Nie wszystkie fale dźwiękowe są sobie równe - nawet dwa podobne sygnały będą wykazywać niewielkie różnice w głośności i tonie. Niektóre fale dźwiękowe są jednak identyczne (lub prawie takie same), a gdy są ułożone jedna na drugiej, może wystąpić fazowanie dźwięku. Ale czym dokładnie jest fazowanie dźwięku?

Faza audio jest jednym z tych zjawisk, które mogą być trudne do ogarnięcia. Jednak gdy już ją opanujesz, będziesz w stanie przenieść swoje produkcje na zupełnie nowy poziom. W tym artykule omówimy podstawy fazy audio, dlaczego ma ona znaczenie i jak rozwiązać problemy z fazą w swoich produkcjach.

Czym jest "faza" w audio?

Faza dźwięku wskazuje punkt w czasie w obrębie danej fali dźwiękowej. Fale dźwiękowe składają się z trzech głównych elementów: amplitudy, długości fali i częstotliwości:

Amplituda odnosi się do głośności fali w określonym punkcie w czasie; dla idealnie symetrycznej i powtarzalnej fali dźwiękowej (takiej jak sinusoida pokazana powyżej), długość fali mierzy odległość między dwiema równymi amplitudami wzdłuż cyklu; a częstotliwość (inaczej "wysokość") to liczba razy na sekundę fala dźwiękowa powtarza się wzdłuż tego cyklu.

Faza fali dźwiękowej mówi nam, gdzie dokładnie w tym cyklu patrzymy. W produkcji audio, relacja między dwoma lub więcej kształtami fali jest tym, co naprawdę ma znaczenie; absolutna faza pojedynczej fali dźwiękowej nie jest aż tak istotna z powodów, które omówimy poniżej.

Dlaczego fazowanie jest ważne?

Miksowanie dźwięku polega na łączeniu różnych, ale spójnych elementów, tak aby każdy komponent był słyszalny zgodnie z zamierzeniami artysty, producenta i inżyniera. W związku z tym będziesz żonglować niezliczonymi falami dźwiękowymi, z których każda różni się częstotliwością, amplitudą, wydźwiękiem harmonicznym i nie tylko.

To, co musi się wydarzyć, to to, że niektóre fale będą wchodzić i wychodzić z fazy ze sobą w różnych punktach w czasie. Gdy dwa sygnały są ze sobą w fazie, ich amplitudy (tj. szczyty i dołki) pokrywają się. Zrozumienie fazy ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji miksów. Problemy z fazą leżą u podstaw wielu problemów z miksowaniem i mają poważny wpływ na ogólny dźwięk.

Kiedy zderzają się fale

Aby uprościć sprawę, wyobraźmy sobie dwie idealnie symetryczne i powtarzające się fale sinusoidalne, jedną w lewym kanale i jedną w prawym. Gdy obie połówki są idealnie wyrównane, ich amplitudy są identyczne w czasie, co oznacza, że po obu stronach słychać ten sam dźwięk.

Połącz te kanały i odtwarzaj je w tym samym czasie, a uzyskasz coś, co jest znane jako "konstruktywna interferencja", ponieważ połączenie tych fal w fazie podwaja wynikową amplitudę. I odwrotnie, gdyby te kanały były idealnie "poza fazą" (tj. najniższa amplituda fali jednego kanału występuje, gdy fala drugiego kanału jest najgłośniejsza), ich szczyty i dołki zniosłyby się nawzajem. Nazywa się to "destrukcyjną interferencją" lub "anulowaniem fazy".

Jak działa faza w audio w praktyce

Dokładny scenariusz opisany powyżej nie jest powszechny w prawdziwym świecie, ponieważ te idealne, podstawowe fale dźwiękowe nie będą tym, z czym pracujesz, ale teoria nadal ma zastosowanie. Niezależnie od tego, czy nagrywasz pojedynczy instrument, czy wiele instrumentów z dowolną liczbą mikrofonów, fazowanie będzie czynnikiem, którego nie należy ignorować.

Interakcje fazowe wchodzą również w grę podczas nakładania sampli na perkusję akustyczną, używania różnych wtyczek na podobnych ścieżkach, stosowania przetwarzania równoległego i nie tylko.

Mówiąc prościej, faza audio jest czynnikiem, gdy dwa lub więcej sygnałów jest łączonych - im bardziej powiązane są te sygnały, tym bardziej istotna staje się faza.

Jeśli nagrywasz instrument za pomocą dwóch oddzielnych mikrofonów (nagrywanie stereo), przychodzące częstotliwości podstawowe (tj. grane nuty) będą takie same w każdym kanale.

Jednakże, ponieważ każdy mikrofon znajduje się w unikalnej pozycji przestrzennej, różne podteksty będą docierać do każdego mikrofonu w innym czasie. W rezultacie fale dźwiękowe każdego kanału będą podobne pod pewnymi względami, ale różne pod innymi.

Różne częstotliwości mogą zostać wzmocnione, zmniejszone lub praktycznie anulowane w zależności od relacji fazowej między dwoma kanałami. Jak można sobie wyobrazić, wprowadzenie kolejnego mikrofonu lub większej ich liczby jeszcze bardziej komplikuje sprawę, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia problemów z fazą.

A jeśli dwa mikrofony są skierowane w przeciwnych kierunkach, jeden z nich musi mieć odwróconą fazę, aby przeciwdziałać anulowaniu dźwięku (tj. ciszy).

Dylemat bębna

Podczas nagrywania perkusji często występują problemy z fazą. W końcu większość współczesnych nagrań perkusyjnych wymaga co najmniej 5 mikrofonów (lub nawet 20), aby uchwycić każdy komponent, cały zestaw i odbicia w pomieszczeniu.

Nie pomaga również fakt, że talerze rezonują na wysokich częstotliwościach lub że werbel i bęben kopiący często wymagają dwóch mikrofonów, aby uchwycić ich niższe i wyższe częstotliwości. Jeśli nie jesteś strategiczny z rozmieszczeniem/konfiguracją mikrofonów, początkowe nagranie zestawu perkusyjnego może stać się bałaganem i prawie niemożliwe do zmiksowania.

Na szczęście poręczny przełącznik "phase flip" (odwrócenie polaryzacji), w który wyposażonych jest kilka nowoczesnych mikrofonów, może szybko rozwiązać problemy z anulowaniem fazy podczas procesu nagrywania, niezależnie od tego, czy śledzisz perkusję, gitarę akustyczną, czy cokolwiek innego.

Refleksja nad fazą

Miksowanie stereo nie jest jedynym winowajcą problemów z fazą. Problemy z fazą mogą wystąpić nawet w przypadku nagrywania tylko na jednym kanale, zwłaszcza jeśli przestrzeń do nagrywania nie jest odpowiednio przygot owana. Fale dźwiękowe łatwo odbijają się od powierzchni odbijających dźwięk. Te pogłosy zasadniczo powielają początkowy dźwięk, wysyłając z powrotem inną, cichszą i tonalnie odrębną wersję po pewnym czasie, w zależności od odległości od powierzchni, wielkości i kształtu pomieszczenia itp.

Jeśli czas tych odbić jest odpowiedni, mogą wystąpić destruktywne lub konstruktywne zakłócenia, gdy są one przechwytywane przez mikrofon, zmieniając wynikowy ton i głośność. Celowe stosowanie efektów opóźnienia i pogłosu może również powodować problemy z fazą.

Sprawę komplikuje fakt, że podczas odtwarzania nagrania można usłyszeć problemy z fazą, nawet jeśli same nagrania nie mają problemów z fazą. Problem ten może wystąpić, jeśli głośniki są "poza fazą", tj. podłączone z niewłaściwą polaryzacją.

Jak znaleźć problemy z fazą dźwięku

W miarę rozwoju słuchu będziesz w stanie usłyszeć fazowanie, gdy się pojawi. Oczywiście samo ludzkie ucho nie jest w stanie łatwo zidentyfikować wszystkich problemów z fazą, więc przydają się dodatkowe narzędzia i techniki.

Odsłuchiwanie miksu (i poszczególnych ścieżek) w trybie mono zamiast stereo może ujawnić pewne problemy z fazą. Jeśli po skondensowaniu miksu do mono zauważysz, że dźwięk stał się matowy lub cieńszy, może to oznaczać, że masz do czynienia z anulowaniem fazy.

Podobnie, jeśli sygnał znika z centrum, ale pozostaje na lewym i prawym kanale podczas miksowania w mono, prawdopodobnie masz do czynienia z dźwiękiem poza fazą. Problemy z fazą audio można również zidentyfikować za pomocą wtyczek wizualnych zaprojektowanych z myślą o fazowaniu (omówimy je bardziej szczegółowo w następnej sekcji).

Jak naprawić lub zapobiec problemom z fazą

Przy tak wielu potencjalnych źródłach problemów z fazą, ważne jest, aby uzbroić się w wiedzę, sztuczki i narzędzia, które pomogą ci zapobiegać i rozwiązywać takie trudności.

Znajomość proporcji 3:1 dla rozmieszczenia mikrofonów

Ta metoda ma zastosowanie podczas pracy z dwoma mikrofonami; drugi mikrofon powinien być umieszczony trzy razy dalej od początkowego mikrofonu, tak jak początkowy mikrofon znajduje się od nagrywanego źródła dźwięku. Jeśli jeden mikrofon znajduje się sześć cali od otworu dźwiękowego gitary, należy ustawić drugi mikrofon w odległości 18 cali (1,5 stopy) od drugiego mikrofonu.

Ta sztuczka nie zawsze działa i mogą być potrzebne pewne korekty, ale jest to dobry punkt wyjścia do zminimalizowania problemów z fazą podczas nagrywania z dwoma mikrofonami.

Technika nagrywania Mid/Side została zaprojektowana w celu zminimalizowania potencjalnych problemów fazowych.

Miksowanie w trybie mono

Miksowanie w mono może wydawać się sprzeczne z intuicją, biorąc pod uwagę, że większość utworów będzie odsłuchiwana w stereo. Jednakże, jak wspomniano powyżej, niektóre przypadki anulowania fazy mogą pozostać niezauważone podczas odsłuchu w stereo - przełączanie ścieżek do mono w różnych odstępach czasu podczas miksowania może ujawnić problemy fazowe, które w przeciwnym razie mogłyby zostać przeoczone.

Mówiąc najprościej, miksowanie w mono może pomóc w dalszej kontekstualizacji miksu jako całości i pomóc w usunięciu wszelkich zakłóceń przed powrotem do dźwięku stereo.

Korzystanie z wtyczek Audio Phase

Oprócz właściwego rozmieszczenia mikrofonów i miksowania w mono, można również użyć różnych wtyczek, aby naprawić zakłócenia fazowe i łatwo wizualizować, co dzieje się w tych momentach.

Na szczęście w dzisiejszych czasach nie brakuje narzędzi do poprawiania fazy. Niektóre z najlepszych przykładów obejmują wtyczkę InPhase firmy Waves, In-Between Phase firmy Little Labs i Eventide Precision Time Align.

A jeśli jesteś wystarczająco dobry w rozpoznawaniu problemów z fazą za pomocą ucha, po prostu przesuwanie ścieżek odrobinę w lewo lub w prawo może również naprawić problemy z fazą. Ta sztuczka nie zawsze zadziała, zwłaszcza jeśli ścieżka ściśle trzyma się siatki.

Przenoszenie kształtów fal

Być może najbardziej podstawowym sposobem rozwiązania problemów z fazą jest po prostu przesunięcie podobnych przebiegów w ich właściwe miejsce. Jeśli dwa przebiegi podobnych sygnałów nie są wyrównane, z pewnością wystąpi fazowanie, więc po prostu przesunięcie jednego z nich w lewo lub w prawo na osi czasu może zadziałać jako szybka poprawka.

Dostępne są nawet wtyczki, które automatycznie wyrównują przebiegi, aby zaoszczędzić ci kłopotów - wtyczka Auto-Align firmy Sound Radix i MAutioAlign firmy Melda Productions to dwie popularne opcje wyrównywania.

Wykorzystanie fazy na swoją korzyść

Do tej pory omawialiśmy głównie interferencje fazowe jako problemy do rozwiązania. W rzeczywistości, tłumienie fazy nie jest z natury złym zjawiskiem, a jedynie artefaktem akustycznym, którym można manipulować na kilka sposobów. Z pewnością jednym ze sposobów radzenia sobie z tym zjawiskiem jest usuwanie lub korygowanie interferencji fazowych.

Jeśli jednak wiesz, co robisz i czego oczekujesz od swojego miksu, możesz użyć anulowania fazy jako kolejnego narzędzia do miksowania.

Na przykład, manipulowanie relacją fazową między ścieżkami gitary może pozwolić na kształtowanie brzmienia wynikowej ścieżki (to samo dotyczy brzmienia dowolnego instrumentu lub wokalu), podobnie jak w przypadku korektora z filtrem. Konkretne urządzenia (np. Neve Portico 5016 i Phazer firmy Radial) zawierają obwody zmiany fazy, które pozwalają wybrać określone częstotliwości, które chcesz wzmocnić, a jednocześnie anulować, aby uzyskać unikalne możliwości kształtowania tonu.

Podsumowując: To tylko faza

Wszyscy przechodzimy przez fazy, podobnie jak każda fala dźwiękowa. W związku z tym zakłócenia fazowe pojawią się w każdej produkcji, nad którą pracujesz. Ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego te zakłócenia występują i co z nimi zrobić.

Im lepiej rozumiesz fazę dźwięku i zwracasz na nią uwagę, tym lepsze będą twoje miksy i tym mniej niespodzianek napotkasz podczas łączenia ścieżki stereo w mono. Bądź więc czujny, korzystaj z dostępnej wiedzy i narzędzi i staraj się nie przejmować fazą.

Faza FAQ

Nadal masz pytania dotyczące fazy audio? Odpowiedzmy na kilka często zadawanych pytań.

Czym jest Phase Music?

Muzyka fazowa celowo wykorzystuje właściwości fazy jako narzędzie kompozytorskie. Muzyka fazowa często zawiera minimalistyczne, podobne dźwięki (tj. nuty) z niewielkimi zmianami częstotliwości, tonu i / lub tempa, aby stworzyć efekty takie jak echo, opóźnienie, flanging, fazowanie i inne.

Czym jest fazowanie w miksowaniu?

Podczas procesu miksowania może wystąpić fazowanie, gdy występuje niewielkie opóźnienie czasowe między identycznymi lub powiązanymi sygnałami. Fazowanie to może powodować niepożądane zmiany w brzmieniu i głośności, ale może być również wykorzystywane w kreatywny sposób.

Jak zdiagnozować problemy z fazowaniem?

Możesz zidentyfikować problemy z fazą w swojej muzyce, rozwijając swoje ucho, miksując w mono i używając wtyczek zaprojektowanych do wychwytywania faz.

Czym jest filtrowanie grzebieniowe?

Filtrowanie grzebieniowe to rodzaj fazowania, który występuje, gdy sygnał jest dodawany do siebie w krótkim okresie czasu, powodując zarówno konstruktywne, jak i destrukcyjne zakłócenia - zwykle występuje z powodu odbicia w pomieszczeniu i / lub podczas nagrywania stereo. Zjawisko to zawdzięcza swoją nazwę podobieństwu do grzebienia do włosów.

Czy ludzkie ucho słyszy fazę?

Podczas gdy ludzkie ucho nie jest w stanie wychwycić absolutnej fazy kształtu fali, jest ono czasami wrażliwe na fazę względną. Na przykład, wiele osób zauważy słyszalne przesunięcie, gdy dwie identyczne fale sinusoidalne zostaną połączone (ponieważ powoduje to głośniejszy hałas) lub gdy do sygnału zostanie dodany efekt fazowania.

Jak sprawdzić, czy dwie fale są w fazie?

Wizualnie dwa przebiegi są w fazie, gdy ich amplitudy (szczyty i dołki) są ustawione w jednej linii na osi czasu.