Aliasing on yksi niistä käsitteistä, jotka saatat tuntea intuitiivisesti, mutta et osaa käyttää kieltä. Useimmat musiikintuottajat tai jopa satunnaiset kuuntelijat tunnistavat, että jokin on pielessä, kun aliasingia esiintyy, mutta on syytä ymmärtää, miten alkuperäinen audiosignaali vahingoittuu, jotta voit välttää tämän tuhoisan audioprosessin.

Seuraavassa selitämme, mitä aliasing on äänessä, miltä se kuulostaa ja kerromme muutamia strategioita, joiden avulla voit välttää aliasingin tuomista miksaukseesi.

Aliasingin ymmärtäminen audiossa

Aliasing on tuhoisa prosessi, joka voi tapahtua muunnettaessa analogista signaalia (tai live-ääntä) digitaaliseksi ääneksi. Kun äänisignaali luodaan digitaalisesti liian alhaisella näytteenottotaajuudella, korkeataajuiset komponentit voivat vääristyä, jäädä liian pieniksi ja lopulta vääristyä.

Voit kuulla, miltä aliasing, jota joskus kutsutaan aliasing-säröksi, kuulostaa tässä:

Mikä on Nyquistin taajuus?

Kun puhutaan aliasingista äänentoistossa, saatat törmätä tähän käsitteeseen, jota kutsutaan Nyquistin teoreemaksi tai Nyquistin taajuudeksi. Tämä käsite on nimetty Harry Nyquistin mukaan, joka havaitsi, että aliasingin estämiseksi muunnettaessa analogista signaalia digitaaliseksi audiosignaaliksi ääntä on käsiteltävä kaksi kertaa korkeimmalla taajuuskomponentilla.

Jaottelemme sitä hieman. Yksinkertaisesti sanottuna korkein taajuus on puolet näytteenottotaajuudesta, jotta vältytään virheiltä muunnettaessa analogista signaalia digitaaliseksi ääneksi. Tämä digitaalisen äänen käsittely tapahtuu käyttöliittymässäsi, miksauskonsolissa tai aina, kun signaali ajetaan analogi-digitaalimuunnin (A/D-muunnin) läpi.

Nyquistin teoreeman avulla voidaan selittää, miksi digitaalisessa äänentoistossa käytetään yleisesti 44,1 kHz:n tai 48 kHz:n näytteenottotaajuutta. Koska ihmisen kuulon taajuusalue on noin 20 Hz - 20 kHz, jos kaksinkertaistamme ylärajan, saamme 40 kHz:n taajuuden. Lisää pieni puskuri, niin saat yleisimmät näytteenottotaajuudet, joita käytetään äänen käsittelyyn ja toistoon nykypäivän digitaalisessa järjestelmässä.

Etkö vieläkään ole varma, miten kietoa pääsi Nyquistin taajuuslausekkeen ympärille ja miten se liittyy aliasingiin? Tutustu tähän selitykseen:

Mikä aiheuttaa Aliasingia musiikissa?

Tieteellisessä mielessä aliasing syntyy, kun oskilloskooppi ei pysty ottamaan näytettä analogisesta signaalista riittävän nopeasti, jolloin syntyy väärin tunnistettua taajuussisältöä, joka näkyy artefakteina käsitellyssä äänessä. Toisin sanoen, kun näytteenottotaajuus on liian alhainen tietyn äänikappaleen käsittelyyn, mikä johtaa virheisiin ja erottamattomiin korkeataajuuskomponentteihin digitoidussa signaalissa.

Aliasingia esiintyy myös muissa välineissä, kuten videossa, kun se liittyy näytteenottotaajuuteen. Joillekin aliasing on ehkä helpompi selittää vaunupyöräefektin avulla, joka osoittaa temporaalista aliasingia:

Miltä Aliasing kuulostaa?

Voit etsiä esimerkkejä audio aliasingista tai kuunnella yllä olevaa pätkää, joka kuulostaa korkealta, atonaalisilta taajuuksilta, jotka ovat hieman karheat korville. Kuten keskustelemme jäljempänä, on olemassa joitakin downsampling-liitännäisiä, jotka luovat sitä tarkoituksella tietyn efektin aikaansaamiseksi. Esimerkiksi Abletonin varastossa oleva "Redux"-lisäosa käyttää downsamplingia luodakseen artefakteja äänen sisään:

Aliasingin välttäminen audiossa

Välttääksesi aliasing-ilmiöitä äänitallennuksessa tai -käsittelyssä kannattaa käyttää vähintään 44,1 kHz:n näytteenottotaajuutta. Tämä edellyttää, että muunnat analogisen signaalin digitaaliseksi ääneksi tuotaessasi ja jakaessasi kappaleita standardilähdöissä, kuten suoratoistoalustoilla tai sosiaalisessa mediassa.

Muut vivahteikkaammat lähdöt, kuten yleisradiotoiminta, televisio ja elokuva, saattavat vaatia erilaisia näytteenottotaajuusvaatimuksia, jotka kaikki on ilmoitettava jakelukanavalta. Jos haluat välttää aliasing-äänen, käytä vain oikeaa näytteenottotaajuutta.

Käytetäänkö Aliasingia koskaan luovasti?

Kyllä! Aliasing-vääristymällä tai downsamplingilla voi olla ainutlaatuinen Lo-fi-efekti, joka on sisällytetty retro-emulaatioplugineihin, vinyyliplugineihin ja muihin efekteihin, kuten Abletonin Reduxiin, luodakseen tietoisesti artefakteja audioon. Tätä efektiä käytetään yleensä säästeliäästi, mutta se voi lisätä paljon luonnetta miksauksiisi, kun sitä käytetään tietoisesti mutta säästeliäästi.

Mistä tiedän, mitä näytteenottotaajuutta käytän?

Nyquistin teoreeman mukaan sinun on käytettävä näytteenottotaajuutta, joka on kaksinkertainen sävellyksen korkeimman taajuuden amplitudiin verrattuna. Kun muistat, että ihmisen kuuloalue päättyy noin 20 000 Hz:n kohdalla, voit käyttää 44,1 kHz:n standardinäytteenottotaajuutta. Jotkut insinöörit käsittelevät ääntä 48 kHz:n taajuudella varmuuden vuoksi, jotta kaikki muunnettu äänisignaali saadaan talteen täydellä uskollisuudella, mutta tämä saattaa olla liikaa tavalliselle kuuntelijalle.

Muista, että mitä suurempi näytteenottotaajuus on, sitä enemmän dataa tallennetaan ja sitä suurempi tiedosto on. Korkeamman näytteenottotaajuuden valinnassa on kompromissi, mutta yleisesti ottaen, jos valitset 44,1 kHz:n tai korkeamman näytteenottotaajuuden, analogisen äänen toistaminen digitaaliseksi signaaliksi on täysin mahdollista.

On selvää, että 44,1 kHz:n pitäisi kattaa useimmat tilanteet, koska se heijastaa ihmisen kuuloaluetta, mutta älä koskaan unohda korvien käytön voimaa ja yksinkertaisuutta. Kuulet, kun äänisignaalissa on ei-toivottuja artefakteja. Testaa AINA miksauksesi ja masterisi useilla ulostulokanavilla varmistaaksesi, että sinulta ei jää huomaamatta mitään tyylillisiä tai teknisiä virheitä äänenkäsittelyssä, kuten aliasingia.

Voinko korjata äänen aliasingin?

Ainoa tapa poistaa aliasing kokonaan on käsitellä analogista signaalia oikealla signaalinopeudella edellä kuvatun Nyquistin taajuuskäsitteen mukaisesti. Äänen aliasing voi kuitenkin muuttua vähemmän havaittavaksi alipäästösuodattimen avulla, jolloin kuulet vähemmän vääristyneistä korkeista taajuussignaaleista.

Ihannetapauksessa voit muuttaa näytteenottotaajuusasetuksia, jolloin ongelma voidaan välttää kokonaan. Tämä voidaan tehdä digitaalisen äänityöaseman asetuksissa tai A/D-muuntimessa tai muussa laitteessa, joka auttaa sinua muuntamaan äänen analogisesta digitaaliseksi äänisignaaliksi.

On myös syytä huomata, että jotkin säröihin keskittyvät lisälaitteet voivat aiheuttaa aliasingia. Voit lieventää tätä valitsemalla korkealaatuiset asetukset, kuten Ableton Livessä esitetyn High Quality on/off -vaihtoehdon tällaisissa plugineissa:

Se on insinööriklisee syystä: kun olet epävarma, luota korviin. Käsittele tietoisesti ja testaa A/B-testiä jokaisen efektikerroksen miksauksen aikana varmistaaksesi, että tuot miksaukseen vain haluttua taajuussisältöä. Oikea vahvistuksen porrastus ja äänitystekniikka voivat myös auttaa sinua tuottamaan puhtaan äänisignaalin äänityksen aikana.

Aliasingin välttäminen audiossa on hyvä nyrkkisääntö

Kuten olemme keskustelleet, on joitakin valikoituja skenaarioita, joissa käytämme aliasingia äänessä, kun yritämme luoda ääniartefakteja tiettyä efektiä varten. Tämän tilan ulkopuolella audiosignaalit olisi kuitenkin säilytettävä, käsiteltävä ja käsiteltävä niiden äänitaajuusalueella, jotta korkeat taajuuskomponentit säilyisivät ehjinä.

Kunhan käytät asianmukaista digitaalista äänenkäsittelytekniikkaa ja säilytät näytteesi tuotantovaiheesta toiseen, sinun ei tarvitse huolehtia liikaa äänen aliasingin aiheuttamista kovista taajuuksista.