Wat is fase in audio: De grondbeginselen begrijpen

Wat is fase in audio: De grondbeginselen begrijpenWat is fase in audio: De grondbeginselen begrijpen

Niet alle geluidsgolven zijn gelijk -- zelfs twee gelijke signalen zullen kleine verschillen in luidheid en toon vertonen. Sommige geluidsgolven zijn echter identiek (of bijna identiek) en wanneer ze op elkaar worden gestapeld, kan er audio-fasering optreden. Maar wat is audiofasering precies?

Audiofase is een van die fenomenen die moeilijk te doorgronden zijn. Maar als je het eenmaal onder de knie hebt, kun je je producties naar een heel nieuw niveau tillen. In dit artikel behandelen we de basisprincipes van audiofase, waarom het belangrijk is en hoe je faseproblemen in je producties kunt aanpakken.

Wat is "fase" in audio?

wat is fase in audio

Geluidsfase geeft een punt in de tijd aan binnen een bepaalde geluidsgolf. Geluidsgolven zijn opgebouwd uit drie hoofdbestanddelen: amplitude, golflengte en frequentie:

geluidsfase

De amplitude verwijst naar de luidheid van de golf op een bepaald tijdstip; voor een perfect symmetrische en repetitieve geluidsgolf (zoals de sinus die hierboven is afgebeeld) meet de golflengte de afstand tussen twee gelijke amplitudes in de cyclus; en de frequentie (ook "toonhoogte" genoemd) is het aantal keren per seconde dat de geluidsgolf zich in die cyclus herhaalt.

De fase van een geluidsgolf vertelt ons waar we ons precies in deze cyclus bevinden. Bij audioproduktie is de relatie tussen twee of meer golfvormen wat er echt toe doet; de absolute fase van een enkele geluidsgolf is niet zo relevant om redenen die we hierna zullen bespreken.

Waarom is fasering belangrijk?

Audio mixing is all about combining distinct but cohesive elements so that every component can be heard as intended by the artist, producer, and engineer. As such, you’ll be juggling countless sound waves that each vary in frequency, amplitude, harmonic overtones, and more. What’s bound to happen is that some waves will go in and out of phase with one another at different points in time. When two signals are “in phase” with one another, their amplitudes (i.e., peaks and troughs) coincide. Understanding phase is crucial for optimizing your mixes. Phase problems are at the root of many mixing problems and have major implications on the overall sound.

When Waves Collide

Om het eenvoudig te houden, stelt u zich twee perfect symmetrische en repetitieve sinusgolven voor, één in het linkerkanaal en één in het rechterkanaal. Wanneer beide helften perfect op elkaar zijn afgestemd, zijn hun amplitudes in de tijd identiek, wat betekent dat u aan beide zijden hetzelfde geluid hoort.

fase-audio

Breng deze kanalen samen en speel ze tegelijkertijd af, en je hebt wat bekend staat als "constructieve interferentie" omdat de combinatie van deze in-fase golven de resulterende amplitude verdubbelt. Omgekeerd, als deze kanalen perfect "uit fase" zouden zijn (d.w.z. de laagste amplitude van de golf van het ene kanaal treedt op wanneer de golf van het andere kanaal op zijn luidst is), zouden hun pieken en dalen elkaar opheffen. Dit wordt "destructieve interferentie" of "fase-annulering" genoemd.

Hoe fase in audio in de praktijk werkt

Het hierboven beschreven scenario komt in de praktijk niet vaak voor, omdat je niet met deze perfecte, fundamentele geluidsgolven werkt, maar de theorie is nog steeds van toepassing. Of je nu een enkel instrument opneemt of meerdere instrumenten met een willekeurig aantal microfoons, fasering is een factor die je niet mag negeren. Fase-interacties spelen ook een rol bij het layeren van samples over akoestische drums, het gebruik van verschillende plugins op vergelijkbare sporen, het toepassen van parallelle verwerking, enzovoort. Eenvoudig gezegd is audiofase een factor telkens wanneer twee of meer signalen worden gecombineerd -- hoe meer die signalen met elkaar in verband staan, hoe relevanter fase wordt.

Als u een instrument opneemt met twee afzonderlijke microfoons (stereo-opname), zullen de binnenkomende fundamentele frequenties (d.w.z. de gespeelde noten) in elk kanaal gelijk zijn. Maar omdat elke microfoon zich op een unieke ruimtelijke positie bevindt, zullen verschillende boventonen op een verschillend moment bij elke microfoon binnenkomen. Als gevolg daarvan zullen de geluidsgolven van elk kanaal in sommige opzichten gelijk zijn, maar in andere verschillend. Afhankelijk van de faserelatie tussen de twee kanalen kunnen verschillende frequenties worden versterkt, verzwakt of vrijwel geannuleerd. U kunt zich voorstellen dat het nog ingewikkelder wordt als er nog een of meer microfoons bij komen, waardoor de kans op faseproblemen toeneemt. En als twee microfoons in tegenovergestelde richting van elkaar staan, moet de fase van een van hen worden omgekeerd om geluidsannulering (d.w.z. stilte) tegen te gaan.

Het trommel dilemma

faserend geluid

Bij het opnemen van drums is er dus vaak sprake van faseproblemen. Bij de meeste moderne drumopnamen zijn immers minimaal 5 microfoons (of zelfs 20) nodig om elk onderdeel, de hele set en de ruimtereflecties vast te leggen. Het helpt ook niet dat bekkens met hoge frequenties resoneren en dat een snare en een kickdrum vaak twee microfoons nodig hebben om hun lagere en hogere frequenties vast te leggen. Als je je microfoons niet strategisch plaatst/configureert, kan je eerste drumstelopname een puinhoop worden en bijna onmogelijk om nog te mixen. Gelukkig kan de handige "phase flip" (polariteitsomkering) schakelaar die op diverse moderne microfoons zit, snel problemen met fase-annulering tijdens het opnameproces oplossen, of je nu drums, akoestische gitaar, of iets anders trackt.

Nadenken over fase

Stereo miking isn't the only culprit of phase problems. You can run into phase issues even if you’re only recording into one channel, especially if your recording space isn’t properly treated . Sound waves easily bounce off acoustically reflective surfaces. These reverberations essentially duplicate the initial sound, sending back another, quieter, and tonally distinct version of it after a certain amount of time, depending on your proximity to the surface, the room’s size, and shape, etc.

If the timing of these reflections is just right, destructive or constructive interference may occur when captured by your microphone, altering the resulting tone and volume. Using delay and reverb effects intentionally can also cause phase problems. To make matters more complicated, you might hear phase problems when playing back a recording, even if your recordings themselves don’t have phase issues. This issue can occur if your speakers themselves are “out of phase,” i.e., wired with improper polarity.

Hoe audio fase problemen te vinden

audiofasering

Naarmate je oor zich ontwikkelt, zul je in staat zijn fasering te horen wanneer die zich voordoet. Natuurlijk kan het menselijk oor alleen niet alle faseproblemen gemakkelijk vaststellen, zodat extra hulpmiddelen en technieken van pas komen.

Als je je mix (en bepaalde tracks) in mono beluistert in plaats van in stereo, kunnen bepaalde faseproblemen aan het licht komen. Als je, nadat je je mix in mono hebt gecondenseerd, merkt dat het geluid doffer of dunner is geworden, heb je misschien te maken met fase-annulering. Als het signaal uit het midden verdwijnt maar op de linker- en rechterkanalen blijft staan als je in mono mixt, heb je waarschijnlijk te maken met audio die niet in fase is. Je kunt audiofaseproblemen ook opsporen met visuele plugins die zijn ontworpen met het oog op fasering (we gaan hier in het volgende gedeelte dieper op in).

Hoe faseproblemen te verhelpen of te voorkomen

Met zoveel mogelijke bronnen van faseproblemen is het van cruciaal belang dat u zich wapent met kennis, trucs en hulpmiddelen die u helpen dergelijke problemen te voorkomen en op te lossen.

Ken de 3:1 verhouding voor microfoonplaatsing

Deze methode is van toepassing wanneer je met twee microfoons werkt; de tweede microfoon moet drie keer zo ver van de eerste microfoon worden geplaatst als de eerste van de geluidsbron die wordt opgenomen. Als de ene microfoon zich 15 cm van het klankgat van de gitaar bevindt, moet je de tweede microfoon op een afstand van 15 cm van de andere microfoon plaatsen. Deze truc werkt niet altijd en er kunnen aanpassingen nodig zijn, maar het is een goed uitgangspunt voor het minimaliseren van fase problemen bij het opnemen met twee microfoons.

De Mid/Side opnametechniek is ontworpen om potentiële faseproblemen tot een minimum te beperken.

Mix in Mono

It might seem counterintuitive to mix in mono, considering most tracks will be listened to in stereo. However, as mentioned above, some instances of phase cancellation can go unnoticed when listening back in stereo—bringing your tracks into mono at various intervals while mixing can reveal phase problems you might have otherwise missed. Simply put, mixing in mono can help you further contextualize your mix as a whole and help you clear up any muddiness before returning to stereo sound.

Audio fase plug-ins gebruiken

Naast de juiste plaatsing van de mixmicrofoon en het mixen in mono, kun je ook diverse plug-ins gebruiken om fase-interferentie te verhelpen en gemakkelijk te visualiseren wat er op die momenten gebeurt. Gelukkig is er tegenwoordig geen tekort aan hulpmiddelen om fasen te repareren. Enkele goede voorbeelden zijn de InPhase-plug-in van Waves, In-Between Phase van Little Labs en Eventide Precision Time Align. En als je goed genoeg bent in het herkennen van faseproblemen met je gehoor, kun je faseproblemen ook oplossen door sporen een klein beetje naar links of rechts te verplaatsen. Deze truc zal niet altijd werken, vooral als je spoor zich strikt aan het raster houdt.

Waveforms verplaatsen

Misschien is de meest eenvoudige manier om fase-problemen aan te pakken het verschuiven van gelijksoortige golfvormen naar hun juiste plaats. Als twee golfvormen van gelijkaardige signalen niet uitgelijnd zijn, zal fasering onvermijdelijk zijn, dus één van hen naar links of rechts verschuiven op de tijdlijn kan een snelle oplossing zijn. Er zijn zelfs plugins beschikbaar die de golfvormen automatisch uitlijnen om u de moeite te besparen -- Sound Radix's Auto-Align plug-in en Melda Productions' MAutioAlign zijn twee populaire uitlijnmogelijkheden.

Fase in uw voordeel gebruiken

fase inversie audio

Tot nu toe hebben we het vooral gehad over fase-interferenties als problemen die moeten worden opgelost. In werkelijkheid is fase-annulering niet per definitie een slechte zaak, maar slechts een akoestisch artefact dat je op verschillende manieren kunt manipuleren. Natuurlijk is het wegsturen of corrigeren van fase-annulering één manier om met dit verschijnsel om te gaan.

Als je echter weet wat je doet en wat je van je mix wilt, kun je fase-annulering gebruiken als een ander menggereedschap. Door bijvoorbeeld de faserelatie tussen gitaarsporen te manipuleren kun je de resulterende track een bepaalde klankkleur geven (hetzelfde geldt voor de klank van een instrument of een zangstem), vergelijkbaar met een filter EQ. Specifieke apparaten (b.v. Neve Portico 5016 en Phazer van Radial) bevatten fase-verschuivingscircuits waarmee je bepaalde frequenties kunt kiezen die je wilt versterken terwijl je ze toch wilt wegstemmen voor unieke klankvormingsmogelijkheden.

Samenvattend: Het is maar een fase

We gaan allemaal door fasen, en dat geldt ook voor elke geluidsgolf die er is. Als zodanig zullen er in elke productie waar je aan werkt faseproblemen optreden. Wat belangrijk is, is te begrijpen waarom deze storingen optreden en wat je eraan kunt doen. Hoe meer je audiofase begrijpt en er aandacht aan besteedt, hoe beter je mixes zullen zijn, en hoe minder verrassingen je zult tegenkomen als je een stereospoor in mono samenvoegt. Wees dus waakzaam, gebruik de kennis en hulpmiddelen die je tot je beschikking hebt, en probeer je niet te laten afschrikken door fase.

Fase FAQs

Hebt u nog vragen over audiofase? Laten we enkele veelgestelde vragen beantwoorden.

Wat is Phase Music?

Phase music intentionally uses the properties of phase as a compositional tool. Phase music often incorporates minimalistic, similar sounds (i.e., notes) with slight variations in frequency, tone, and/or tempo to create effects such as echo , delay, flanging, phasing, and more.

Wat is faseren bij mengen?

Tijdens het mengproces kan fasering optreden wanneer er een kleine tijdvertraging is tussen identieke of verwante signalen. Deze fasering kan resulteren in ongewenste veranderingen in toon en volume, maar kan ook op creatieve manieren worden gebruikt.

Hoe diagnosticeer je problemen met fasering?

Je kunt faseproblemen in je muziek opsporen door je gehoor te ontwikkelen, in mono te mixen en plugins te gebruiken die ontworpen zijn om fasering op te sporen.

Wat is kamfiltering?

Kamfiltering is een vorm van fasering die optreedt wanneer een signaal in korte tijd aan zichzelf wordt toegevoegd, hetgeen resulteert in zowel constructieve als destructieve interferentie - het treedt gewoonlijk op ten gevolge van ruimtereflectie en/of bij stereo-opnamen. Dit verschijnsel ontleent zijn naam aan de gelijkenis met een haarkam.

Kan het menselijk oor fase horen?

Hoewel het menselijk oor de absolute fase van een golfvorm niet kan onderscheiden, is het soms wel gevoelig voor relatieve fase. Veel mensen zullen bijvoorbeeld een hoorbare verschuiving opmerken wanneer twee identieke sinusgolven worden gecombineerd (omdat dit een luider geluid veroorzaakt) of wanneer een fasereffect aan een signaal wordt toegevoegd.

Hoe weet je of twee golven in fase zijn?

Visueel zijn twee golfvormen in fase wanneer hun amplitudes (pieken en dalen) op één lijn liggen op een tijdlijn.

Breng je songs tot leven met mastering van professionele kwaliteit, in enkele seconden!