Spectro - co teď?

Člověk by si mohl myslet, že Spektrogram je platforma sociálních médií, kterou si vybírají padouši z bondovek a padouši se špatnou pověstí z marvelovského univerza.

Není. Právě naopak. Spektrogram je mocný nástroj, který lze použít pro analytické, praktické i tvůrčí účely ve světě zvuku. Pokud spektrogramy ve svém produkčním nebo postprodukčním pracovním postupu ještě nepoužíváte, čtěte dále.

Podíváme se, co to jsou spektrogramy, jak jim porozumět a jak je prakticky a kreativně využít. Možná vám to vyrazí dech.

Zvuk ve dvou rozměrech: Co je to tvar vlny?

V tomto novém odvážném digitálním věku, ve kterém žijeme, je každý obeznámen s průběhem zvuku; kmitavá čára, která představuje nahraný zvuk vyjádřený v čase a amplitudě (hlasitosti). Pokud jste posledních šedesát let žili v jeskyni, blahopřejeme vám a přinášíme obrázek zvukové křivky:

Na zvukové křivce je čas znázorněn na vodorovné ose (často nazývané osa x) a amplituda vlny neboli hlasitost je měřena na ose y (nebo svislé ose). Je to v podstatě typ grafu pro zvuk nebo zvuk.

Na základě těchto informací je možné do jisté míry "přečíst" průběh, aniž by bylo nutné poslouchat záznam. Na výše uvedeném příkladu je vidět, že signál v průběhu času postupně zesiluje, přičemž uprostřed dochází k redakčně příznivému zlomu. Pěkné, co říkáte?

To se hodí při editaci zvuku a obecných produkčních úkonech. Snadno zjistíte, kde je mezi signály přestávka, abyste mohli provést čistý střih, nebo zda má nahrávka velký dynamický rozsah, který bude třeba zkrotit kompresorem.

Ale s průběhem křivky nezískáte úplný obraz.

Zadejte spektrogram.

Zvuk ve třech rozměrech: Co je spektrogram?

Průběh je vizuální reprezentace zvuku pouze ve dvou rozměrech. Se spektrogramy získáte třetí rozměr. Konkrétně frekvenční obsah zvuku.

To je obrovský problém. Díky tomuto dodatečnému zdroji informací si můžete o zvukovém souboru přečíst mnohem více ještě předtím, než si ho poslechnete.

Chápete, co tím myslím? Ne?

Nebojte se. Spektrogramy mohou být matoucí, pokud nevíte, jak fungují (více o tom níže). Pokud si myslíte, že výše uvedený obrázek je těžké rozluštit, zvažte toto: spektrogramy byly původně vytvářeny na papíře jako černobílé diagramy.

Od té doby se věci posunuly a v dnešní době je docela snadné naučit se číst spektrogramy. Podívejme se, jak "vidět" zvuk.

Analýza spektrogramů: Jak číst spektrogramy

Stejně jako na tvaru vlny, i na spektrogramu se čas pohybuje po ose x. Jiné je to, že druhá osa představuje frekvenční spektrum, přičemž nízké frekvence jsou dole a sahají až do horní oblasti lidského sluchu.

Podél osy y se zobrazují všechny jednotlivé frekvence, které tvoří zvuk; základní frekvence neboli kořenová frekvence, která dává zvuku jeho vnímanou výšku, a harmonické frekvence, které tvoří jeho jedinečnou barvu a tón.

Hlasitost konkrétního zvuku je definována pomocí "tepelné mapy" signálu. Ta může být znázorněna barvou nebo intenzitou v závislosti na použitém softwaru spektrogramu. V zásadě však platí, že čím je zvuk hlasitější, tím jasněji svítí. Kytaristé to milují.

Příklady spektrogramů

Je dobré o tom mluvit, ale pro lepší pochopení se podívejme na některé běžné nástroje a na to, jak vypadají ve vizuální podobě.

Ve všech níže uvedených příkladech používám k zobrazení spektrogramů editor RX od společnosti iZotope. V programu RX platí, že čím je obrázek světlejší, tím větší amplitudu má nota.

Akustická baskytara

Na této (pravda, zašuměné) ukázce akustického basového licku jsou vidět silné nízké frekvence jako nejjasnější část obrazu směrem dolů ke grafu.

Svislé čáry jsou zvukem drnkání strun. Jsou přechodné a obsahují více harmonického obsahu než skutečné trvalé tóny.

Saxofon

Saxofon je harmonicky bohatý nástroj. V tomto příkladu můžete vidět nejnižší frekvenci jako největší a nejjasnější čáry kolem 300-400 Hz, přičemž všechny harmonické jsou na sobě naskládány jako lahodná hromada palačinek. Je vidět, že saxofon zabírá prostor v celém frekvenčním spektru.

Řeč

Mluvená slova mají méně podtónů (nebo chcete-li palačinek), ale i tak vám spektrogram může o zvuku hodně napovědět. Různé samohlásky a souhlásky se projeví jako různé frekvence. Při dostatečné praxi je skutečně možné jen na základě spektrogramu odhadnout, co se říká.

Pokud to chcete zkusit, v tomto příkladu říkám: "Toto je příklad mluveného slova".

Nahrávání na vinyl

Zde jsem použil ukázku krásného tenorového zpěvu na staré praskající nahrávce. Na tomto spektrogramu je dobře vidět amplitudu zpěvu jako jasnější na pozadí praskajícího šumu nahrávky. Všimněte si, že zpěv má větší harmonický obsah než řeč.

Perkuse

Nakonec se podívejme na bicí nástroje. Perkusivní nástroje se nespoléhají na konkrétní frekvenci jako na identifikační faktor. Místo toho zabírají velkou část frekvenčního spektra.

Výše uvedený příklad je smyčka přehrávání celé soupravy. Největší přechodové hity jsou jasně vidět jako jasné špičky podél celé osy y. Kopák (s nejnižší frekvencí) se zobrazuje jako jasné skvrny podél spodní části grafu, zatímco hi-haty se zobrazují jako jasné svislé čáry směrem nahoru. Nejsilnější frekvence je zde 10 kHz.

Na obrázcích 2 a 4 je také vidět delší chvost zásahů. Ty se projevují jako přechodný jev s klesajícím signálem v čase.

Pokud se cítíte ovocně, zkuste přijít na to, jak tento beat zní v reálném životě ;)

Jak zobrazit spektrogram: Nejlepší audio software pro práci se spektrogramy

Pro zobrazení zvuku jako spektrogramu budete potřebovat specializovaný software. Mějte na paměti, že budete muset pracovat s celým zvukovým souborem. Může to být malý úryvek delší nahrávky nebo celý mix. Nejste schopni zobrazit spektrogram pořízené nahrávky.

Kapiš? Zde je nejlepší zvukový software pro práci se spektrogramy.

iZotope RX

Tento oblíbený software je průmyslovým standardem v oblasti zvukového designu a postprodukce díky chytrým nástrojům, které máte k dispozici pro čištění i těch nejproblematičtějších zvuků.

I když s ním můžete dělat spoustu věcí, nejužitečnějším nástrojem, který jsem našel pro práci v postprodukci, je nástroj Spectral Repair. Ten vám umožní být hyperkonkrétní při izolaci problémových frekvencí a jejich vyčištění.

Adobe Audition

Další oblíbený nástroj ve světě postprodukce, Adobe Audition, obsahuje nástroj pro spektrální úpravy a různé nástroje pro redukci šumu. Je to skvělá volba, pokud na projektech spolupracujete s dalšími uživateli Adobe.

Steinberg Wavelab

Wavelab, další gigant v oblasti editace zvuku, nabízí zobrazení spektrogramu s nástroji pro úpravu konkrétních frekvenčních rozsahů. Tuto funkci obsahuje i o něco levnější Wavelab Elements. Dobrá zpráva pro ty, kteří mají nízký rozpočet. Když už jsme u toho...

Audacity

Audacity je zvuková pracovní stanice s otevřeným zdrojovým kódem a mnoha funkcemi. Nejlepší ze všeho je, že je zcela zdarma. A obsahuje zobrazení spektrogramu a základní nástroje pro redukci šumu.

Možná nemá všechny zvonky a píšťalky jako jeho větší konkurenti, ale rozhodně je nenáročný na peněženku. Díky tomu je skvělým způsobem, jak se nováčci mohou seznámit se spektrálními úpravami a jejich implementací do pracovního postupu.

Praktické a kreativní využití spektrogramů

Kromě toho, že spektrogramy představují vizuálně přitažlivé zobrazení zvuku, mají také mnoho praktických a kreativních využití v mnoha oblastech.

Čištění a restaurování zvuku

Ze všech různých způsobů využití spektrogramů je tento způsob pro hudebníky asi nejužitečnější.

Řekněme, že existuje stará zaprášená vinylová nahrávka, kterou chcete nasamplovat pro svou další hymnu. (Nejdřív se ujistěte, že máte povolení!).

Po zachycení zvuku můžete pomocí spektrogramu identifikovat cvakání, praskání, praskání a další nežádoucí šumy z vinylu a omezit je nebo odstranit. Zůstane vám tak pěkný, čistý vzorek, který můžete kreativně rozmixovat. Vaše finální mistrovské dílo bude znít nedotčeně.

Dalším způsobem, jak mohou být spektrogramy užitečné ve studiu, je odstranění nežádoucích šumů v nahrávkách. Pokud například kytaristova souprava trpí elektrickým šumem, můžete "vidět" rušivou frekvenci a vyčistit ji.

Spektrogramy se také často používají k odstranění nežádoucích šumů vokalistů nebo dialogů v postprodukci, jako je například cvakání úst nebo plosek.

Analýza směsí a řešení problémů

Pokud máte mix, který vám dělá problémy, zkuste se na něj podívat jako na spektrogram. Analyzujte frekvenční obsah a hledejte problematické oblasti, které můžete řešit rozumným použitím ekvalizéru.

Můžete také použít zobrazení spektrogramu na referenční stopě a zjistit, jak se celé spektrum srovnává s vaším mixem.

Zvukový design

Pomocí spektrogramu lze vytvořit zcela jedinečný zvuk. Manipulací nebo použitím efektů na konkrétní frekvence, nikoli na celé spektrum nástroje/zvukového zdroje, lze vytvořit nové a zajímavé textury.

Tuto techniku můžete využít ještě více. Pomocí spektrální editace můžete do spektrogramu "nakreslit" tvary a "obraz" přehrát jako frekvenční obsah. Výsledkem může být zajímavý a někdy i neotřelý zvuk.

Přesně to udělal Aphex Twin na svém EP "Windowlicker" z roku 1999. Na tento a další příklady se můžete podívat na této fascinující webové stránce.

Další využití spektrogramu

Spektrogramy nejsou jen hračkou hudebníků a postprodukčních firem. Lze je použít k rozlišování ptačího zpěvu, ke snížení hlukového znečištění a k trénování algoritmů pro zpracování řeči. Spektrogramy mohou dokonce sledovat pohyb tektonických desek. Vskutku cha-cha-slide.

Závěr

Spektrogramy se stále častěji stávají nástrojem hudební produkce, a to jak na praktické, tak na tvůrčí úrovni. Kromě opravy šumivé řeči nebo nahrávek můžete vytvářet dosud neslyšené zvuky a textury.

Pro každý rozpočet je k dispozici počítačový program pro spektrogramy, takže si vyberte jeden z nich, ponořte se do něj a začněte zpracovávat!

Nyní opakujte slovo osa tak dlouho, dokud nebude znít divně.