Spectro-wat nu?

Je zou bijna denken dat Spectrogram het sociale mediaplatform bij uitstek is voor Bond-schurken en slechteriken uit het Marvel-universum.

Dat is het niet. Integendeel zelfs. Een spectrogram is een krachtig hulpmiddel dat kan worden gebruikt voor analytische, praktische en creatieve doeleinden in de wereld van audio. Als je nog geen spectrogrammen gebruikt in je productie- of postproductieworkflow, lees dan verder.

We zullen kijken naar wat ze zijn, hoe je spectrogrammen begrijpt en praktische en creatieve toepassingen ervan. Het kan je versteld doen staan.

Geluid in twee dimensies: Wat is een golfvorm

In dit dappere nieuwe digitale tijdperk waarin we leven, is iedereen bekend met audiogolfvormen; de wiebelende lijn die opgenomen audio weergeeft in termen van tijd en amplitude (luidheid). Als je de afgelopen zestig jaar in een grot hebt geleefd, gefeliciteerd, en hier is een afbeelding van een audiogolfvorm:

In een audiogolfvorm wordt de tijd weergegeven langs de horizontale as (vaak de x-as genoemd) en wordt de golfamplitude, of luidheid, gemeten langs de y-as (of verticale as). Het is in wezen een soort grafiek voor audio of geluid.

Met behulp van deze informatie is het mogelijk om de golfvorm tot op zekere hoogte te 'lezen', zonder naar de opname te hoeven luisteren. In het bovenstaande voorbeeld kun je zien dat het signaal in de loop van de tijd geleidelijk luider wordt, met een editor-vriendelijke onderbreking in het midden. Leuk, hè?

Dit is handig voor audiobewerking en algemene productietaken. Het is makkelijk om te zien waar er een pauze is tussen signalen om een nette cut te maken, of om te zien of een opname een groot dynamisch bereik heeft dat wat getemd moet worden met een compressor.

Maar met een golfvorm krijg je niet het volledige beeld.

Voer het spectrogram in.

Geluid in drie dimensies: Wat is een spectrogram

Een golfvorm is een visuele weergave van audio in slechts twee dimensies. Met spectrogrammen krijg je een derde dimensie. Namelijk de frequentie-inhoud van de audio.

Dit is enorm. Met deze extra informatiebron kun je zoveel meer lezen over het audiobestand voordat je er zelfs maar naar hebt geluisterd.

Zie je wat ik bedoel? Nee?

Maak je geen zorgen. Spectrogrammen kunnen een verbijsterende aanblik geven als je niet weet hoe ze werken (meer hierover hieronder). Als je denkt dat de bovenstaande afbeelding moeilijk te ontcijferen is, bedenk dan dit; spectrogrammen werden oorspronkelijk op papier gegenereerd als zwart-wit diagrammen.

Sindsdien is er veel veranderd en tegenwoordig is het vrij eenvoudig om een spectrogram te leren lezen. Laten we eens kijken hoe je geluid kunt 'zien'.

Spectrogramanalyse: een spectrogram lezen

Net als op een golfvorm marcheert op een spectrogram de tijd langs de x-as. Wat anders is, is dat de andere as het frequentiespectrum weergeeft, met de lage frequenties onderaan en reikend tot het hoogste bereik van het menselijk gehoor.

Langs de y-as zie je alle individuele frequenties waaruit een geluid bestaat; de fundamentele frequentie, of grondfrequentie, die het geluid zijn waargenomen toonhoogte geeft, en de harmonischen die de unieke kleur en toon vormen.

Hoe luid een bepaald geluid is, wordt bepaald door een 'heat map' van het signaal. Dit kan worden weergegeven door kleur of intensiteit, afhankelijk van de spectrogram software die je gebruikt. Maar het komt erop neer dat hoe luider een geluid is, hoe feller het oplicht. Gitaristen zijn daar dol op.

Voorbeelden van spectrogrammen

Het is allemaal goed en wel om hierover te praten, maar om het begrijpelijker te maken laten we eens kijken naar een aantal veelgebruikte instrumenten en hoe ze er visueel uitzien.

In alle onderstaande voorbeelden gebruik ik de RX-editor van iZotope om spectrogrammen te bekijken. In RX geldt dat hoe helderder een afbeelding is, hoe groter de amplitude van een noot is.

Akoestische bas

In dit (weliswaar ruisige) voorbeeld van een akoestische baslick kun je de krachtige lage frequenties zien als het helderste deel van het beeld. naar de onderkant van de grafiek.

De verticale lijnen zijn het geluid van de snaren die getokkeld worden. Ze zijn tijdelijk en bevatten meer harmonische inhoud dan de aanhoudende noten zelf.

Saxofoon

De saxofoon is een harmonisch rijk instrument. In dit voorbeeld zie je de laagste frequentie als de grootste, helderste lijnen rond 300-400hz, met alle harmonischen erbovenop gestapeld als een heerlijke hoop pannenkoeken. Je kunt zien dat een saxofoon ruimte inneemt over het hele frequentiespectrum.

Spraak

Gesproken woorden hebben minder boventonen (of pannenkoeken als je dat liever hebt), maar een spectrogram kan je nog steeds veel vertellen over het geluid. Verschillende klinkers en medeklinkers verschijnen als verschillende frequenties. Met genoeg oefening is het mogelijk om alleen al op basis van een spectrogram te raden wat er gezegd wordt.

Als je het wilt proberen, zeg ik in dit voorbeeld 'Dit is een voorbeeld van gesproken woord'.

Vinyl Opname

Hier heb ik een voorbeeld gebruikt van een prachtige tenor die zingt op een krakerige oude opname. Op dit spectrogram is de amplitude van de zang goed te zien als helderder tegen de krakerige achtergrondruis van de opname. Merk op dat zang meer harmonische inhoud heeft dan spraak.

Slagwerk

Laten we tot slot eens kijken naar percussie. Percussieve instrumenten zijn niet afhankelijk van een bepaalde frequentie als identificatiefactor. In plaats daarvan bezetten ze een groot deel van het frequentiespectrum.

Het bovenstaande voorbeeld is een loop van een volledige kit. Je kunt duidelijk de grootste transiënte hits zien als heldere pieken langs de hele y-as. De kickdrum (met de laagste frequentie) is te zien als heldere vlekken onderaan de grafiek, terwijl de hi-hats te zien zijn als heldere verticale lijnen bovenaan. De sterkste frequentie is hier 10 kHz.

Je kunt ook de langere staart van de treffers op 2 en 4 zien. Deze worden weergegeven als een voorbijgaand signaal, met een afnemend signaal na verloop van tijd.

Als je je fruitig voelt, probeer er dan achter te komen hoe deze beat in het echt klinkt ;)

Een spectrogram bekijken: Beste audiosoftware voor het werken met spectrogrammen

Om audio als spectrogram te bekijken heb je speciale software nodig. Houd er rekening mee dat je met een heel audiobestand moet werken. Dit kan een klein fragment zijn van een langere opname, of een hele mix. Je kunt geen spectrogram bekijken van een opname die wordt gemaakt.

Kapish? Dit is de beste audiosoftware voor het werken met spectrogrammen.

iZotope RX

Deze populaire software is een industriestandaard in geluidsontwerp en postproductie, dankzij de slimme tools die je tot je beschikking hebt om zelfs de meest problematische audio op te schonen.

Hoewel je hier veel mee kunt doen, is het nuttigste gereedschap dat ik heb gevonden voor het werken achteraf het gereedschap Spectral Repair. Hiermee kun je superspecifiek probleemfrequenties isoleren en opschonen.

Adobe Audition

Adobe Audition is een ander populair programma in de wereld van post-productie en bevat een spectraal bewerkingsprogramma en verschillende gereedschappen voor ruisonderdrukking. Het is een geweldige optie als je samenwerkt met andere Adobe gebruikers aan projecten.

Steinberg Wavelab

Wavelab, een andere reus op het gebied van audiobewerking, heeft een spectrogramweergave met gereedschappen om specifieke frequentiebereiken te bewerken. Deze functie zit ook in het iets goedkopere Wavelab Elements. Goed nieuws voor de budgetbewuste gebruiker. Nu we het er toch over hebben...

Audacity

Audacity is een open-source audio workstation met veel mogelijkheden. Het beste van alles is dat het helemaal gratis is. En het bevat een spectrogram-weergave en basisgereedschappen voor ruisonderdrukking.

Het heeft misschien niet alle toeters en bellen van zijn grotere concurrenten, maar het is zeker licht voor de portemonnee. Dit maakt het een geweldige manier voor nieuwkomers om spectrale bewerking te ontdekken en hoe je het kunt implementeren in je workflow.

Praktisch en creatief gebruik van spectrogrammen

Spectrogrammen zijn niet alleen een visueel aantrekkelijke weergave van geluid, ze hebben ook een overvloed aan praktische en creatieve toepassingen op vele gebieden.

Audio opschonen en herstellen

Van alle verschillende manieren waarop spectrogrammen kunnen worden gebruikt, is dit misschien wel de nuttigste voor muzikanten.

Laten we zeggen dat er een stoffige oude vinylopname is die je wilt samplen voor je volgende anthem. (Zorg ervoor dat je eerst toestemming krijgt!).

Zodra je de audio hebt opgenomen, kun je een spectrogram gebruiken om klikken, knallen, gekraak en andere ongewenste vinylruis te identificeren en deze te verminderen of te elimineren. Zo houd je een mooie, schone sample over om creatief mee aan de slag te gaan. Je uiteindelijke meesterwerk zal ongerept klinken.

Een andere manier waarop spectrogrammen nuttig kunnen zijn in de studio is het verwijderen van ongewenste ruis in opnames. Als je gitarist bijvoorbeeld last heeft van elektrische ruis, kun je de storende frequentie 'zien' en deze opruimen.

Spectrogrammen worden ook vaak gebruikt om ongewenste geluiden van vocalisten of dialogen in post-productie te verwijderen, zoals mondklikken of plosives.

Mixanalyse en probleemoplossing

Als je een mix hebt die je problemen geeft, bekijk die dan als een spectrogram. Analyseer de frequentie-inhoud voor probleemgebieden die je kunt aanpakken met verstandig gebruik van EQ.

Je kunt ook een spectrogram bekijken op een referentiespoor en zien hoe het hele spectrum zich verhoudt tot je mix.

Geluidsontwerp

Een spectrogram kan worden gebruikt om een volledig uniek geluid te creëren. Door specifieke frequenties te manipuleren of effecten toe te passen in plaats van het hele spectrum van het instrument/geluidsbron, kunnen nieuwe en interessante texturen worden gecreëerd.

Je kunt deze techniek nog verder doorvoeren. Gebruik spectrale bewerking om vormen in een spectrogram te 'tekenen' en speel het 'plaatje' af als frequentie-inhoud. Dit kan resulteren in een interessant en soms vreemd geluid.

Aphex Twin deed precies dit op zijn 'Windowlicker' EP uit 1999. Je kunt dit en meer voorbeelden bekijken op deze fascinerende website.

Andere toepassingen van een spectrogram

Spectrogrammen zijn niet alleen het speelgoed van muzikanten en postproductiehuizen. Ze kunnen worden gebruikt om vogelzang te onderscheiden, geluidsoverlast te verminderen en spraakverwerkingsalgoritmes te trainen. Spectrogrammen kunnen zelfs de beweging van tektonische platen volgen. Inderdaad, cha-cha-schuif.

Conclusie

Spectrogrammen worden steeds vaker gebruikt als hulpmiddel bij muziekproductie, zowel op praktisch als creatief niveau. Je kunt niet alleen ruis in spraak of opnames corrigeren, maar ook nooit eerder gehoorde geluiden en texturen creëren.

Er is een spectrogram computerprogramma voor elk budget, dus kies er een, duik erin en ga aan de slag!

Zeg nu het woord as steeds opnieuw totdat het raar klinkt.