální filtry?

Než se pustíme do různých typů filtrů, vysvětleme si nejprve základy toho, co jsou digitální filtry a jak fungují. Pokud vás někdy zajímalo, jak někteří vaši oblíbení hudební producenti a mixážní inženýři zdánlivě kouzelně tvarují zvuky do něčeho tak čistého a jasného, filtry jsou velkou součástí tohoto triku. Není to však žádná magie, je to jen trocha vědy.

Abyste pochopili filtry, musíte nejprve porozumět digitálnímu zpracování signálu. Každý zvuk, který slyšíte, ať už je to buben, kytarový riff nebo vokální linka, existuje jako soubor frekvencí. Tyto frekvence se pohybují od nízkých (jako jsou subfrekvence basové kytary) až po vysoké (jako je chvění činelu ride).

Díky digitálnímu zpracování signálu můžeme s těmito frekvencemi manipulovat, jak chceme. Zde přicházejí ke slovu digitální filtry. Díky nim můžeme řídit, které části frekvenčního spektra budou slyšet, které budou redukovány a které budou zcela odstraněny.

Digitální filtry jsou určeny k manipulaci s konkrétními frekvenčními rozsahy zvuku. Pomocí digitálního filtru můžete například ze skladby odstranit všechny nízké frekvence a ponechat pouze vyšší frekvence. To může být velmi užitečné, pokud například vaše vokální stopa zní trochu blátivě kvůli zbytečným basovým frekvencím. Máte tři hlavní zóny: nízké, střední a vysoké frekvence a filtry se mohou zaměřit na kteroukoli z nich podle toho, co potřebujete.

Při práci s filtry se často setkáte s pojmy jako frekvenční odezva a sklon filtru. Frekvenční odezva vám říká, jak digitální filtr ovlivňuje různé frekvence, ať už je zesiluje, ořezává, nebo je nechává nedotčené, zatímco sklon filtru označuje, jak prudce filtr přechází od propustných k ořezávaným frekvencím. Strmý sklon (např. 24 dB na oktávu) zajistí agresivnější řez, zatímco mírný sklon (např. 6 dB na oktávu) zajistí plynulejší přechod.

U filtrů se můžete setkat s několika dalšími běžnými parametry, jako jsou:

• Mezní frekvence: Jedná se o bod, ve kterém filtr začíná pracovat. Například u dolnopropustného filtru označuje mezní frekvence místo, kde se začínají odrušovat výšky.
• Rezonance: Tato funkce zesiluje frekvence těsně kolem mezního bodu, což může zvuku dodat trochu charakteru nebo "říznosti".
• Faktor Q: Ovlivňuje, jak úzký nebo široký je frekvenční rozsah ovlivněný filtrem. Vysoký Q faktor znamená velmi úzké pásmo a nízký Q ovlivňuje širší rozsah.

Pokud vás zajímá rozdíl mezi analogovými a digitálními filtry, analogové filtry jsou zabudovány v hardwaru (syntezátory staré školy, kytarové pedály atd.), zatímco digitální filtry existují jako software nebo pluginy v DAW. Digitální filtry obvykle nabízejí větší přesnost a flexibilitu, ale analogové filtry mohou zvuku dodat určitou vřelost nebo barvu, kterou má mnoho lidí rádo. Každý z nich má v hudební produkci své místo, ale v dnešní době jsou digitální filtry rozšířenější kvůli své dostupnosti.

Typy digitálních filtrů

Digitální filtry jsou různé, ale obecně se dělí do dvou kategorií: frekvenční a účelové.

Frekvenční filtry fungují tak, že se zaměřují na určité části frekvenčního spektra. Obvykle se jedná o dolní propust, horní propust, pásmovou propust a zářezové filtry. Každý z nich pomáhá manipulovat s přicházejícím zvukem tím, že propouští určité frekvence, zatímco jiné odřezává.

Dále máme účelové filtry, které jsou určeny pro specializovanější úlohy, jako jsou dynamické filtry, které reagují na hlasitost signálu, nebo shelving filtry, které zesilují nebo snižují celý rozsah frekvencí nad nebo pod určitým bodem. Existují také hřebenové filtry, které vytvářejí jedinečné, fázově posunuté efekty jen mírným zpožděním signálu.

Různé filtry jsou užitečné v různých částech hudební produkce a mixování, takže ať už čistíte nepřehledný mix, nebo se věnujete zvukovému designu, každý typ digitálního filtru má svou roli.

Filtry založené na frekvenci

Pro tvarování zvuku mixu nebo jednotlivých prvků v mixu jsou frekvenční filtry jedním z nejdůležitějších nástrojů ve vašem arzenálu. Tyto filtry umožňují zaměřit se na různé části frekvenčního spektra, včetně nízkých, vysokých a středních tónů, a všude mezi nimi.

Každý typ digitálního filtru má také svou vlastní jedinečnou funkci. Podívejme se na některé z nejčastěji používaných.

Nízkofrekvenční filtr (LPF)

Dolnoprůchodový filtr (LPF) dělá přesně to, co se zdá, že dělá. Propouští nízké frekvence, zatímco ty vyšší odřezává. Je to jeden z nejčastěji používaných filtrů v hudební produkci a je skvělý pro vytvoření hladkého, zaobleného zvuku. LPF funguje tak, že nastaví mezní frekvenci, což je bod, ve kterém začne snižovat hlasitost frekvencí nad tímto bodem.

Dolnofrekvenční filtry často uslyšíte v akci, když chcete odstranit nežádoucí vysokofrekvenční šum nebo vytvořit jemnější zvuk. Například syntezátorový pad (zejména digitální z VST) by mohl znít příliš jasně a ostře při zachování všech vysokých frekvencí. Použitím dolnoprůchodového filtru můžete tyto vyšší frekvence potlačit, čímž se zvuk stane teplejším a více splyne s mixem.

Nízkofrekvenční filtry se také často používají v lo-fi hudbě k vytvoření klasického tlumeného zvuku, který simuluje starší, znehodnocené zvukové vybavení.

Často se mi stává, že na své basové linky aplikuji dolnoprůchodové filtry. Někdy se může stát, že basová kytara nebo basový syntezátor má příliš vysoký obsah, který koliduje s ostatními prvky ve skladbě. Dolnoprůchodový filtr může vyhladit horní pásmo a ponechat pouze hluboké, bohaté basové frekvence, které chcete.

Často ho používám i na elektrickou kytaru, abych se zbavil vysokých frekvencí při zpěvu. Byli byste překvapeni, jak moc můžete v hustém mixu srazit horní část zvuku, než to začne být patrné.

High-Pass filtr (HPF)

Na druhé straně vysokofrekvenční filtr (HPF) umožňuje průchod vysokých frekvencí a zároveň snižuje nízké frekvence. Jedná se o jeden z nástrojů pro vyčištění dunění nízkých tónů nebo odstranění přebytečných basů ze skladeb, kde nejsou potřeba. Stejně jako dolnopropustné filtry fungují hornopropustné filtry tak, že nastaví mezní frekvenci. Rozdíl je však v tom, že vše pod touto frekvencí se redukuje.

Filtr horních propustí může být pro nahrávání vokálů neuvěřitelně užitečný. Řekněme, že máte vokální stopu s nízkofrekvenčním šumem, například šumem z klimatizace nebo manipulačním šumem z mikrofonu. Pomocí vysokofrekvenčního filtru můžete tyto nepotřebné nízké frekvence vyřadit a zároveň zachovat čistotu vyšších frekvencí. Tato technika se také skvěle hodí k dotažení hi-hatů a činelů, které často nepotřebují, aby je táhlo dolů příliš mnoho nízkých tónů.

Běžně také používám vysokofrekvenční filtry na kytarových stopách. Elektrická i akustická kytara může v závislosti na způsobu nahrávání nést hodně nízkofrekvenčního obsahu a může konkurovat baskytaře nebo kopáku. Rychlý průchod vysokofrekvenčním filtrem může odstranit tyto nepotřebné nízké frekvence a ponechat v mixu prostor pro důležitější basové frekvence.

Pásmový filtr (BPF)

Pásmový filtr (BPF) jde ještě o krok dál, protože propouští pouze určitý rozsah (nebo pásmo) frekvencí a přitom odřezává jak vysoké, tak nízké frekvence. To může být neuvěřitelně užitečné, pokud chcete izolovat a zdůraznit určitý frekvenční rozsah a vytvořit tak soustředěnější zvuk. Pásmový filtr často považuji za specializovaný filtr, protože se obvykle používá pro kreativnější účely v hudební produkci.

Jedním z nejoblíbenějších a možná i nadužívaných příkladů je telefonní efekt, který často slyšíte u vokálů v písních. Tento efekt způsobuje, že hlas zní, jako by procházel telefonní linkou, a to pomocí pásmového filtru, který izoluje střední frekvence (přibližně 300-3000 Hz) a ořezává vše ostatní. To může vokálu dodat jedinečnou, lo-fi kvalitu, která v mixu vynikne.

Ve zvukovém designu se pásmové filtry skvěle hodí také pro skládání syntezátorových zvuků. Zúžením frekvenčního rozsahu v konkrétním syntezátorovém patchi můžete vytvořit ostré, přesné zvuky, které se hodí do konkrétních kapes vašeho mixu. To je obzvláště užitečné při vytváření rezonančních sweepů, kdy je mezní bod pásmového filtru automatizován tak, aby procházel frekvenčním rozsahem nahoru nebo dolů.

‍

Pásmový filtr můžete použít také k vyčištění reverbů a zpoždění.

Zářezový filtr (pásmový filtr)

Nakonec tu máme vrubový filtr, často nazývaný také pásmový filtr. Rád o něm přemýšlím jako o polárním opaku pásmového filtru. Vypíná velmi úzké pásmo frekvencí a vše ostatní ponechává nedotčené. Díky tomu je vrubový filtr ideální pro řešení velmi specifických problémů, jako je odstranění nežádoucích brumů nebo rezonančních špiček, aniž by ovlivnil zbytek zvuku.

Jedním z nejčastějších použití notch filtru je eliminace zpětné vazby při živém ozvučování. Ke zpětné vazbě dochází, když se určité frekvence z mikrofonu vracejí zpět do systému a vytvářejí vysoké pískání. Zářezový filtr lze použít k zaměření a odstranění této frekvence, přičemž zbytek zvukového signálu zůstane nedotčen.

Při míchání se naopak zářezové filtry skvěle hodí pro opravu problematických frekvencí ve špatných nahrávkách. Můžete mít nahrávku akustické kytary s nepříjemným tónem v místnosti kolem 550 Hz. Namísto použití širokého filtru, který vyřízne tuto frekvenci a spoustu dalších frekvencí kolem ní, které by mohly být pro celkový zvuk žádoucí, se může vrubový filtr zaměřit pouze na rezonanci 550 Hz a zbytek mixu ponechat nedotčený.

Účelové filtry

Kromě standardních typů digitálních filtrů založených na frekvenci existují některé specializované filtry, které plní cílenější úlohy při produkci a mixování hudby. Tyto filtry se často používají k úpravě tónů, zvukovému designu nebo kreativním efektům.

Ačkoli nejsou v každé směsi tak běžné, mohou mít velký význam, pokud potřebujete velmi specifický výsledek. Pojďme se podívat na některé z nejpoužívanějších účelových filtrů a na to, jakou roli hrají při výrobě.

Regálový filtr

Regálový filtr je navržen tak, aby buď zesiloval, nebo snižoval frekvence nad nebo pod určitým bodem, a proto je ideální pro široké tónové úpravy. Místo postupného řezání nebo zesilování úzkého rozsahu frekvencí, jako je tomu u pásmové propusti nebo vrubového filtru, ovlivňují shelving filtry celý rozsah frekvencí nad nebo pod nastavenou mezní frekvencí.

Pokud například použijete filtr pro nízké frekvence, abyste posílili nízké frekvence pod 100 Hz, zvýšíte tím celé basové pásmo, aniž byste se dotkli vyšších frekvencí. Podobně high-shelf filtr zvýší nebo sníží vše nad zvoleným frekvenčním bodem. Tyto filtry se skvěle hodí při masteringu, zejména když chcete provést jemné změny celkové tonální rovnováhy skladby.

Shelving filtry se hodí také při širokém tvarování tónu nástroje nebo vokálu. Pokud například chcete, aby váš kopák měl trochu více masa, můžete zesílit nízké frekvence kolem 60 Hz pomocí low-shelf filtru. Nebo pokud potřebujete rozjasnit vokální stopu, aniž byste do ní přidali spoustu hrubosti nebo sykavek, můžete použít filtr s vysokým kmitočtem 10 kHz a dodat jí trochu jiskry navíc.

Hřebenové filtry

Hřebenový filtr vytváří jedny z nejunikátnějších a nejvýraznějších zvuků, které v hudební produkci uslyšíte. Funguje tak, že zavede zpožděnou verzi původního zvukového signálu a poté je spojí. Tento digitální filtr způsobuje fázovou interferenci, která vytváří řadu zářezů a špiček ve frekvenční odezvě. Výsledkem je zvuk, který připomíná "hřeben", odtud název. Má tenkou, téměř kovovou kvalitu, která dodává výstupnímu signálu pocit pohybu.

Hřebenové filtry se obvykle používají pro speciální efekty, zejména když chcete vytvořit efekt podobný flanging nebo chorusu. Když se čas zpožděného signálu mírně posune (o několik milisekund), získáte rozléhající se nebo "šumivý" zvuk, který je často slyšet v experimentálních nebo psychedelických tónech elektrické kytary. Podobným způsobem můžete použít hřebenový filtr na vokál a získat tak robotický nebo elektronický efekt.

Ve zvukovém designu však lze tento digitální filtr použít k vytváření vyvíjejících se syntezátorových textur, zejména pokud jsou parametry automatizovány. Když pomalu nastavíte dobu zpoždění a zpětnou vazbu, můžete vytvořit docela divoké efekty.

Dynamické filtry

Dynamický filtr upravuje svou mezní frekvenci v závislosti na vstupním signálu. Namísto nastavení pevného bodu jako u statického filtru se dynamický digitální filtr pohybuje v reálném čase na základě faktorů, jako je amplituda (hlasitost) nebo obálka signálu. To ponechává věci pěkně otevřené.

Jedním z nejklasičtějších příkladů je efekt auto-wah, který automaticky upravuje mezní bod filtru podle změny vstupního signálu. Čím silněji hrajete, tím více se filtr otevírá, čímž získáte ikonický funky wah zvuk.

Formantové filtry

Formantové filtry se trochu liší od typického ekvalizéru nebo frekvenčního digitálního filtru, protože jsou navrženy tak, aby simulovaly rezonanční frekvence lidského hlasu. Formant je v podstatě soubor rezonančních frekvencí, které definují samohlásky, a pomocí formantových filtrů můžete vstupní signál upravit tak, aby napodoboval tyto hlasové charakteristiky.

V elektronické hudbě se formantové filtry často používají k vytváření robotických, mimozemských nebo vokodérových efektů. Nastavením filtru tak, aby odpovídal formantovým frekvencím různých samohlásek (jako "aah", "eeh" nebo "ooh"), můžete vytvořit zvuk syntezátoru nebo jiného nástroje, jako by mluvil nebo zpíval.

Dobrým příkladem fungování formantového filtru je začátek skladby "Lilly" od skupiny Toro Y Moi:

Role filtrů v moderních hudebních žánrech

Filtry hrají překvapivě velkou roli při utváření osobitého zvuku různých hudebních žánrů, které známe a milujeme. Podívejme se blíže na to, jak různé žánry používají filtry k dosažení svého charakteristického zvuku.

Elektronická hudba (EDM, House, Techno)

V elektronické hudbě jsou filtry důležitou součástí tvůrčího procesu. Low-pass filtry se často používají k vytvoření dramatických sweepů a riserů a zároveň k vyčištění nízkých frekvencí pro důležité prvky, jako jsou kopáky a basy.

V žánrech, jako je house a techno, pomáhají filtry také utvářet pohyb skladby. Producenti často používají vysokofrekvenční filtry na bicí smyčky nebo syntezátorové basové linky, aby vyřízli nízké frekvence a pak je pomalu vrátili zpět a vytvořili očekávání před dropem.

Hip-hop

V hip hopu hrají filtry důležitou roli při dosažení klasického, vintage zvuku, zejména při práci s beaty založenými na samplech. Low-pass filtry se často používají k vyříznutí vysokých frekvencí ze samplů, aby jim dodaly hřejivý oldschoolový nádech.

Producenti mohou také použít filtry k izolaci určitých frekvencí ve vzorku, aby nerušily hlavní vokál.

Pop

V popové hudbě jsou filtry velmi důležité pro dosažení vybroušeného zvuku vhodného pro rádia. Například high-shelf filtr se může použít k posílení vysokých frekvencí popového vokálu, aby získal luxusní jas, který jsme zvyklí slýchat v Top 40 skladbách.

Pokročilé techniky digitálních filtrů

Jakmile zvládnete základy používání filtrů, můžete začít zkoušet spoustu pokročilých technik.

Modulace a automatizace filtru

Modulace filtrů v čase je skvělý způsob, jak skladbě dodat pohyb. Pomocí LFO nebo obálek můžete automatizovat způsob, jakým se filtr otevírá a zavírá, a vytvářet tak neustále se vyvíjející syntezátory nebo pady.

Pokud například použijete LFO na mezní frekvenci dolní propusti filtru, můžete vytvořit pulzující nebo rozmáchlý efekt a přidat tak pohyb do jinak statického zvuku. Podobným způsobem můžete pomocí obálky vytvořit dynamické změny v chování filtru, kdy se filtr otevírá, když zvuk zesiluje, a zavírá, když se ztišuje. Tuto techniku často uslyšíte v podobě automatického sweepu dolnoprůchodového filtru v house a dubstepu, protože vytváří pěkný náběh a uvolnění pro dropy a přechody.

Stohování filtrů a paralelní zpracování

Stohování filtrů spočívá v tom, že na zvuk použijete více filtrů pro přesnější kontrolu nad jeho frekvenčním obsahem. Můžete například použít hornopropustný filtr k odstranění dunění nízkých frekvencí a současně použít dolnopropustný filtr ke zkrocení ostrých vysokých frekvencí.

Rád také používám filtry při paralelním zpracování. Rozdělím zvukový signál na dvě nebo více paralelních cest, na každou cestu použiji jiné filtry a pak je opět smíchám dohromady. Například na jednu kopii basové stopy mohu použít vysokofrekvenční filtr, abych zachoval pouze středové a výškové detaily, zatímco na jinou kopii použiji dolnofrekvenční filtr, abych se zaměřil na hluboké basové frekvence. Pak obě filtrované verze smíchám dohromady, abych získal plný zvuk.

Závěrečné myšlenky

Tady to máte - průvodce digitálními filtry pro začátečníky! Filtry nám umožňují formovat zvuk způsobem, který může být jak technický, tak velmi kreativní, a to od základních horních a dolních propustí až po pokročilejší filtrační techniky, jako je modulace a paralelní zpracování.

Při dalším zkoumání filtrů se nebojte experimentovat a posouvat hranice jejich možností při zpracování signálu.