Если вы продюсер или микс-инженер, имеющий хоть какой-то опыт работы с цифровым аудио, вы, несомненно, сталкивались с фильтрами. Хотя они могут показаться единым, легко определяемым объектом, цифровые фильтры бывают разных форм и размеров, и как инструменты они помогают нам настраивать и контролировать определенные частоты в нашем аудио. Подобно тому, как мы можем повышать или понижать уровень с помощью эквалайзера, фильтры делают то же самое, но с большей интенсивностью. Они точны, гибки и абсолютно необходимы, когда речь идет о формировании звука.

Но что такое цифровые фильтры и как они работают?

По своей сути это алгоритмы, которые либо уменьшают, либо усиливают определенные диапазоны частот в вашем аудиосигнале. Вы можете использовать их для вырезания нежелательных низких частот в записи вокала или усиления мерцающего блеска высоких частот в записи акустической гитары. В двух словах, они дают возможность очищать, лепить или полностью преобразовывать звук, что делает их ключевой частью инструментария любого продюсера.

Итак, почему фильтры так важны в музыкальном производстве и почему вас, как начинающего продюсера, это должно волновать? Ну, они играют огромную роль в формировании тона. Независимо от того, микшируете ли вы вокал, создаете свой собственный синтезаторный патч с нуля или создаете идеальный звук ударных, фильтры дают вам возможность точно контролировать тональный баланс вашего трека. Без них звук может стать мутным, неясным или просто неприятным для прослушивания.

Фильтры используются на всех этапах производства. Во время записи мы можем использовать их, чтобы избавиться от нежелательных высоких и низких частот, которые не способствуют общему звучанию. При сведении вы можете использовать их для удаления ненужных частот или выделения пространства между инструментами. При мастеринге фильтры помогают точно настроить общий баланс трека, а в звуковом дизайне они идеально подходят для создания любых эффектов - от тонких до диких, масштабных изменений.

Если вы разбираетесь в различных типах фильтров и знаете, как их использовать, у вас есть творческое преимущество. В этом руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о цифровых фильтрах, чтобы вы могли начать использовать их в процессе создания музыки как профессионал.

Что такое цифровые фильтры?

Прежде чем мы перейдем к рассмотрению различных типов фильтров, давайте разберемся, что такое цифровые фильтры и как они работают. Если вы когда-нибудь задумывались о том, как некоторые из ваших любимых музыкальных продюсеров и инженеров-микшеров волшебным образом превращают звуки в нечто настолько чистое и прозрачное, то фильтры являются важной частью этого трюка. Однако это не волшебство, а всего лишь немного науки.

Чтобы понять, что такое фильтры, нужно сначала разобраться в цифровой обработке сигналов. Каждый звук, который вы слышите, будь то барабанная дробь, гитарный рифф или вокальная линия, существует как набор частот. Эти частоты варьируются от низких (например, субчастоты бас-гитары) до высоких (например, мерцание тарелок).

С помощью цифровой обработки сигнала мы можем манипулировать этими частотами как угодно. Именно здесь в игру вступают цифровые фильтры. Они дают нам возможность контролировать, какие части частотного спектра будут слышны, какие уменьшены, а какие полностью удалены.

Цифровые фильтры предназначены для работы с определенными диапазонами частот в аудио. Например, вы можете использовать цифровой фильтр, чтобы удалить из трека все низкие частоты, оставив только высокие. Это может быть очень удобно, если, скажем, ваш вокальный трек звучит мутновато из-за ненужных низких частот. У вас есть три основные зоны: низкие, средние и высокие частоты, и фильтры могут быть направлены на любую из них в зависимости от того, что вам нужно.

При работе с фильтрами вы часто будете слышать такие термины, как частотная характеристика и крутизна фильтра. Частотная характеристика говорит о том, как цифровой фильтр влияет на различные частоты, усиливает ли он их, обрезает или оставляет нетронутыми, а крутизна фильтра означает , насколько резко фильтр переходит от пропускания к обрезанию частот. Крутой наклон (например, 24 дБ на октаву) обеспечит более агрессивный срез, в то время как пологий наклон (например, 6 дБ на октаву) сделает переход более плавным.

Есть еще несколько общих параметров, которые можно встретить в фильтрах, в том числе:

• Частота среза: Это точка, где фильтр начинает работать. Например, для фильтра низких частот частота среза будет обозначать место, где высокие частоты начинают сворачиваться.
• Резонанс: Усиливает частоты в районе точки отсечки, что может придать звучанию характер или "привкус".
• Q-фактор: Влияет на то, насколько узким или широким является диапазон частот, на который воздействует фильтр. Высокий Q-фактор означает очень узкий диапазон, а низкий Q влияет на более широкий диапазон.

И на всякий случай, если вы задавались вопросом о разнице между аналоговыми и цифровыми фильтрами, аналоговые фильтры встроены в аппаратное обеспечение (синтезаторы старой школы, гитарные педали и т.д.), в то время как цифровые фильтры существуют в виде программного обеспечения или плагинов в DAW. Цифровые фильтры, как правило, предлагают большую точность и гибкость, но аналоговые фильтры могут добавить определенную теплоту или окраску в звук, что нравится многим людям. Каждый из них имеет свое место в музыкальном производстве, но в наши дни цифровые фильтры более распространены из-за их доступности.

Типы цифровых фильтров

Цифровые фильтры бывают разных видов, но в целом они делятся на две категории: частотные и целевые.

Фильтры, основанные на частоте, работают на определенных участках частотного спектра. К ним обычно относятся фильтры низких частот, высоких частот, полосовые фильтры и фильтры с засечками. Каждый из них помогает манипулировать входящим звуком, позволяя пропускать определенные частоты и отсекая другие.

Кроме того, существуют фильтры целевого назначения, предназначенные для решения более специализированных задач, например динамические фильтры, реагирующие на громкость сигнала, или полочные фильтры, повышающие или понижающие целый диапазон частот выше или ниже определенной точки. Существуют также гребенчатые фильтры, которые создают уникальные фазосдвигающие эффекты за счет небольшой задержки сигнала.

Различные фильтры полезны в разных областях музыкального производства и микширования, так что, будь то очистка неаккуратного микса или работа над звуковым дизайном, каждый тип цифрового фильтра играет свою роль.

Фильтры на основе частоты

Для формирования звучания вашего микса или отдельного элемента в нем фильтры на основе частот являются одними из самых важных инструментов в вашем арсенале. Эти фильтры позволяют сосредоточиться на различных частях частотного спектра, включая низкие, высокие, средние и промежуточные частоты.

Каждый тип цифрового фильтра имеет свою уникальную функцию. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее часто используемых.

Фильтр низких частот (ФНЧ)

Фильтр низких частот (ФНЧ ) делает именно то, что звучит. Он пропускает низкие частоты, обрезая при этом высокие. Это один из наиболее часто используемых фильтров в музыкальном производстве, и он отлично подходит для создания гладкого, округлого звука. LPF работает, устанавливая частоту среза, которая является точкой, где он начинает уменьшать громкость частот выше этой точки.

Фильтры низких частот часто можно услышать в действии, когда нужно убрать нежелательный высокочастотный шум или создать более мягкий звук. Например, синтезаторный пэд (особенно цифровой из VST) может звучать слишком ярко и жестко, при этом все высокие частоты остаются нетронутыми. Применив фильтр низких частот, вы сможете снизить уровень высоких частот, сделав звук более теплым и гармоничным.

Фильтры низких частот также часто используются в музыке lo-fi для создания классического приглушенного звука, который имитирует старое, деградировавшее аудиооборудование.

Я часто применяю фильтры низких частот к своим бас-линиям. Иногда бас-гитара или бас-синтезатор могут иметь слишком много высоких частот, которые противоречат другим элементам в вашем треке. Фильтр низких частот может сгладить верхние частоты, оставив только глубокие, насыщенные басовые частоты, которые вам нужны.

Я даже часто использую его на электрогитаре, чтобы убрать высокие частоты с пути моего вокала. Вы будете удивлены тем, насколько сильно можно снизить верхние частоты звука в плотном миксе, прежде чем они станут заметны.

Фильтр высоких частот (HPF)

С другой стороны, фильтр высоких частот (HPF) позволяет пропускать высокие частоты, обрезая при этом низкие. Это один из основных инструментов для очистки низких частот или удаления лишних басов из треков, где они не нужны. Как и фильтры низких частот, фильтры высоких частот работают, устанавливая частоту среза. Однако разница в том, что все, что ниже этой частоты, уменьшается.

Фильтр высоких частот может быть невероятно полезен для записи вокала. Допустим, у вас есть вокальная дорожка с низкочастотными шумами, такими как гул от кондиционера или шум от микрофона. С помощью фильтра высоких частот вы можете вырезать эти ненужные низкие частоты, сохранив при этом чистоту высоких частот. Эта техника также отлично подходит для усиления хай-хэтов и тарелок, которым часто не нужен лишний вес на низких частотах, тянущий их вниз.

Я также часто использую фильтры высоких частот в своих гитарных треках. Как электрические, так и акустические гитары могут нести много низкочастотного содержимого, в зависимости от способа записи, и могут конкурировать с басом или кик-барабаном. Быстрый проход с фильтром высоких частот позволяет удалить ненужные низкие частоты, оставляя место для более важных низких частот в миксе.

Полосно-пропускающий фильтр (BPF)

Полосно-пропускающий фильтр (BPF) делает еще один шаг вперед, позволяя пропускать только определенный диапазон (или полосу) частот, обрезая при этом как высокие, так и низкие частоты. Это может быть невероятно полезно, когда вы хотите изолировать и подчеркнуть определенный диапазон частот, создавая более сфокусированный звук. Я часто думаю о полосовом фильтре как о специализированном фильтре, поскольку он обычно используется для более творческих целей в музыкальном производстве.

Один из самых популярных и, возможно, слишком часто используемых примеров - эффект телефона, который часто можно услышать на вокале в песнях. Этот эффект заставляет голос звучать так, будто он проходит через телефонную линию, используя полосовой фильтр для выделения средних частот (около 300-3000 Гц) и обрезания всего остального. Это может придать вокалу уникальное качество "lo-fi", которое выделяется в миксе.

В звуковом дизайне полосовые фильтры также отлично подходят для наложения синтезаторных звуков. Сужая частотный диапазон в определенном синтезаторном патче, вы можете создавать резкие, точные звуки, которые вписываются в определенные области вашего микса. Это особенно полезно для создания резонансной развертки, когда точка среза полосового фильтра автоматически перемещается вверх или вниз по частотному диапазону.

‍

Вы также можете использовать полосовой фильтр для очистки посылов реверберации и задержки.

Фильтр с насечками (полосовой фильтр)

И, наконец, у нас есть режекторный фильтр, который также часто называют полосовым фильтром. Мне нравится думать о нем как о полярной противоположности полосового фильтра. Он вырезает очень узкую полосу частот и оставляет все остальное нетронутым. Это делает полосовой фильтр идеальным для решения очень специфических проблем, например, для удаления нежелательных гулов или резонансных пиков без ущерба для остального звука.

Одно из самых распространенных применений режекторного фильтра - устранение обратной связи в живом звуке. Обратная связь возникает, когда определенные частоты из микрофона возвращаются в систему и создают высокочастотный визг. С помощью режекторного фильтра можно нацелиться на эту частоту и удалить ее, оставив при этом остальной аудиосигнал нетронутым.

С другой стороны, при микшировании вырезные фильтры отлично подходят для устранения проблемных частот в плохих записях. У вас может быть запись акустической гитары с неприятным комнатным тоном в районе 550 Гц. Вместо того чтобы использовать широкий фильтр, который вырезает эту частоту и кучу других частот вокруг нее, которые могут быть желательны для общего звучания, вырезающий фильтр может нацелиться только на резонанс 550 Гц и оставить остальную часть вашего микса незатронутой.

Фильтры по назначению

Помимо стандартных типов цифровых фильтров, основанных на частоте, существуют некоторые специализированные фильтры, которые играют более целенаправленную роль в создании и сведении музыки. Эти фильтры часто используются для тональной настройки, звукового дизайна или творческих эффектов.

Хотя они, возможно, не так часто встречаются в каждом миксе, они могут иметь большое значение, когда вам нужен очень специфический результат. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее широко используемых фильтров по назначению и то, какую роль они играют в производстве.

Фильтр для полок

Полочные фильтры предназначены для усиления или ослабления частот выше или ниже определенной точки, поэтому они так идеальны для широкой тональной регулировки. Вместо постепенного обрезания или усиления узкого диапазона частот, как в случае с полосовым или зазубренным фильтром, полочные фильтры воздействуют на весь диапазон частот выше или ниже установленной частоты среза.

Например, если применить низкополосный фильтр для усиления низких частот ниже 100 Гц, он поднимет весь басовый диапазон, не затрагивая более высокие частоты. Аналогично, высокополосный фильтр повысит или понизит все, что находится выше выбранной частотной точки. Эти фильтры отлично подходят для мастеринга, особенно когда нужно внести тонкие изменения в общий тональный баланс трека.

Шельфовые фильтры также пригодятся вам, если вы хотите изменить тон инструмента или вокала. Например, если вам нужно немного больше мяса в кик-барабане, вы можете усилить низкие частоты в районе 60 Гц с помощью низкополосного фильтра. Или, если вам нужно сделать вокальный трек ярче, не добавляя при этом резкости или сибилянтов, вы можете использовать фильтр высокой частоты 10 кГц, чтобы добавить немного дополнительного блеска.

Комбинированные фильтры

Гребенчатый фильтр создает одни из самых уникальных и характерных звуков, которые вы можете услышать в музыкальном производстве. Он работает путем введения задержанной версии исходного аудиосигнала и последующего их объединения. Этот цифровой фильтр вызывает фазовую интерференцию, которая создает серию зазубрин и пиков в частотной характеристике. В результате получается звук, напоминающий "расческу", отсюда и название. Он имеет тонкое, почти металлическое качество, что придает выходному сигналу ощущение движения.

Комбинированные фильтры обычно используются для создания специальных эффектов, особенно когда нужно создать эффект фланжирования или хоруса. Когда время задержанного сигнала немного сдвигается (на несколько миллисекунд), получается размашистый или "проносящийся" звук, который часто можно услышать в экспериментальных или психоделических тонах электрогитар. Аналогичным образом можно применить гребенчатый фильтр к вокалу, чтобы получить роботизированный или электронный эффект.

Однако в звуковом дизайне этот цифровой фильтр можно использовать для создания развивающихся синтезаторных текстур, особенно если параметры автоматизированы. Если медленно регулировать время задержки и обратную связь, можно создавать довольно дикие эффекты.

Динамические фильтры

Динамический фильтр настраивает свою частоту среза в зависимости от входного сигнала. Вместо того чтобы задавать фиксированную точку, как в случае со статическим фильтром, динамический цифровой фильтр будет перемещаться в реальном времени в зависимости от таких факторов, как амплитуда (громкость) или огибающая сигнала. Это оставляет возможность выбора.

Один из самых классических примеров - эффект auto-wah, который автоматически регулирует точку среза фильтра при изменении входного сигнала. Чем сильнее вы играете, тем больше раскрывается фильтр, давая вам тот самый легендарный фанковый звук wah.

Фильтры формант

Фильтры формант немного отличаются от типичных эквалайзеров или цифровых фильтров на основе частот, поскольку они предназначены для имитации резонансных частот человеческого голоса. Форманта - это набор резонансных частот, которые определяют гласные звуки, и с помощью фильтров формант вы можете манипулировать входным сигналом, чтобы имитировать эти вокальные характеристики.

В электронной музыке формантные фильтры часто используются для создания эффектов в стиле роботов, инопланетян или вокодеров. Настроив фильтр в соответствии с формантными частотами различных гласных звуков (например, "aah", "eeh" или "ooh"), вы можете заставить синтезатор или любой другой инструмент звучать так, будто он говорит или поет.

Послушайте начало песни Toro Y Moi "Lilly", чтобы увидеть хороший пример работы фильтра формант в действии:

Роль фильтров в современных музыкальных жанрах

Фильтры играют удивительно большую роль в формировании характерного звучания различных музыкальных жанров, которые мы знаем и любим. Давайте рассмотрим, как различные жанры используют фильтры для достижения своего фирменного звучания.

Электронная музыка (EDM, хаус, техно)

В электронной музыке фильтры являются важной частью творческого процесса. Низкочастотные фильтры часто используются для создания эффектных подъемов и взлетов, а также для очистки низких частот для таких важных элементов, как ударные и басы.

В таких жанрах, как хаус и техно, фильтры также помогают сформировать движение трека. Продюсеры часто используют фильтры высоких частот на петлях ударных или синтезаторах, чтобы вырезать низкие частоты, а затем медленно возвращать их обратно, создавая предвкушение перед падением.

Хип-хоп

В хип-хопе фильтры играют важную роль в достижении классического, винтажного звучания, особенно при работе с ритмами на основе сэмплов. Низкочастотные фильтры часто используются для вырезания высоких частот из сэмплов, чтобы придать им теплое, олдскульное звучание.

Продюсеры также могут применять фильтры для изоляции определенных частот в сэмпле, чтобы они не мешали основному вокалу.

Поп

В поп-музыке фильтры очень важны для получения отполированного, удобного для радио звучания. Например, фильтр High-Shelf можно использовать для усиления высоких частот поп-вокала, чтобы придать ему роскошную яркость, которую мы так привыкли слышать в треках Top 40.

Передовые методы цифровой фильтрации

После того как вы освоите основы использования фильтров, можно приступить к изучению множества продвинутых техник.

Модуляция и автоматизация фильтров

Модуляция фильтров во времени - отличный способ добавить движения в трек. С помощью LFO или огибающих вы можете автоматизировать процесс открытия и закрытия фильтра, создавая постоянно меняющиеся синтезаторы или пэды.

Например, если применить LFO к частоте среза фильтра низких частот, можно создать пульсирующий или размашистый эффект, добавляющий движения в статичный звук. Аналогичным образом можно использовать огибающую для создания динамических изменений в поведении фильтра: фильтр будет открываться, когда звук становится громче, и закрываться, когда он становится тише. Вы часто можете услышать эту технику в виде автоматической развертки фильтра низких частот в хаусе и дабстепе, поскольку она создает приятное нарастание и спад для дропов и переходов.

Сложение фильтров и параллельная обработка

Сложение фильтров - это применение нескольких фильтров к звуку для более точного контроля над его частотным содержанием. Например, вы можете использовать фильтр высоких частот для устранения низких частот и одновременно использовать фильтр низких частот для усмирения резких высоких частот.

Мне также нравится использовать фильтры в параллельной обработке. Я разделяю аудиосигнал на два или более параллельных тракта, применяю различные фильтры к каждому тракту, а затем смешиваю их вместе. Например, я могу применить фильтр высоких частот к одной копии басового трека, чтобы сохранить только средние и высокие частоты, а к другой копии применить фильтр низких частот, чтобы сосредоточиться на глубоких басовых частотах. Затем я смешаю две отфильтрованные версии вместе, чтобы получить полноценный звук.

Заключительные размышления

Вот оно - руководство по цифровым фильтрам для начинающих! От базовых фильтров высоких и низких частот до более продвинутых техник фильтрации, таких как модуляция и параллельная обработка, фильтры позволяют нам формировать звук способами, которые могут быть как техническими, так и очень творческими.

Продолжая изучать фильтры, не бойтесь экспериментировать и расширять границы их возможностей в обработке сигналов.