Spectro - co teraz?

Można by pomyśleć, że Spectrogram jest platformą mediów społecznościowych wybieraną przez złoczyńców Bonda i złoczyńców o złej reputacji z uniwersum Marvela.

Nie jest. Wręcz przeciwnie. Spektrogram to potężne narzędzie, które może być wykorzystywane do celów analitycznych, praktycznych i kreatywnych w świecie audio. Jeśli jeszcze nie używasz spektrogramów w swojej produkcji lub postprodukcji, czytaj dalej.

Przyjrzymy się, czym one są, jak rozumieć spektrogramy oraz praktyczne i kreatywne ich zastosowania. To może po prostu zaskoczyć.

Dźwięk w dwóch wymiarach: Co to jest kształt fali

W tej nowej, odważnej erze cyfrowej, w której żyjemy, wszyscy są zaznajomieni z przebiegami audio; wibrującą linią, która reprezentuje nagrany dźwięk wyrażony w czasie i amplitudzie (głośności). Jeśli przez ostatnie sześćdziesiąt lat mieszkałeś w jaskini, to gratuluję, a oto zdjęcie kształtu fali audio:

Na wykresie fali audio czas jest reprezentowany wzdłuż osi poziomej (często nazywanej osią x), a amplituda fali lub głośność jest mierzona wzdłuż osi y (lub pionowej). Jest to zasadniczo rodzaj wykresu audio lub dźwięku.

Korzystając z tych informacji, można do pewnego stopnia "odczytać" kształt fali bez konieczności odsłuchiwania nagrania. W powyższym przykładzie widać, że sygnał z czasem staje się coraz głośniejszy, z przyjazną dla edytora przerwą w środku. Fajne, co?

Jest to przydatne do zadań edycji dźwięku i ogólnych obowiązków produkcyjnych. Łatwo jest zobaczyć, gdzie jest przerwa między sygnałami, aby dokonać czystego cięcia lub sprawdzić, czy nagranie ma duży zakres dynamiki, który będzie wymagał oswojenia za pomocą kompresora.

Jednak w przypadku kształtu fali nie uzyskuje się pełnego obrazu.

Wprowadź spektrogram.

Dźwięk w trzech wymiarach: Co to jest spektrogram

Kształt fali to wizualna reprezentacja dźwięku tylko w dwóch wymiarach. W przypadku spektrogramów uzyskuje się trzeci wymiar. Jest nim zawartość częstotliwościowa dźwięku.

To bardzo ważne. Dzięki temu dodatkowemu źródłu informacji możesz dowiedzieć się znacznie więcej o pliku audio, zanim jeszcze go odsłuchasz.

Widzisz, co mam na myśli? Nie?

Nie martw się. Spektrogramy mogą być oszałamiające, jeśli nie wiesz, jak działają (więcej na ten temat poniżej). Jeśli uważasz, że powyższy obraz jest trudny do rozszyfrowania, zastanów się nad tym; spektrogramy były pierwotnie generowane na papierze jako czarno-białe diagramy.

Od tego czasu wszystko poszło do przodu i obecnie dość łatwo jest nauczyć się odczytywać spektrogram. Przyjrzyjmy się, jak "zobaczyć" dźwięk.

Analiza spektrogramu: jak odczytać spektrogram

Podobnie jak w przypadku kształtu fali, na spektrogramie czas porusza się wzdłuż osi x. Różnica polega na tym, że druga oś reprezentuje spektrum częstotliwości, z niskimi częstotliwościami na dole, rozciągającymi się do najwyższego zakresu ludzkiego słuchu.

Wzdłuż osi y widoczne są wszystkie poszczególne częstotliwości, które składają się na dźwięk; częstotliwość podstawowa lub częstotliwość podstawowa, która nadaje dźwiękowi postrzeganą wysokość, oraz harmoniczne, które tworzą jego unikalną barwę i ton.

Głośność danego dźwięku jest definiowana przez "mapę cieplną" sygnału. Może to być reprezentowane przez kolor lub intensywność, w zależności od używanego oprogramowania spektrogramu. Ale zasadniczo im głośniejszy jest dźwięk, tym jaśniej świeci. Gitarzyści to uwielbiają.

Przykłady spektrogramów

Dobrze jest o tym rozmawiać, ale aby ułatwić zrozumienie, przyjrzyjmy się niektórym popularnym instrumentom i ich wizualnej reprezentacji.

We wszystkich poniższych przykładach używam edytora RX iZotope do przeglądania spektrogramów. W RX im jaśniejszy jest obraz, tym większą amplitudę ma dana nuta.

Bas akustyczny

W tej (co prawda zaszumionej) próbce akustycznego basu można zobaczyć potężne niskie częstotliwości jako najjaśniejszą część obrazu. w dolnej części wykresu.

Pionowe linie to dźwięk szarpanych strun. Są one przejściowe i zawierają więcej treści harmonicznej niż rzeczywiste dźwięki.

Saksofon

Saksofon jest instrumentem bogatym harmonicznie. W tym przykładzie można zobaczyć najniższą częstotliwość jako największe, najjaśniejsze linie około 300-400 Hz, ze wszystkimi harmonicznymi ułożonymi na górze jak pyszny stos naleśników. Widać, że saksofon zajmuje miejsce w całym spektrum częstotliwości.

Mowa

Słowa mówione mają mniej podtekstów (lub naleśników, jeśli wolisz), ale spektrogram nadal może wiele powiedzieć o dźwięku. Różne samogłoski i spółgłoski będą wyświetlane jako różne częstotliwości. Przy wystarczającej praktyce, możliwe jest odgadnięcie tego, co zostało powiedziane na podstawie samego spektrogramu.

Jeśli chcesz spróbować, w tym przykładzie mówię "To jest przykład słowa mówionego".

Nagrania winylowe

Tutaj użyłem próbki pięknego tenoru śpiewającego na starym, trzeszczącym nagraniu. Na tym spektrogramie łatwo jest zobaczyć amplitudę śpiewu jako jaśniejszą na tle trzeszczącego szumu tła nagrania. Zauważ, że śpiew zawiera więcej harmonicznych niż mowa.

Perkusja

Na koniec przyjrzyjmy się instrumentom perkusyjnym. Instrumenty perkusyjne nie opierają się na konkretnej częstotliwości jako czynniku identyfikującym. Zamiast tego zajmują one dużą część spektrum częstotliwości.

Powyższy przykład to pętla pełnego zestawu. Wyraźnie widać największe transjenty jako jasne szczyty wzdłuż całej osi y. Bęben basowy (o najniższej częstotliwości) jest widoczny jako jasne plamy wzdłuż dolnej części wykresu, podczas gdy hi-haty są widoczne jako jasne pionowe linie u góry. Najsilniejsza częstotliwość to 10 kHz.

Można również zobaczyć dłuższy ogon trafień na 2 i 4. Są one widoczne jako stan przejściowy z zanikającym sygnałem w czasie.

Jeśli czujesz się owocowo, spróbuj dowiedzieć się, jak brzmi ten beat IRL ;)

Jak wyświetlić spektrogram: Najlepsze oprogramowanie audio do pracy ze spektrogramami

Do wyświetlania dźwięku jako spektrogramu potrzebne jest dedykowane oprogramowanie. Pamiętaj, że musisz pracować z całym plikiem audio. Może to być mały fragment dłuższego nagrania lub cały miks. Nie ma możliwości wyświetlenia spektrogramu tworzonego nagrania.

Kapish? Oto najlepsze oprogramowanie audio do pracy ze spektrogramami.

iZotope RX

To popularne oprogramowanie jest standardem w branży projektowania dźwięku i postprodukcji, dzięki sprytnym narzędziom do czyszczenia nawet najbardziej problematycznych dźwięków.

Chociaż można z tym zrobić wiele, najbardziej przydatnym narzędziem, jakie znalazłem do pracy w poście, jest narzędzie Spectral Repair. Pozwala ono na wyizolowanie problematycznych częstotliwości i oczyszczenie ich.

Adobe Audition

Kolejne popularne narzędzie w świecie postprodukcji, Adobe Audition, zawiera narzędzie do edycji widmowej i różne narzędzia do redukcji szumów jako część pakietu. Jest to świetna opcja, jeśli współpracujesz z innymi użytkownikami Adobe przy projektach.

Steinberg Wavelab

Kolejny gigant w dziedzinie edycji audio, Wavelab, oferuje widok spektrogramu z narzędziami do edycji określonych zakresów częstotliwości. Funkcja ta jest dostępna w nieco tańszej wersji Wavelab Elements. Dobra wiadomość dla osób dbających o budżet. Skoro już o tym mowa...

Audacity

Audacity to stacja robocza audio o otwartym kodzie źródłowym z wieloma funkcjami. Co najlepsze, jest całkowicie darmowy. Zawiera też widok spektrogramu i podstawowe narzędzia do redukcji szumów.

Być może nie ma on wszystkich dzwonków i gwizdków swoich większych konkurentów, ale z pewnością jest lekki dla portfela. Sprawia to, że jest to świetny sposób dla początkujących na poznanie edycji widmowej i sposobu jej wdrożenia w swoim przepływie pracy.

Praktyczne i kreatywne zastosowania spektrogramów

Spektrogramy są nie tylko atrakcyjną wizualnie reprezentacją dźwięku, ale także mają wiele praktycznych i kreatywnych zastosowań w wielu dziedzinach.

Czyszczenie i przywracanie dźwięku

Spośród wszystkich sposobów wykorzystania spektrogramów, ten jest prawdopodobnie najbardziej przydatny dla muzyków.

Załóżmy, że istnieje stare, zakurzone nagranie winylowe, które chcesz wykorzystać do stworzenia kolejnego hymnu. (Upewnij się, że najpierw otrzymałeś zgodę!).

Po przechwyceniu dźwięku można użyć spektrogramu, aby zidentyfikować wszelkie kliknięcia, trzaski i inne niepożądane szumy winylowe oraz je zredukować lub wyeliminować. Dzięki temu uzyskasz ładną, czystą próbkę do kreatywnego miksowania. Twoje ostateczne arcydzieło będzie brzmiało nieskazitelnie.

Innym sposobem, w jaki spektrogramy mogą być przydatne w studiu, jest usuwanie niepożądanych szumów w nagraniach. Na przykład, jeśli sprzęt gitarzysty cierpi z powodu szumów elektrycznych, można "zobaczyć" zakłócającą częstotliwość i ją wyczyścić.

Spektrogramy są również często wykorzystywane do usuwania niepożądanych szumów z wokalistów lub dialogów w postprodukcji, takich jak kliknięcia ust lub plosives.

Analiza mieszana i rozwiązywanie problemów

Jeśli masz miks, który sprawia ci problemy, spróbuj spojrzeć na niego jak na spektrogram. Przeanalizuj zawartość częstotliwości w poszukiwaniu problematycznych obszarów, z którymi możesz sobie poradzić przy rozsądnym użyciu korektora.

Możesz także użyć widoku spektrogramu na ścieżce referencyjnej i zobaczyć, jak całe spektrum wypada w porównaniu z Twoim miksem.

Sound Design

Spektrogram może być wykorzystywany do tworzenia całkowicie unikalnego dźwięku. Manipulując lub stosując efekty do określonych częstotliwości, a nie do całego spektrum instrumentu/źródła dźwięku, można tworzyć nowe i interesujące tekstury.

Technikę tę można posunąć jeszcze dalej. Użyj edycji spektralnej, aby "narysować" kształty na spektrogramie i odtworzyć "obraz" jako zawartość częstotliwości. Może to zaowocować interesującym, a czasem niestabilnym dźwiękiem.

Aphex Twin zrobił to dokładnie na swojej EP-ce "Windowlicker" z 1999 roku. Możesz sprawdzić to i więcej przykładów na tej fascynującej stronie.

Inne zastosowania spektrogramu

Spektrogramy nie są tylko zabawkami muzyków i domów postprodukcyjnych. Mogą być wykorzystywane do rozróżniania śpiewu ptaków, zmniejszania zanieczyszczenia hałasem i do trenowania algorytmów przetwarzania mowy. Spektrogramy mogą nawet śledzić ruch płyt tektonicznych. Cha-cha-slide w rzeczy samej.

Wnioski

Spektrogramy stają się coraz bardziej powszechnym narzędziem w produkcji muzycznej, zarówno na poziomie praktycznym, jak i kreatywnym. Oprócz naprawiania zaszumionej mowy lub nagrań, można tworzyć nigdy wcześniej niesłyszane dźwięki i tekstury.

Istnieje spektrogram komputerowy na każdą kieszeń, więc wybierz jeden, zanurz się i zacznij przetwarzać!

Teraz powtarzaj to słowo w kółko, aż będzie brzmiało dziwnie.