Gravar e misturar música no seu estúdio caseiro nem sempre é fácil. Quer esteja a acompanhar um kit de bateria, a colocar uma guitarra acústica estéreo ou a tentar fazer com que uma voz assente bem num arranjo denso, é provável que já tenha tido problemas com a fase, quer o soubesse ou não.

Um dos aspectos mais importantes da engenharia de áudio é a compreensão da inversão de fase. É uma ferramenta simples, mas poderosa, que pode significar a diferença entre uma mistura de som cheio e forte e uma mistura fina e oca.

Neste artigo, vamos explicar o que é a inversão de fase, quando é um problema, quando é uma solução, e oferecer alguns truques úteis de áudio de inversão de fase para fazer a sua produção brilhar.

Preparados? Colocar os phasers para atordoar...

O que é a fase no áudio?

Para entender a inversão de fase, primeiro é necessário compreender a fase em si.

Quando um engenheiro fala de fase em áudio, está a referir-se à relação entre duas versões de uma onda sonora. Especificamente, a posição de um sinal no tempo, em relação ao outro.

Uma onda sonora por si só tem picos e depressões, como esta:

Quando dois sinais (da mesma fonte ou de uma fonte semelhante) estão perfeitamente alinhados - picos com picos, vales com vales - diz-se que estão " em fase ". Isto reforça o sinal de áudio, tornando-o mais alto e mais cheio.

Se deslizarmos estas formas de onda para fora do alinhamento - para que os picos não coincidam - elas ficam fora de fase, ou em fase relativa. O resultado é um som mais fino e silencioso, como se duas pessoas estivessem a tentar empurrar um baloiço em direcções opostas.

Se as formas de onda estiverem 180° desalinhadas - completamente opostas - isso leva ao cancelamento de fase. Os componentes positivos de uma forma de onda anulam os componentes negativos da outra, resultando numa queda drástica do volume ou mesmo no silêncio total.

O que é a inversão de fase?

A inversão de fase é o processo de inverter deliberadamente um sinal de áudio em 180°. Onde quer que a forma de onda original fosse positiva, a versão invertida é agora negativa, e vice-versa. Está literalmente a pegar no sinal e a virá-lo de cabeça para baixo.

Quando se inverte a fase, o som isolado permanece normalmente o mesmo. Mas quando esse som é reproduzido juntamente com outras faixas - especialmente as semelhantes, ou gravações efectuadas com vários microfones - a inversão pode alterar drasticamente o comportamento do som na mistura.

Por exemplo, se duplicar uma faixa de guitarra e depois inverter a fase da faixa duplicada, acabará por ter uma queda notável no ganho, ou silêncio completo - cancelamento de fase em ação.

Inversão de fase Vs deslocamento de fase

Há uma diferença entre inverter uma forma de onda e mudar a sua fase. Se uma faixa for duplicada e depois ligeiramente atrasada, torna-se desfasada em relação à original - uma mudança de fase em vez de uma inversão total.

Não obterá um cancelamento total, mas poderá ouvir coisas como filtragem de pente e distorção.

Inversão de fase Vs Inversão de polaridade

Por vezes, estas duas expressões são utilizadas indistintamente, mas embora os resultados possam ser semelhantes, existe uma diferença subtil entre os processos.

• A inversão de polaridade inverte as tensões positivas e negativas de um sinal - um processo ao nível do hardware.
• A inversão de fase refere-se a uma inversão de 180° na forma da onda em relação a outra.

O resultado pode ser o mesmo, mas tecnicamente não são sempre a mesma coisa.

Fase Absoluta Vs Fase Relativa

Já que estamos a falar disso...

• A fase absoluta refere-se ao facto de uma onda sonora começar com uma pressão positiva ou negativa quando ouvida através de altifalantes. A maioria dos seres humanos não se apercebe disto a não ser que compare sinais.
• A fase relativa é o que importa na mistura. Tem tudo a ver com a forma como uma faixa se relaciona com outra; a diferença entre um baixo DI'd e o seu sinal de amplificador mic'd, por exemplo.

Porque é que a inversão de fase é importante

A inversão de fase pode fazer ou desfazer a sua mistura. Se o áudio estiver fora de fase, ou invertido, pode sentir-se:

• uma imagem estéreo fraca
• potência reduzida em baixas frequências
• distorção
• filtragem de pente
• silêncio total

Situações comuns em que ocorrem problemas de fase

Eis alguns exemplos do mundo real em que podem ocorrer problemas de fase:

• Multi-microfones: Qualquer situação em que esteja a usar vários microfones para gravar a mesma fonte pode levar a problemas, e é particularmente problemático quando se grava bateria. Utilizar o botão de inversão de fase no seu DAW, ou inverter o interrutor de polaridade num dos microfones irá restaurar a fase correta entre dois sinais.
• Sinais DI e Amp: A mesma coisa acontece quando se grava um sinal de uma entrada direta e de um amplificador ao mesmo tempo. É provável que o sinal DI chegue mais cedo do que o sinal do microfone, resultando em problemas de fase.
• Ampliação estéreo: Algumas técnicas de "estéreoização" funcionam enviando uma versão invertida de uma faixa para um canal. Embora ter um dos canais invertidos faça com que as coisas soem amplas em estéreo, quando reproduzidas em mono pode causar cancelamento de fase.
• Rastreio duplo: A sobreposição de actuações ou sinais quase idênticos sem verificar o alinhamento de fase pode levar a alterações tonais peculiares.
• Importação de hastes: Trazer stems de outro engenheiro ou projeto pode criar problemas de fase audíveis. Isto pode ser devido a problemas de fase inerentes a uma gravação com vários microfones, processamento de efeitos como EQ ou compressão, ou quando se combinam stems com faixas existentes.

A inversão de fase ou, mais precisamente, de polaridade pode ocorrer em sistemas de altifalantes, se os fios dos altifalantes estiverem ligados de trás para a frente.

Como detetar problemas de fase

Aprender a identificar problemas de fase é bastante simples:

Use os seus ouvidos:

Se algo soar fino, oco ou não tão alto como deveria, experimente-o com um dos canais invertido.

Ouvir em mono:

Embora a maioria dos seres humanos não ouça ativamente música em mono, fazê-lo durante a mistura pode realçar problemas que não são audíveis numa mistura em estéreo.

Acionar o interrutor de fase:

A maioria dos DAWs, misturadores e muitos plugins têm um botão de inversão de fase ou polaridade. Tente usá-lo numa faixa de cada vez e veja se consegue ouvir alguma alteração.

Verificar o seu espaço

A sua posição de audição pode exagerar ou mascarar problemas de fase, especialmente em salas pequenas com um tratamento deficiente.

Quando não inverter a fase

Por vezes, os problemas de fase não são de todo causados pela inversão. Antes de ligar o interrutor:

• Verifique se há atrasos nos carris - podem precisar apenas de um pequeno empurrão a tempo.
• Utilize medidores de correlação ou ferramentas de fase para analisar a diferença entre sinais.
• Não exagere! Inverter aleatoriamente a fase nos canais pode piorar a situação!

Usos criativos da fase

A inversão de fase é normalmente considerada como uma forma de resolver problemas, mas também pode ser uma caraterística criativa quando utilizada no contexto correto.

Processamento do lado intermédio:

Algumas técnicas de mid-side invertem a fase num canal para isolar elementos espaciais específicos durante a masterização, o alargamento estéreo ou a compressão.

Truques de sobreposição:

Tente misturar um duplicado com fase invertida de uma faixa com os canais originais para cancelar subtilmente algumas frequências e criar um novo tom. Isto pode criar sons totalmente novos e fascinantes quando a fonte original é composta por harmónicos complexos.

Cancelar o zumbido:

Tecnicamente, isto é uma solução para o problema, mas ei, ei. Grave apenas o zumbido de captação durante toda a duração da atuação da guitarra e inverta a fase no canal que contém o zumbido. Desde que os picos e depressões estejam alinhados, a maior parte do zumbido será eliminada.

Amostras isoladas:

Se é um remixer, ou um produtor que depende muito de samples, este é um truque divertido. Crie duas faixas de áudio idênticas, inverta a fase de uma e insira um EQ na outra. Utilizando este método, pode esculpir com precisão as frequências que pretende que sejam ouvidas no sample original.

Estas técnicas não são necessariamente "corretas" na tradição da engenharia de áudio, mas as regras foram feitas para serem quebradas, certo?

Conclusão: Principais conclusões

• A fase descreve o tempo relativo entre uma onda sonora e outra.
• Quando se inverte a fase, a forma de onda é invertida, invertendo os seus lados positivo e negativo.
• Quando inverte a fase, isso não afecta a faixa por si só, mas pode alterar drasticamente a forma como interage com outras faixas.
• O cancelamento de fase pode causar misturas finas, falta de baixas frequências ou mesmo silêncio total.

Se quiser que as suas faixas soem corretamente em estéreo e mono, é fundamental compreender a inversão de fase.

No entanto, lembre-se que a inversão não é uma varinha mágica que se aponta para corrigir automaticamente os problemas de fase. Por vezes, basta empurrar uma onda sonora alguns milissegundos em qualquer direção para resolver os problemas que ouviu.

Ufa! Depois de toda esta conversa técnica, vou fazer uma chávena de chá. Tu, meu amigo, devias ir em frente e fazer a música. Eu já lá vou ter.