Спектр - що тепер?

Ви можете подумати, що Spectrogram - це соціальна мережа, яку обирають лиходії Бондіани та лиходії з всесвіту Marvel з поганою репутацією.

Це не так. Зовсім навпаки. Спектрограма - це потужний інструмент, який можна використовувати для аналітичних, практичних і творчих пошуків у світі аудіо. Якщо ви ще не використовуєте спектрограми у своєму виробничому або пост-продакшн процесі, читайте далі.

Ми розглянемо, що це таке, як розуміти спектрограми, а також практичні та творчі способи їх використання. Це може просто знести вам дах.

Звук у двох вимірах: Що таке форма хвилі

У цю відважну нову цифрову епоху ми живемо серед знайомих усім форм звукових хвиль: хвиляста лінія, яка представляє записаний звук, виражений в термінах часу та амплітуди (гучності). Якщо ви жили в печері протягом останніх шістдесяти років, вітаємо, і ось вам зображення форми звукової хвилі:

На графіку звукового сигналу час відкладається вздовж горизонтальної осі (яку часто називають віссю x), а амплітуда хвилі, або гучність, вимірюється вздовж осі y (або вертикальної осі). По суті, це тип графіка для аудіо або звуку.

Використовуючи цю інформацію, можна до певної міри "прочитати" форму сигналу, не прослуховуючи запис. У наведеному вище прикладі ви бачите, що сигнал поступово стає голоснішим з плином часу, а посередині відбувається зручний для редагування обрив. Чудово, правда?

Це зручно для редагування аудіо та загальних виробничих завдань. Легко побачити, де є розрив між сигналами, щоб зробити чистий зріз, або дізнатися, чи має запис великий динамічний діапазон, який потрібно трохи приручити за допомогою компресора.

Але за допомогою форми сигналу ви не отримуєте повної картини.

Введіть спектрограму.

Звук у трьох вимірах: Що таке спектрограма

Форма сигналу - це візуальне представлення звуку лише у двох вимірах. За допомогою спектрограми ви отримуєте третій вимір. А саме частотний склад звуку.

Це дуже важливо. З цим додатковим джерелом інформації ви можете прочитати набагато більше про аудіофайл ще до того, як прослухаєте його.

Розумієш, що я маю на увазі? Не розумієш?

Не хвилюйтеся. Спектрограми можуть виглядати незрозуміло, якщо ви не знаєте, як вони працюють (докладніше про це нижче). Якщо ви думаєте, що наведене вище зображення важко розшифрувати, врахуйте наступне: спектрограми спочатку створювалися на папері у вигляді чорно-білих діаграм.

З тих пір все змінилося, і сьогодні навчитися читати спектрограму досить легко. Давайте подивимося, як "побачити" звук.

Аналіз спектрограми: як читати спектрограму

Як і на осцилограмі, на спектрограмі час відкладається вздовж осі Х. Інша відмінність полягає в тому, що інша вісь представляє частотний спектр, з низькими частотами внизу, що простягаються до верхньої області людського слуху.

Вздовж осі Y ви побачите всі окремі частоти, з яких складається звук: основну частоту, або кореневу частоту, яка надає звуку його відчутну висоту, і гармоніки, які створюють його унікальний колір і тон.

Наскільки гучним є певний звук, визначається "тепловою картою" сигналу. Вона може бути представлена кольором або інтенсивністю, залежно від програмного забезпечення спектрограми, яке ви використовуєте. Але по суті, чим гучніший звук, тим яскравіше він світиться. Гітаристам це подобається.

Приклади спектрограм

Говорити про це добре, але для того, щоб було легше зрозуміти, давайте подивимось на деякі поширені інструменти, і як вони виглядають у візуальному представленні.

У всіх наведених нижче прикладах я використовую редактор RX від iZotope для перегляду спектрограм. У RX, чим яскравіше зображення, тим більшу амплітуду має нота.

Акустичний бас

На цьому (завідомо шумному) прикладі акустичного бас-лизу ви можете бачити потужні низькі частоти як найяскравішу частину зображення. внизу графіка.

Вертикальні лінії - це звук струн, які перебирають. Вони швидкоплинні і містять більше гармонійного змісту, ніж власне витримані ноти.

Саксофон

Саксофон - гармонійно багатий інструмент. У цьому прикладі ви можете побачити найнижчу частоту як найбільшу, найяскравішу лінію в районі 300-400 Гц, з усіма гармоніками, складеними зверху, як смачна купа млинців. Ви можете бачити, що саксофон займає місце по всьому частотному спектру.

Промова

У розмовних словах менше обертонів (або млинців, якщо хочете), але спектрограма все одно може багато чого розповісти про звук. Різні голосні та приголосні звуки матимуть різні частоти. З достатньою практикою можна зробити обґрунтоване припущення про те, що говориться, спираючись лише на спектрограму.

Якщо ви хочете спробувати, в цьому прикладі я кажу: "Це приклад розмовного мовлення".

Вініловий запис

Тут я використав зразок прекрасного тенорового співу на старому потрісканому записі. На цій спектрограмі легко помітити, що амплітуда співу яскравіша на тлі потріскування запису. Зверніть увагу, що спів має більше гармонійного змісту, ніж мова.

Перкусія

Нарешті, давайте подивимося на перкусію. Ударні інструменти не покладаються на певну частоту як ідентифікаційний фактор. Натомість вони займають велику частину частотного спектру.

Наведений вище приклад - це цикл відтворення повного комплекту. Ви можете чітко бачити найбільші перехідні удари як яскраві піки вздовж усієї осі y. Малий барабан (з найнижчою частотою) відображається яскравими плямами внизу графіка, а хай-хет - яскравими вертикальними лініями вгорі. Найвища частота тут - 10 кГц.

Ви також можете бачити довший хвіст влучень на 2 і 4. Вони показують перехідний процес із затуханням сигналу з часом.

Якщо ви відчуваєте себе фруктовим, спробуйте з'ясувати, як цей біт звучить в IRL ;)

Як переглянути спектрограму: Найкращі аудіопрограми для роботи зі спектрограмами

Для перегляду аудіо у вигляді спектрограми вам знадобиться спеціальне програмне забезпечення. Майте на увазі, що вам доведеться працювати з цілим аудіофайлом. Це може бути крихітний фрагмент довшого запису або цілий мікс. Ви не зможете переглянути спектрограму запису, що робиться.

Капіш? Ось найкраще аудіо програмне забезпечення для роботи зі спектрограмами.

iZotope RX

Це популярне програмне забезпечення є галузевим стандартом у звуковому дизайні та постпродакшні завдяки розумним інструментам для очищення навіть найпроблемнішого звуку.

Хоча за допомогою цього інструменту можна багато чого зробити, найкориснішим інструментом, який я знайшов для роботи з поштою, є інструмент Spectral Repair (Спектральне відновлення). Він дозволяє вам бути дуже точним у виділенні проблемних частот і їхньому очищенні.

Adobe Audition

Ще один популярний інструмент у світі постпродакшну, Adobe Audition включає в себе інструмент спектрального редагування та різні інструменти для зменшення шуму як частину пакету. Це чудовий варіант, якщо ви співпрацюєте над проектами з іншими користувачами Adobe.

Steinberg Wavelab

Ще один гігант в області редагування аудіо, Wavelab має функцію перегляду спектрограми з інструментами для редагування певних частотних діапазонів. Ця функція включена в трохи менш дорогий Wavelab Elements. Хороша новина для тих, хто стежить за бюджетом. До речі, про це...

Зухвалість

Audacity - це аудіо робоча станція з відкритим вихідним кодом і багатьма можливостями. Найкраще те, що вона абсолютно безкоштовна. Вона включає в себе перегляд спектрограми та базові інструменти для зменшення шуму.

Можливо, він не має всіх наворотів і функцій своїх більших конкурентів, але він точно не обтяжує гаманець. Це робить його чудовим способом для новачків вивчити спектральне редагування і те, як впровадити його у свій робочий процес.

Практичне та творче використання спектрограм

Окрім того, що спектрограми є візуально привабливим представленням звуку, вони мають безліч практичних і творчих застосувань у багатьох сферах.

Очищення та реставрація аудіо

З усіх можливих способів використання спектрограм, цей, мабуть, найкорисніший для музикантів.

Уявімо, що у вас є запилений старий вініловий запис, який ви хочете використати як семпл для свого наступного гімну. (Переконайтеся, що ви отримали дозвіл!).

Після того, як ви записали аудіо, ви можете використовувати спектрограму, щоб виявити будь-які клацання, хлопання, потріскування та інші небажані шуми вінілу і зменшити або усунути їх. В результаті у вас залишиться гарний, чистий семпл для творчого мікшування. Ваш кінцевий шедевр звучатиме бездоганно.

Ще один спосіб, як спектрограми можуть бути корисними в студії - це видалення небажаних шумів у записах. Наприклад, якщо обладнання вашого гітариста страждає від електричного шуму, ви можете "побачити" частоту, що його викликає, і прибрати її.

Спектрограми також часто використовуються для видалення небажаних шумів вокалістів або діалогів на етапі постпродакшну, таких як клацання ротом або плюскотливі звуки.

Мікс-аналіз та вирішення проблем

Якщо у вас є мікс, який викликає у вас проблеми, спробуйте подивитися на нього як на спектрограму. Проаналізуйте частотний склад для виявлення проблемних зон, які можна вирішити за допомогою еквалайзера.

Ви також можете використовувати перегляд спектрограми на еталонній доріжці і побачити, як весь спектр порівнюється з вашим міксом.

Звуковий дизайн

Спектрограму можна використовувати для створення абсолютно унікального звуку. Маніпулюючи або застосовуючи ефекти до певних частот, а не до всього спектру інструмента/джерела звуку, можна створювати нові цікаві текстури.

Ви можете розвинути цю техніку ще далі. Використовуйте спектральне редагування, щоб "намалювати" фігури на спектрограмі, а потім відтворити "картинку" у вигляді частотного вмісту. Це може призвести до цікавого, а іноді й несподіваного звучання.

Aphex Twin зробили саме так на своєму міні-альбомі "Windowlicker" 1999 року. Ви можете ознайомитися з цим та іншими прикладами на цьому захоплюючому сайті.

Інші способи використання спектрограми

Спектрограми - це не лише забавки музикантів та пост-продакшнів. Їх можна використовувати для розрізнення пташиного співу, зменшення шумового забруднення, а також для навчання алгоритмів обробки мови. Спектрограми можуть навіть відстежувати рух тектонічних плит. Дійсно, ча-ча-слайд.

Висновок

Спектрограми стають все більш поширеним інструментом у музичному продакшні як на практичному, так і на творчому рівнях. Окрім виправлення шумного мовлення або записів, ви можете створювати ніколи раніше не чуті звуки та текстури.

Існує комп'ютерна програма спектрограми на будь-який бюджет, тож обирайте, занурюйтесь і починайте обробку!

Тепер повторюйте слово "вісь" знову і знову, поки воно не буде звучати дивно.