Aliasing i lyd er et af de begreber, som du måske kender intuitivt, men ikke har sproget til. De fleste musikproducenter og selv almindelige lyttere kan se, at der er noget galt, når der opstår aliasing, men det er værd at have en god forståelse af, hvordan det oprindelige lydsignal bliver beskadiget, så du kan undgå denne destruktive lydproces.

Nedenfor forklarer vi, hvad aliasing i lyd er, hvordan det lyder, og deler nogle strategier, der kan hjælpe dig med at undgå at introducere aliasing i dit mix.

Forståelse af aliasing i lyd

Aliasing er en destruktiv proces, der kan opstå, når man konverterer et analogt signal (eller live-lyd) til digital lyd. Når et lydsignal genskabes digitalt med en sample rate, der er for lav til lyden, kan det medføre, at højfrekvente komponenter bliver misrepræsenteret, undersamplet og i sidste ende forvrænget.

Du kan høre, hvordan aliasing, også kaldet aliasingforvrængning, lyder her:

Hvad er Nyquist-frekvensen?

Når man taler om aliasing i lyd, støder man måske på det begreb, der kaldes Nyquist-sætningen eller Nyquist-frekvensen. Begrebet er opkaldt efter Harry Nyquist, som opdagede, at for at forhindre aliasing ved konvertering af et analogt signal til et digitalt lydsignal, skal man behandle lyden ved to gange den højeste frekvenskomponent.

Lad os bryde det lidt ned. Med enkle ord er den højeste frekvens halvdelen af samplingsfrekvensen for at forhindre fejl, når et analogt signal konverteres til digital lyd. Denne digitale lydbehandling sker i dit interface, i en mikserpult, eller når signalet køres gennem en analog til digital konverter (A/D-konverter).

Vi kan bruge Nyquist-sætningen til at forklare, hvorfor det er almindeligt at bruge en samplingsfrekvens på 44,1 kHz eller 48 kHz i digital lyd. Da frekvensområdet for den menneskelige hørelse er ca. 20 Hz - 20 kHz, får vi 40 kHz, hvis vi fordobler den øvre ende. Tilføj en lille buffer, og du får de mest almindelige samplingsfrekvenser, der bruges til at behandle og afspille lyd i det digitale system i dag.

Er du stadig ikke sikker på, hvordan du skal forstå Nyquist-frekvensteoremet, og hvordan det hænger sammen med aliasing? Tag et kig på denne forklaring:

Hvad er årsagen til aliasing i musik?

I videnskabelige termer opstår aliasing, når et oscilloskop ikke kan sample et analogt signal hurtigt nok, hvilket skaber fejlidentificeret frekvensindhold, der præsenteres som artefakter i den behandlede lyd. Med andre ord er det, når samplingsfrekvensen er for lav til at behandle et bestemt stykke lyd, hvilket fører til fejl og højfrekvente komponenter, der ikke kan skelnes fra hinanden, i det digitaliserede signal.

Aliasing forekommer også i andre medier som f.eks. video, hvor det er relateret til samplingsfrekvensen. For nogle kan aliasing måske bedre forklares gennem eksemplet med vognhjulseffekten, der viser temporal aliasing:

Hvordan lyder aliasing?

Du kan slå eksempler på lydaliasing op eller lytte til det uddrag, vi inkluderede ovenfor, det lyder lidt som høje, atonale frekvenser, der er lidt hårde ved ørerne. Som vi vil diskutere nedenfor, er der nogle downsampling-plugins, der genskaber det bevidst for at opnå en bestemt effekt. For eksempel bruger Abletons standard-plugin "Redux" downsampling til at skabe artefakter i lyden:

Sådan undgår du aliasing i lyd

For at undgå aliasing i lyd skal du holde dig til samplingsfrekvenser på 44,1 kHz eller derover, når du optager eller behandler lyd. Dette forudsætter, at du konverterer analoge signaler til digital lyd i forbindelse med produktion og deling af sange på tværs af standardoutput som streamingplatforme eller sociale medier.

Andre mere nuancerede outputs, som f.eks. broadcast, tv og film, kan kræve andre krav til samplingsfrekvensen, som alle bør oplyses af din respektive distributionskanal. For at undgå aliasing-lyd skal du blot bruge den rigtige sample rate til opgaven.

Bliver aliasing nogensinde brugt kreativt?

Ja, ja! Aliasing-forvrængning eller downsampling kan have en unik lo-fi-effekt, som er indarbejdet i retro-emulerings-plugins, vinyl-plugins og andre effekter som Abletons Redux for bevidst at skabe artefakter i lyden. Denne effekt bruges generelt sparsomt, men den kan tilføje en masse karakter til dine mix, når den bruges bevidst, men sparsomt.

Hvordan ved jeg, hvilken samplingsfrekvens jeg skal bruge?

Ifølge Nyquist-sætningen skal du bruge en samplingsfrekvens, der er dobbelt så stor som amplituden af den højeste frekvens i din komposition. Når man tænker på, at den menneskelige hørelse slutter omkring 20.000 Hz, er det helt fint at bruge standard samplingsfrekvensen på 44,1 kHz. Nogle ingeniører behandler lyd ved 48 kHz for en sikkerheds skyld for at fange hele det konverterede lydsignal i fuld troværdighed, men det kan være overkill for den gennemsnitlige lytter.

Husk, at jo større samplingsfrekvensen er, jo flere data bliver der optaget, og jo større bliver filen. Der er et kompromis, når det drejer sig om at vælge en højere samplingsfrekvens, men generelt gælder det, at hvis du vælger 44,1 kHz eller højere, burde det være helt fint at gengive analog lyd til et digitalt signal på en præcis måde.

Det er indlysende, at 44,1 kHz burde dække dig i de fleste scenarier, da det er det, der afspejler den menneskelige hørelse, men glem aldrig styrken og enkeltheden i at bruge dine ører. Du kan høre, når lydsignaler har uønskede artefakter. Test ALTID dine mix og masters på flere udgangskanaler for at sikre, at du ikke går glip af stilistiske eller tekniske fejl i lydbehandlingen som f.eks. aliasing.

Kan jeg fikse aliasing i lyd?

Den eneste måde at eliminere aliasing helt på er at behandle dit analoge signal med en korrekt signalhastighed i henhold til Nyquist-frekvensbegrebet, som er beskrevet ovenfor. Aliasing i lyd kan dog blive mindre mærkbar ved hjælp af et lavpasfilter, så du hører mindre af de højfrekvente signaler, der er blevet forvrænget.

Ideelt set kan du ændre dine sample rate-indstillinger, så du helt undgår problemet. Det kan du gøre i indstillingerne på din digitale lydarbejdsstation eller i din A/D-konverter eller andet udstyr, der hjælper dig med at konvertere lyd fra et analogt til et digitalt lydsignal.

Det er også værd at bemærke, at nogle forvrængningsfokuserede plugins kan introducere aliasing. For at afbøde dette kan du vælge indstillinger for høj kvalitet, som f.eks. den højkvalitets on/off-knap, der findes i Ableton Live på sådanne plugins:

Der er en grund til, at det er en ingeniørkliche: Hvis du er i tvivl, så stol på dine ører. Bearbejd bevidst og A/B-test hvert effektlag, mens du mikser, for at sikre, at du kun indfører det ønskede frekvensindhold i dit mix. Korrekt forstærkning og optageteknik kan også hjælpe dig med at producere et rent lydsignal, mens du optager.

At undgå aliasing i lyd er en god tommelfingerregel

Som vi har diskuteret, er der nogle udvalgte scenarier, hvor vi bruger aliasing i lyd i forbindelse med forsøg på at skabe lydartefakter til en bestemt effekt. Men uden for dette område bør lydsignaler bevares, behandles og manipuleres inden for deres lydfrekvensområde for at holde højfrekvenskomponenterne intakte.

Så længe du bruger den rigtige teknik til digital lydbehandling og bevarer din prøve fra et produktionsstadie til det næste, behøver du ikke at bekymre dig for meget om at støde på de hårde frekvenser, der følger med lydaliasing.