Aliasing i lyd er et av de konseptene som du kanskje kjenner intuitivt, men som du ikke har språk for. De fleste musikkprodusenter eller til og med tilfeldige lyttere kan identifisere at noe er galt når aliasing oppstår, men det er verdt å ha en god forståelse av hvordan det opprinnelige lydsignalet blir skadet, slik at du kan unngå denne destruktive lydprosessen.

Nedenfor forklarer vi hva aliasing i lyd er, hvordan det høres ut, og deler noen strategier som kan hjelpe deg med å unngå å introdusere aliasing i miksen din.

Forståelse av aliasing i lyd

Aliasing er en destruktiv prosess som kan oppstå når et analogt signal (eller live-lyd) konverteres til digital lyd. Når et lydsignal gjenskapes digitalt med en samplingsfrekvens som er for lav for lyden, kan det føre til at høyfrekvente komponenter blir feilrepresentert, undersamplet og til slutt forvrengt.

Her kan du høre hvordan aliasing, også kalt aliasingforvrengning, høres ut:

Hva er Nyquist-frekvensen?

Når man snakker om aliasing i lyd, støter man kanskje på begrepet Nyquist-teoremet eller Nyquist-frekvensen. Konseptet er oppkalt etter Harry Nyquist, som oppdaget at for å forhindre aliasing ved konvertering av et analogt signal til et digitalt lydsignal, må du behandle lyden ved to ganger den høyeste frekvenskomponenten.

La oss bryte det ned litt. Enkelt sagt er den høyeste frekvensen halvparten av samplingsfrekvensen for å forhindre feil når et analogt signal konverteres til digital lyd. Denne digitale lydbehandlingen skjer i grensesnittet ditt, i en miksekonsoll eller når signalet kjøres gjennom en analog til digital-omformer (A/D-omformer).

Vi kan bruke Nyquist-teoremet til å forklare hvorfor det er vanlig å bruke en samplingsfrekvens på 44,1 kHz eller 48 kHz i digital lyd. Siden frekvensområdet til den menneskelige hørselen er omtrent 20 Hz - 20 kHz, får vi 40 kHz hvis vi dobler den øvre enden. Legg til en liten buffer, og du får de vanligste samplingsfrekvensene som brukes til å behandle og spille av lyd i dagens digitale system.

Er du fortsatt usikker på hvordan du skal forstå Nyquist-frekvensteoremet og hvordan det henger sammen med aliasing? Ta en titt på denne forklaringen:

Hva forårsaker aliasing i musikk?

Aliasing oppstår når et oscilloskop ikke klarer å sample et analogt signal raskt nok, noe som skaper feilidentifisert frekvensinnhold som vises som artefakter i den behandlede lyden. Med andre ord er det når samplingsfrekvensen er for lav til å behandle et bestemt stykke lyd, noe som fører til feil og utydelige høyfrekvente komponenter i det digitaliserte signalet.

Aliasing forekommer også i andre medier, for eksempel video, og er knyttet til samplingsfrekvensen. For noen kan aliasing kanskje forklares bedre gjennom eksemplet med vognhjuleffekten, som viser temporal aliasing:

Hvordan høres aliasing ut?

Du kan slå opp eksempler på lydaliasing eller lytte til utdraget vi inkluderte ovenfor, det høres ut som høye, atonale frekvenser som er litt røffe for ørene. Som vi skal diskutere nedenfor, finnes det noen nedsamplingsplugins som gjenskaper det bevisst for å oppnå en viss effekt. For eksempel bruker Abletons lager-plugin "Redux" downsampling for å skape artefakter i lyden:

Slik unngår du aliasing i lyd

For å unngå aliasing i lyd bør du holde deg til samplingsfrekvenser på 44,1 kHz eller høyere når du tar opp eller behandler lyd. Dette forutsetter at du konverterer analoge signaler til digital lyd i forbindelse med produksjon og deling av sanger via standardutganger som strømmeplattformer eller sosiale medier.

Andre mer nyanserte utganger, som kringkasting, TV og film, kan kreve andre krav til samplingsfrekvens, som alle bør oppgis av din respektive distribusjonskanal. For å unngå aliasing-lyd må du ganske enkelt bruke riktig samplingsfrekvens for jobben.

Blir aliasing noen gang brukt kreativt?

Ja! Aliasing-forvrengning eller downsampling kan ha en unik Lo-fi-effekt som er innlemmet i retroemuleringsplugins, vinylplugins og andre effekter som Abletons Redux for bevisst å skape artefakter i lyden. Denne effekten brukes vanligvis sparsomt, men den kan gi mye karakter til miksene dine når den brukes bevisst, men sparsomt.

Hvordan vet jeg hvilken samplingsfrekvens jeg skal bruke?

Ifølge Nyquist-teoremet må du bruke en samplingsfrekvens som er dobbelt så stor som amplituden til den høyeste frekvensen i komposisjonen din. Med tanke på at den menneskelige hørselen har en grense på rundt 20 000 Hz, bør det være helt greit å bruke standard samplingsfrekvens på 44,1 kHz. Noen ingeniører behandler lyd ved 48 kHz for sikkerhets skyld for å fange opp hele det konverterte lydsignalet i full gjengivelse, men dette kan være overkill for den gjennomsnittlige lytteren.

Husk at jo høyere samplingsfrekvensen er, desto mer data vil bli fanget opp, og desto større blir filen. Det er en avveining når det gjelder å velge en høyere samplingsfrekvens, men generelt sett bør det gå helt fint å gjengi analog lyd til et digitalt signal på en nøyaktig måte hvis du velger 44,1 kHz eller høyere.

Det er klart at 44,1 kHz burde være tilstrekkelig i de fleste situasjoner, siden det er dette som gjenspeiler menneskets hørsel, men man må aldri glemme hvor enkelt det er å bruke ørene. Du kan høre når lydsignaler har uønskede artefakter. Test ALLTID miksene og masterne dine på flere utkanaler for å sikre at du ikke går glipp av stilistiske eller tekniske feil i lydbehandlingen, for eksempel aliasing.

Kan jeg fikse aliasing i lyd?

Den eneste måten å eliminere aliasing helt på, er å behandle det analoge signalet med riktig signalhastighet i henhold til Nyquist-frekvensbegrepet som er beskrevet ovenfor. Aliasing som er innbakt i lyd, kan imidlertid bli mindre merkbar ved hjelp av et lavpassfilter, slik at du hører mindre av de høyfrekvente signalene som har blitt forvrengt.

Ideelt sett kan du endre samplingsfrekvensinnstillingene for å unngå problemet helt og holdent. Dette kan gjøres i innstillingene til den digitale lydarbeidsstasjonen, i A/D-omformeren eller i annet utstyr som hjelper deg med å konvertere lyd fra et analogt til et digitalt lydsignal.

Det er også verdt å merke seg at noen forvrengningsfokuserte plugins kan introdusere aliasing. For å redusere dette kan du velge innstillinger for høy kvalitet, for eksempel av/på-bryteren for høy kvalitet i Ableton Live på slike plugins:

Det er en ingeniørklisjé av en grunn: Når du er i tvil, stol på ørene dine. Bearbeid bevisst og A/B-test hvert effektlag mens du mikser, slik at du er sikker på at du bare introduserer ønsket frekvensinnhold i miksen. Riktig forsterkning og opptaksteknikk kan også hjelpe deg med å produsere et rent lydsignal under opptak.

En god tommelfingerregel er å unngå aliasing i lyd

Som vi har diskutert, finnes det noen utvalgte scenarier der vi bruker aliasing i lyd i forbindelse med forsøk på å skape lydartefakter for en bestemt effekt. Utenfor dette området bør imidlertid lydsignaler bevares, behandles og manipuleres innenfor lydfrekvensområdet for å holde høyfrekvente komponenter intakte.

Så lenge du bruker riktig digital lydbehandlingsteknikk og bevarer samplet ditt fra ett produksjonsstadium til det neste, trenger du ikke å bekymre deg for å støte på de harde frekvensene som følger med lydaliasering.