Якщо ви продюсер або міксинг-інженер, який має досвід роботи з цифровим аудіо, ви, безсумнівно, стикалися з фільтрами. Хоча вони можуть виглядати як єдине ціле, їх легко визначити, цифрові фільтри бувають різних форм і розмірів, і як інструменти вони допомагають нам налаштовувати і контролювати певні частоти в нашому аудіо. Подібно до того, як ми можемо посилювати або послаблювати звук за допомогою еквалайзера, фільтри роблять те ж саме, але з більшою інтенсивністю. Вони точні, гнучкі і абсолютно необхідні, коли справа доходить до формування звуку.

Але що таке цифрові фільтри і як вони працюють?

По суті, це алгоритми, які зменшують або підсилюють певні діапазони частот у вашому аудіосигналі. Ви можете використовувати їх, щоб вирізати небажаний низькочастотний гуркіт у вокальному записі або посилити мерехтливі високі частоти в записі акустичної гітари. Коротше кажучи, вони дають вам можливість очистити, виліпити або повністю трансформувати звук, що робить їх ключовою частиною інструментарію будь-якого продюсера.

Чому фільтри так важливі в музичному продакшні, і чому вам, як продюсеру-початківцю, варто про них подбати? Ну, вони відіграють величезну роль у формуванні тону. Незалежно від того, чи зводите ви вокал, чи створюєте власний синтезаторний патч з нуля, чи ліпите ідеальний звук бочки, фільтри дають вам точний контроль над тональним балансом вашого треку. Без них звук може стати каламутним, нечітким або просто неприємним для прослуховування.

Фільтри вступають у гру на кожному етапі виробництва. Під час запису ми можемо використовувати їх, щоб позбутися небажаних високих або низьких частот, які можуть не сприяти загальному звучанню. Під час зведення за допомогою фільтрів можна прибрати непотрібні частоти або виділити простір між інструментами. Під час мастерингу фільтри допомагають точно налаштувати загальний баланс треку, а в саунд-дизайні вони ідеально підходять для створення будь-яких ефектів - від ледь помітних до диких, кардинальних змін.

Якщо ви розумієте, які існують типи фільтрів і як ними користуватися, ви маєте творчу перевагу. У цьому посібнику ми розглянемо все, що ви коли-небудь хотіли знати про цифрові фільтри, щоб ви могли почати використовувати їх у процесі створення музики як професіонал.

Що таке цифрові фільтри?

Перш ніж ми розглянемо різні типи фільтрів, давайте спочатку розберемося з основами того, що таке цифрові фільтри і як вони працюють. Якщо ви коли-небудь замислювалися над тим, як деякі з ваших улюблених музичних продюсерів та міксинг-інженерів магічним чином перетворюють звуки на щось таке чисте і прозоре, то фільтри є важливою частиною цього трюку. Однак це не магія, а лише трохи науки.

Щоб зрозуміти, що таке фільтри, потрібно спочатку розібратися в цифровій обробці сигналів. Кожен звук, який ви чуєте, чи то малий барабан, чи гітарний риф, чи вокальна партія, існує у вигляді набору частот. Ці частоти варіюються від низьких (наприклад, субчастоти бас-гітари) до високих (наприклад, мерехтіння тарілок).

Завдяки цифровій обробці сигналу ми можемо маніпулювати цими частотами як завгодно. Саме тут у гру вступають цифрові фільтри. Вони дають нам можливість контролювати, які частини частотного спектру ми чуємо, які зменшуємо, а які повністю вилучаємо.

Цифрові фільтри призначені для маніпулювання певними діапазонами частот у вашому аудіо. Наприклад, за допомогою цифрового фільтра можна видалити всі низькі частоти з доріжки, залишивши лише високі. Це може бути дуже зручно, якщо, скажімо, ваша вокальна доріжка звучить трохи каламутно через непотрібні басові частоти. У вас є три основні зони: низькі, середні та високі частоти, і фільтри можуть націлюватися на будь-яку з них, залежно від того, що вам потрібно.

Коли ви працюєте з фільтрами, ви часто чуєте такі терміни, як частотна характеристика і нахил фільтра. Частотна характеристика показує , як цифровий фільтр впливає на різні частоти - підсилює, зрізає або залишає їх недоторканими, в той час як нахил фільтра показує, наскільки різко фільтр переходить від частот пропускання до частот зрізу. Крутий нахил (наприклад, 24 дБ на октаву) дасть вам більш агресивне зрізання, в той час як пологий нахил (наприклад, 6 дБ на октаву) робить перехід більш плавним.

Існує ще кілька загальних параметрів, які ви побачите на фільтрах:

• Частота зрізу: це точка, де фільтр починає працювати. Наприклад, для фільтра нижніх частот частота зрізу позначає, де починають зникати високі частоти.
• Резонанс: підсилює частоти безпосередньо біля точки зрізу, що може додати вашому звучанню трохи характеру або "укусу".
• Добротність: Впливає на те, наскільки вузьким або широким є частотний діапазон, на який впливає фільтр. Висока добротність означає дуже вузьку смугу, а низька добротність впливає на ширший діапазон.

І на випадок, якщо вам цікаво, чим відрізняються аналогові фільтри від цифрових, аналогові фільтри вбудовані в апаратне забезпечення (олдскульні синтезатори, гітарні педалі тощо), в той час як цифрові фільтри існують у вигляді програмного забезпечення або плагінів в DAW. Цифрові фільтри, як правило, пропонують більшу точність і гнучкість, але аналогові фільтри можуть додати певну теплоту або колір звуку, який багато хто любить. Кожен з них має своє місце у виробництві музики, але в наші дні цифрові фільтри є більш поширеними через їхню доступність.

Типи цифрових фільтрів

Цифрові фільтри бувають різних типів, але загалом вони поділяються на дві категорії: частотні та цільові.

Частотні фільтри працюють, націлюючись на певні частини частотного спектру. До них зазвичай належать фільтри низьких і високих частот, смугові фільтри та режекторні фільтри. Кожен з них допомагає маніпулювати вхідним звуком, пропускаючи певні частоти і відсікаючи інші.

Крім того, у нас є цільові фільтри, призначені для більш спеціалізованих завдань, наприклад, динамічні фільтри, які реагують на гучність сигналу, або режекторні фільтри, які підвищують або знижують цілий діапазон частот вище або нижче певної точки. Існують також гребінчасті фільтри, які створюють унікальні фазові ефекти, злегка затримуючи сигнал.

Різні фільтри корисні на різних етапах виробництва та зведення музики, тому незалежно від того, чи очищаєте ви брудний мікс, чи копаєтесь у бур'янах під час саунд-дизайну, кожен тип цифрових фільтрів відіграє свою роль.

Частотні фільтри

Для формування звучання вашого міксу або окремого елемента в ньому, частотні фільтри є одними з найважливіших інструментів у вашому арсеналі. Ці фільтри дозволяють зосередитися на різних частинах частотного спектру, включаючи низькі, високі, середні частоти і все, що знаходиться між ними.

Кожен тип цифрових фільтрів має свою унікальну функцію. Давайте розглянемо деякі з найпоширеніших.

Фільтр нижніх частот (ФНЧ)

Фільтр низьких частот (ФНЧ) робить саме те, як він звучить. Він пропускає низькі частоти, відсікаючи високі. Це один з найпоширеніших фільтрів у музичному продакшені, і він чудово підходить для створення плавного, округлого звуку. ФНЧ працює шляхом встановлення частоти зрізу, яка є точкою, де він починає зменшувати гучність частот вище цієї точки.

Ви часто чуєте низькочастотні фільтри в дії, коли хочете прибрати небажаний високочастотний шум або створити більш м'яке звучання. Наприклад, синтезаторний пейд (особливо цифровий, з VST) може звучати занадто яскраво і різко, незважаючи на те, що всі високі частоти залишаються недоторканими. Застосувавши фільтр низьких частот, ви можете прибрати ці високі частоти, зробивши звук більш теплим і гармонійно вписаним в мікс.

Фільтри низьких частот також часто використовуються в lo-fi музиці для створення класичного приглушеного звуку, який імітує старе, зношене аудіообладнання.

Я часто застосовую низькочастотні фільтри до своїх басових партій. Іноді бас-гітара або бас-синтезатор можуть мати занадто багато високих частот, які конфліктують з іншими елементами у вашому треку. Фільтр низьких частот може згладити верхні частоти, залишивши тільки глибокі, насичені басові частоти, які вам потрібні.

Я навіть часто використовую його на електрогітарі, щоб прибрати високі частоти зі шляху вокалу. Ви будете здивовані тим, наскільки сильно ви можете скотитися з вершини звуку в щільному міксі, перш ніж це стане помітно.

Фільтр високих частот (ФВЧ)

З іншого боку, фільтр високих частот (ФВЧ) пропускає високі частоти, відсікаючи низькі. Це один з основних інструментів для очищення низьких частот або видалення надлишкового басу з доріжок, де він не потрібен. Як і фільтри низьких частот, фільтри високих частот працюють шляхом встановлення частоти зрізу. Однак різниця полягає в тому, що все, що нижче цієї частоти, зменшується.

Фільтр високих частот може бути неймовірно корисним для запису вокалу. Припустимо, у вас є вокальна доріжка з низькочастотним шумом, наприклад, гулом кондиціонера або шумом від мікрофона. За допомогою фільтра високих частот ви можете вирізати ці непотрібні низькі частоти, зберігаючи при цьому чистоту високих частот. Ця техніка також чудово підходить для посилення хай-хетів і тарілок, яким часто не потрібна зайва вага на низьких частотах, що тягне їх донизу.

Я також часто використовую фільтри високих частот на своїх гітарних доріжках. Як електричні, так і акустичні гітари можуть нести багато низькочастотного контенту, залежно від способу їх запису, і можуть конкурувати з бас-гітарою або бочкою. Швидкий пас з фільтром високих частот може видалити ці непотрібні низькі частоти, залишаючи місце для більш важливих басових частот у міксі.

Смуговий фільтр (BPF)

Смуговий фільтр (BPF) робить ще один крок вперед, пропускаючи лише певний діапазон (або смугу) частот, відсікаючи при цьому як високі, так і низькі частоти. Це може бути неймовірно корисно, коли ви хочете виділити і підкреслити певний діапазон частот, створюючи більш сфокусоване звучання. Я часто думаю про смуговий фільтр як про спеціалізований фільтр, оскільки він зазвичай використовується для більш творчих цілей у музичному продакшні.

Один з найпопулярніших і, можливо, зловживаних прикладів - це телефонний ефект, який ви часто чуєте у вокалі в піснях. Цей ефект змушує голос звучати так, ніби він проходить через телефонну лінію за допомогою смугового фільтра, який ізолює середні частоти (близько 300-3000 Гц) і відсікає все інше. Це може додати вокалу унікальної якості lo-fi, яка виділяється в міксі.

У саунд-дизайні смугові фільтри також чудово підходять для накладання синтезаторних звуків. Звужуючи частотний діапазон в певному синтезаторному патчі, ви можете створювати різкі, точні звуки, які вписуються в певні місця вашого міксу. Це особливо корисно для створення резонансних розгорток, де точка зрізу смугового фільтра автоматично зміщується вгору або вниз по частотному діапазону.

‍

Ви також можете використовувати смуговий фільтр для очищення реверберації та затримки.

Режекторний фільтр (смуговий фільтр)

Нарешті, у нас є режекторний фільтр, який також часто називають смуговим фільтром. Мені подобається думати про нього як про полярну протилежність смугового фільтра. Він вирізає дуже вузьку смугу частот і залишає все інше недоторканим. Це робить режекторний фільтр ідеальним для вирішення дуже специфічних завдань, наприклад, видалення небажаних гулів або резонансних піків, не впливаючи на решту звуку.

Одне з найпоширеніших застосувань режекторних фільтрів - це усунення зворотного зв'язку в умовах живого звуку. Зворотний зв'язок виникає, коли певні частоти з мікрофонної петлі повертаються назад в систему і створюють високочастотний писк. Режекторний фільтр може бути використаний для виділення і видалення цієї частоти, залишаючи решту аудіосигналу недоторканою.

З іншого боку, режекторні фільтри чудово підходять для виправлення проблемних частот у поганих записах. У вас може бути запис акустичної гітари з неприємним тоном приміщення в районі 550 Гц. Замість того, щоб використовувати широкий фільтр, який вирізає цю частоту і купу інших частот навколо неї, які можуть бути бажаними для загального звучання, режекторний фільтр може націлитися тільки на резонанс 550 Гц і залишити решту вашого міксу незачепленою.

Цільові фільтри

Окрім стандартних частотних цифрових фільтрів, існують спеціалізовані фільтри, які виконують більш цілеспрямовану роль у виробництві та зведенні музики. Ці фільтри часто використовуються для тональних коригувань, звукового дизайну або творчих ефектів.

Хоча вони не так часто зустрічаються в кожному міксі, вони можуть мати велике значення, коли вам потрібен дуже специфічний результат. Давайте розглянемо деякі з найпоширеніших цільових фільтрів і те, яку роль вони відіграють у виробництві.

Фільтр для полиць

Режекторний фільтр призначений для підсилення або послаблення частот вище або нижче певної точки, тому він ідеально підходить для широких тональних налаштувань. Замість того, щоб поступово зрізати або підсилювати вузький діапазон частот, як у випадку зі смуговими або режекторними фільтрами, поличні фільтри впливають на весь діапазон частот вище або нижче встановленої частоти зрізу.

Наприклад, якщо ви застосуєте фільтр низьких частот для підсилення низьких частот нижче 100 Гц, він підніме весь діапазон низьких частот, не зачіпаючи вищі частоти. Аналогічно, фільтр високих частот посилить або відсіче все, що вище вибраної частотної точки. Ці фільтри чудово підходять для мастерингу, особливо коли ви хочете внести тонкі зміни в загальний тональний баланс доріжки.

Режекторні фільтри також стають в нагоді, коли ви розширюєте тембр інструмента або вокалу. Наприклад, якщо ви хочете додати трохи більше м'яса в бочку, ви можете підсилити низькі частоти в районі 60 Гц за допомогою фільтра низьких частот. Або, якщо вам потрібно зробити вокальну доріжку яскравішою, не додаючи при цьому різкості або сибілянтності, ви можете використовувати фільтр високих частот 10 кГц, щоб додати трохи більше блиску.

Гребінчасті фільтри

Гребінчастий фільтр створює одні з найбільш унікальних і виразних звуків, які ви коли-небудь чули в музичному продакшені. Він працює за допомогою введення затриманої версії оригінального аудіосигналу, а потім об'єднує обидві версії. Цей цифровий фільтр викликає фазову інтерференцію, яка створює серію зазубрин і піків на частотній характеристиці. В результаті виходить звук, що нагадує "гребінець", звідси і назва. Він має тонку, майже металеву якість, яка надає вашому вихідному сигналу відчуття руху.

Гребінчасті фільтри зазвичай використовуються для створення спеціальних ефектів, зокрема, коли ви хочете створити ефект відбортовки або хоруса. Коли час затримки сигналу трохи зміщується (на кілька мілісекунд), ви отримуєте розмашистий або "свистячий" звук, який часто можна почути в експериментальних або психоделічних тонах електрогітари. Подібним чином ви можете застосувати гребінчастий фільтр до вокалу, щоб отримати роботизований або електронний ефект.

У саунд-дизайні цей цифровий фільтр можна використовувати для створення еволюціонуючих синтезаторних текстур, особливо якщо параметри автоматизовані. Повільно регулюючи час затримки і зворотний зв'язок, ви можете створити досить дикі ефекти.

Динамічні фільтри

Динамічний фільтр змінює частоту зрізу у відповідь на вхідний сигнал. Замість того, щоб встановлювати фіксовану точку, як у випадку зі статичним фільтром, динамічний цифровий фільтр буде рухатися в реальному часі на основі таких факторів, як амплітуда (гучність) або огинаюча сигналу. Це залишає можливості для налаштування безмежними.

Одним з найбільш класичних прикладів є ефект авто-ва, який автоматично регулює точку зрізу фільтра при зміні вхідного сигналу. Чим жорсткіше ви граєте, тим більше відкривається фільтр, даючи вам той самий культовий фанковий звук вау.

Фільтри для формованої суміші

Формантні фільтри дещо відрізняються від звичайних еквалайзерів або частотних цифрових фільтрів, оскільки вони призначені для імітації резонансних частот людського голосу. Форманта - це набір резонансних частот, які визначають голосні звуки, і за допомогою формантних фільтрів ви можете маніпулювати вхідним сигналом, щоб імітувати ці вокальні характеристики.

В електронній музиці формантні фільтри часто використовуються для створення робототехнічних, інопланетних або вокодерних ефектів. Налаштувавши фільтр відповідно до частот формант різних голосних звуків (наприклад, "аа", "е" або "оо"), ви можете змусити синтезатор або будь-який інший інструмент звучати так, ніби він розмовляє або співає.

Послухайте початок пісні Toro Y Moi "Lilly", щоб отримати гарний приклад формантного фільтра в дії:

Роль фільтрів у сучасних музичних жанрах

Фільтри відіграють напрочуд велику роль у формуванні виразного звучання різних музичних жанрів, які ми знаємо і любимо. Давайте розглянемо, як різні жанри використовують фільтри для досягнення свого фірмового звучання.

Електронна музика (EDM, House, Techno)

В електронній музиці фільтри є важливою частиною творчого процесу. Фільтри низьких частот часто використовуються для створення драматичних підйомів і спадів, одночасно очищаючи низькі частоти для важливих елементів, таких як удари і баси.

У таких жанрах, як хаус і техно, фільтри також допомагають формувати рух треку. Продюсери часто використовують фільтри високих частот на барабанних петлях або синтезаторних басах, щоб вирізати низькі частоти, а потім повільно повернути їх назад, щоб створити передчуття перед падінням.

Хіп-хоп

У хіп-хопі фільтри відіграють важливу роль у досягненні класичного, вінтажного звучання, особливо при роботі з бітами на основі семплів. Фільтри низьких частот часто використовуються для вирізання високих частот із семплів, щоб надати їм теплого, олдскульного звучання.

Продюсери також можуть застосовувати фільтри для ізоляції певних частот у семплі, щоб вони не заважали основному вокалу.

Поп

У поп-музиці фільтри надзвичайно важливі для отримання відшліфованого, приємного для радіо звучання. Наприклад, фільтр високих частот можна використовувати для підсилення високих частот поп-вокалу, щоб надати йому розкішної яскравості, яку ми так звикли чути в топ-40 треках.

Передові технології цифрових фільтрів

Після того, як ви опанували основи використання фільтрів, ви можете почати вивчати безліч просунутих технік.

Модуляція та автоматизація фільтрів

Модуляція фільтрів у часі - чудовий спосіб додати треку руху. За допомогою LFO або огинаючих ви можете автоматизувати процес відкриття і закриття фільтра, створюючи постійно еволюціонуючі синтезатори або педи.

Наприклад, якщо застосувати ГНЧ до частоти зрізу фільтра низьких частот, можна створити пульсуючий або розмашистий ефект, що додасть руху статичному звуку. Подібним чином можна використовувати огинаючу для створення динамічних змін у поведінці фільтра, коли фільтр відкривається, коли звук стає голоснішим, і закривається, коли він стає тихішим. Ви часто чуєте цю техніку у вигляді автоматичної розгортки фільтра низьких частот в хаусі та дабстепі, оскільки вона створює приємне наростання і зняття для спадів і переходів.

Стекування фільтрів і паралельна обробка

Накладання фільтрів - це коли ви застосовуєте кілька фільтрів до звуку для більш точного контролю над його частотним складом. Наприклад, ви можете використовувати фільтр високих частот, щоб вирізати низькочастотний гул, і одночасно використовувати фільтр низьких частот, щоб приборкати різкі високі частоти.

Я також люблю використовувати фільтри в паралельній обробці. Я розділяю аудіосигнал на два або більше паралельних шляхи, застосовую різні фільтри до кожного з них, а потім знову змішую їх разом. Наприклад, я можу застосувати фільтр високих частот до однієї копії басової доріжки, щоб зберегти лише середні та високі частоти, а до іншої копії - фільтр низьких частот, щоб зосередитися на глибоких басах. Потім я змішую дві відфільтровані версії разом, щоб отримати повноцінний звук.

Заключні думки

Ось він - ваш посібник з цифрових фільтрів для початківців! Від базових фільтрів високих і низьких частот до більш просунутих методів фільтрації, таких як модуляція і паралельна обробка, фільтри дозволяють нам формувати звук як технічно, так і творчо.

Продовжуючи вивчати фільтри, не бійтеся експериментувати і розширювати межі того, що вони можуть робити в обробці сигналів.