饱和与失真:区别何在

饱和与失真:区别何在 饱和与失真:区别何在

我几乎每次混音都会用到饱和度和失真度。

无论你是想为单个音轨预热,还是为人声或吉他增添一些嘎吱嘎吱的声音,这些工具都能满足你的各种需求。

然而,由于饱和度和失真设备的样式繁多,许多制作人在选择适合自己的设备时都会感到困惑。此外,由于网上的饱和度技巧层出不穷,许多制作人的混音结果是弊大于利。

因此,在本指南中,我将向您解释饱和与失真之间的所有区别。

让我们深入了解一下!

饱和与失真之间的区别

如果你想听 "TLDR",我就给你简单介绍一下这两款产品。

饱和是电气系统(如磁带机或放大器)过载时产生失真和压缩的结果。

另一方面,失真是一个术语,我们用它来描述波形形状的改变,与 "干 "或未失真信号相比,产生一种独特的音调。

在音乐制作中,制作人往往会交替使用这些术语。除了 "饱和 "和 "失真 "这两个术语外,您可能还听过其他类似的术语,如超速、模糊、谐波失真、紧缩,或者更深奥的词汇,如 "氛围 "和 "色彩"。

就像 "制片人 "一词在过去几十年里发生的变化一样,这些术语也发生了变化,这可能就是为什么许多制片人很难掌握其中一个术语的原因。

需要注意的是,虽然饱和度和失真度相似,但它们的基本含义却不同。首先,我们将从整体上了解饱和度是如何产生的,以及构成饱和度的组成部分。然后,在了解这两种处理方式的独特风格之前,我们将介绍失真。

了解饱和度

虽然我们用饱和来解释音频处理中的一种效果,但它曾经是一个物理过程。

当工程师将电信号送入带有电子元件的设备时,如果信号超过了设备所能承受的阈值,就会产生我们称之为饱和的可识别音频效果。

出现这种情况有几个原因。

饱和压缩

首先,让我们想象一下,我们正在将一个电信号(例如来自电吉他的 DI 信号)输入一个电子元件(例如来自硬件控制台的晶体管)。晶体管的工作方式取决于输入信号的电平。

如果我们通过调音台发送吉他,输出电平与输入电平相同,这就是线性响应.

让我们来看看上图中的压缩率。

第一条线从左到右代表1:1 的比例。这是一条输入与输出相匹配的直线。

当我们移动到2:1时,每 2 dB 的输入会产生 1 dB 的响应。这就是非线性响应

因为这与饱和度有关,所以请理解我的意思。

如果我们之前谈到的吉他信号温度过高,调音台中的晶体管无法承受,那么它就必须启动非线性响应。因此,如果我们将上图视为信号进入电子元件的方式,我们就可以将较高的比率视为较热的输入信号。

一旦吉他的热输入信号使调音台超载,它就会开始压缩,从而产生软膝关节压缩。之所以称为 "软膝关节",是因为随着输入信号和输出信号之间比率的变化,压缩的开始是渐进的。这与硬膝音压缩不同,后者是指输入信号一旦达到给定的阈值,就会立即压缩到设定的比率。

当本示例中的控制台在较低水平超载时,我们可能会得到相对较低的2:1 比率。但是,在较高水平时,其比例可升至4:1

膝部曲线和信号压缩率取决于我们所饱和的电子元件类型。这就是电子管饱和与变压器饱和和晶体管饱和听起来不同的原因,两者听起来也各不相同。

从本质上讲,我们可以获得无穷无尽的饱和音调,因为有成千上万种不同类型的电子元件可以通过不同的信号达到饱和。即使是相同的输入信号,也会因播放音符的频率或信号的整体动态范围不同而产生不同的饱和度。

我们稍后将深入探讨不同类型的失真和饱和度,但首先让我们来看看饱和度的失真方面。

饱和度失真

好吧,我知道你可能在想:"你不是说饱和度和失真度是两码事吗?"

你说得没错,不过事情要比这复杂得多。

当输入信号变得足够热时,不仅会出现压缩,还会出现失真。这是因为当信号在给定的阈值内不断加速时,波形中开始出现微小的波动。

如果我们看一下上图,就会发现非线性负载中出现了尖峰,也就是所谓的谐波,这基本上使波形变得比原来更复杂。

谐波是输出端输入信号的倍数。

比方说,我们将 100Hz 的正弦波通过调音台,并将输入信号调高到足以使晶体管饱和。这会导致失真,在信号顶部产生谐波。

它可以产生200Hz400Hz的倍数,即二阶和三阶谐波,其中第一个谐波就是最初的 100Hz 正弦波。

产生谐波的类型取决于许多变量,包括输入信号的电平、输入信号是否已经饱和、使用的电气元件类型等。

即使是随机变量,如设备的工作温度,也会影响谐波含量。例如,使用较热电子管的放大器与使用较冷电子管的放大器会产生不同的效果。

这一切的关键在于,饱和是一种非常微妙的处理方式,你所获得的声音取决于各种变量的无穷组合。在我们深入探讨不同风格的饱和之前,我想先让大家快速了解失真本身与我们刚才所讨论的内容有何不同。

了解失真

正如我之前所说,失真与波形改变有关。

与饱和失真一样,失真也有无穷无尽的样式,包括相位失真、互调失真、位深度失真以及最流行的谐波失真。这些失真也会因多个变量的不同而产生不同的风格和音效。

现在,如果从技术角度讲,我们可以说任何形式的音频处理都是失真,因为我们是在利用声音的原始波形并改变其状态。当你添加高通滤波器或压缩信号时,就是在改变它的波形。通过合唱效果发送信号时,也是在改变波形。

不过,在这种情况下这样想是无益的,这就是为什么我们要坚持谈论谐波失真。为了科学起见,请记住,失真基本上存在于音频的任何地方,甚至存在于我们认为相对 "干净 "的声音中。

现在,我们来谈谈谐波失真,大多数人一提到一般失真,就会联想到谐波失真。

当你将信号录制到模拟磁带上,磁带上的磁性颗粒会导致微妙的失真,或者当你将信号通过电子管放大器,电子管的非线性特性会产生谐波时,就会产生这种声音。

甚至在 A-D 转换(从电子格式转换为数字格式)中也是如此。

我们的数字系统是有限的。例如,当你使用 16 位系统录音时,我们使用电子或模拟硬件所能捕捉到的无限细节的可编码空间有限。系统的比特深度将决定细节的程度,这就是为什么 24 比特能提供更多细节的原因,依此类推。

我们在模拟信号中获得的细节与在数字信号中获得的较少细节之间的差异被称为量化失真。

如果比特深度较高(24 位或更高),您就不会真正注意到它。但是,当我们开始降低比特深度时,失真就会变得越来越明显。

当然,这只是失真的一种形式。我想说的是,无论你如何处理或重现音频,无论它有多微妙,你都会得到它。

饱和与失真类型

现在,您应该对饱和与失真之间的异同有了相当扎实的了解。让我们来探讨一下在音乐制作中可能会用到的各种常见和不常见的饱和与失真装置。

磁带饱和度

我要谈的第一种饱和形式与其他饱和形式相比非常独特,因为它不涉及任何电子元件。这是因为我们听到的饱和是磁粉重新定向的结果。

当足够热的信号撞击磁带时,这些颗粒就会四处移动,从而产生饱和。

磁带饱和的第二个独特之处在于,在信号到达磁带本身之前,必须经过某种放大器。这些放大器的主要元件是电子管和晶体管,从而使饱和发生在信号链的几个不同点上。

从理论上讲,您可以将干人声驱动到磁带机的放大器中,以获得晶体管或电子管饱和的声音,然后将饱和信号驱动到磁带上,以获得磁带失真的声音。

这也是磁带饱和度成为我的最爱的原因之一。单是它的复杂性就能带来无穷无尽的音色变化。

管道饱和度

与其他类型的饱和相比,电子管饱和的声音更加饱满

当信号通过电子管放大器时,就会产生更强的二阶谐波,这意味着它的频率正好是原始声音的两倍。

但必须注意的是,电子管的类型将决定产生的压缩和谐波量。

问题是,为什么首先会出现电子管饱和?

在电子管中,你会发现二极管,它是一种只允许电流单向流动的电子元件。它们用于将交流电整流为直流电,并对信号进行整形,从而产生与电子管放大器相关的温暖和音乐失真特性。

当这些二极管过载或饱和时,这意味着它们会阻止更多的电子从电子管的阴极流向阳极或极板。过载会在电子管中产生正电荷,"钳制 "电子流,从而导致输出压缩。

晶体管饱和

晶体管饱和与电子管饱和有点不同,它更依赖于中阶和高阶谐波。当你将热信号通过晶体管时,你会得到更清晰、更明亮的声音。当我想为输入的音频添加粗犷或前卫的音质时,通常会使用这种饱和方式,尤其是在摇滚或金属等重型音乐中,当我需要信号穿过已经失真的音墙时。

在正常情况下,晶体管会通过增加电压或电流来放大输入信号,使信号变得更强而不改变其原始形状。

然而,当输入信号变得太强时,晶体管就会达到无法再增加输出电压的程度。这是因为晶体管的内部元件有一个可以承受的最大电压,一旦达到这个极限,任何额外的输入电压都会导致电压下降而不是上升。我们称之为压降

在这个饱和点上,晶体管完全 "导通",无法再提供更多的放大效果。输出电压变得 "削波",即波形的峰值被削平。这种削波会使信号失真并产生额外的谐波。

超速

Overdrive 是一种更温暖、更透明的失真形式,采用模拟软剪辑技术。

它的音效与电子管失真相似,因为它的目的是在没有电子管的情况下模拟驱动放大器的音效。

你会在蓝调音乐中经常听到它的声音,尤其是当吉他手想要在音色中加入一些粗犷的感觉,而又不想在高音部分出现大量强烈的谐波失真时。

模糊

当我们重击晶体管或运算放大器时,会得到一个严重削波的信号。在模糊踏板中,这会产生非常类似方波的波形,其中含有丰富的谐波内容。

这就是我们获得特有模糊音效的原因。苛刻的削波会产生偶次和奇次谐波,从而产生复杂的输出。

吉米-亨德里克斯(Jimi Hendrix)是模糊音效的最初倡导者之一。在 "Purple Haze "和 "Foxy Lady "等传奇曲目中,都能听到他的 Fuzz Face 踏板。

数字处理

正如我前面简要提到的,使用数字处理技术可以使混音失真。我们通过降低音频的采样率来去除特定间隔的采样,从而实现数字失真或降采样

其效果是一种非常粗糙的失真,用 "刺耳 "和 "数字 "来形容再合适不过了。对于低保真制作人来说,这是一种非常流行的失真形式。

这是因为许多早期的数字采样器(如 E-Mu SP-1200 和 Akai MPC60)的采样率和比特深度通常低于现代标准,要想获得这些设备的声音并录制出纯净的音频,就必须匹配采样率特性。

比特破碎也是如此,我们通过降低音频的比特深度来实现比特破碎

较高的比特深度(如 16 位或 24 位)能更详细地表示音频信号,但当我们降低比特深度时,用于表示每个采样的比特就会减少,我们就会得到动态范围较小的 "颗粒 "或 "粗糙 "质感。

如何在混音中使用饱和度和失真度

在过去,饱和与失真只是录音与混音过程的一部分。事实上,许多混音工程师都在尽力减轻或完全避免饱和与失真的诸多特性,以达到更高的清晰度。

然而,现在我们已经进入数字领域多年,许多制作人和工程师开始发现,他们的混音听起来过于无声和 "数字"。

幸运的是,我们可以通过软件来平衡数字多功能性和模拟饱和度的优点。让我们来看看在混音中使用饱和与失真的几种不同方法。

剪切音频

如今,剪辑风靡一时,尤其是在嘻哈等劲爆的音乐类型中。

当我们剪切音频信号时,会有效地降低其峰值,截断波形中最响亮的部分。波形中最响亮的部分通常是瞬态信号,由于瞬态信号的持续时间相对较短,因此稍微降低峰值并不十分明显。

不过,当你把它调过透明度点并使峰值圆润时,效果就会变得更加明显。这对获得响亮的鼓声非常有用,例如,你可以压扁小军鼓的瞬态,以保持鼓声的冲击力并提高音量,而不会触发混音母线链末端的限制器。

帮助您的低音炮翻译

我在演奏低音吉他时经常遇到的一个问题是,在大型录音室监听音箱和汽车音响系统中,低音吉他的声音会很洪亮,但当我用智能手机或平板电脑等小型扬声器聆听相同的混音时,低音就会消失,混音效果听起来就像破了一个洞。

在这种情况下,我会将低音复制并进行高通。然后,我会通过一个失真装置发送复制信号,以产生更多的高端谐波,并逐渐将复制信号与原始信号混合。在这种情况下,两者的结合应该是相对微妙的,以至于在较大的扬声器上几乎听不到,但在较小的扬声器上低音却足够明显。

粘合鼓声样本

在录音室录制现场鼓声时,由于所有鼓声都是在同一个房间里录制的,因此会产生一种连贯的声音。然而,当你用不同的声音和采样将一套鼓科学地组合在一起时,最终的效果可能会让人感觉有些脱节。这通常是因为采样是在不同的地点录制的,而我们的大脑能敏锐地感觉到这些细微的差别。

您可以将所有采样发送到单个房间混响,然后将它们混合在一起,或使用压缩器帮助它们相互反应,来解决这个问题,但我喜欢使用饱和度。我通常会将所有的鼓声采样发送到并行的失真母线上,并在其中加入一些相对较重的声音(Soundtoys Decapitator 和 Devil-Loc),然后将并行发送的声音与干净的鼓声母线混合在一起,从而将所有声音结合在一起。

赋予声乐个性

偶尔,我也会遇到一些人声根本没有与乐器相匹配的侵略性或力量的情况。我的解决方法之一就是安装一个并联的失真装置。

通过一个严重失真的并行通道运行复制人声,并将其与主音混音,就能使人声更加粗犷,从而产生歌手将人声用力推入话筒的效果。

预热混音

磁带饱和已经成为我的主母线链中不可或缺的一部分。磁带饱和不仅能很好地将混音粘合在一起,还能为混音增添一些谐波失真,否则混音可能会需要一些味道。

Waves J37 Tape 和 UAD Ampex ATR-102 是我最喜欢的两种磁带机模拟,它们都能为整个混音带来出色的音色特性。

顶级饱和与失真插件

要开始使用上述一些技术,你需要一套像样的饱和与失真插件。虽然你的 DAW 可能自带了一些不错的饱和度插件(我至今仍在使用 Pro Tools 中的 SansAmp 插件),但还有许多出色的第三方插件,我个人现在已经离不开它们了。

Soundtoys 斩首机

如果你追求的是正统模拟硬件的声音,我想没有比 Soundtoys 的 Decapitator 更好的插件了。从温暖圆润的电子管音效到高八度的晶体管模糊音效,Decapitator 一应俱全。

您将发现五种不同型号的独特硬件,从模拟电路到真空管,每种硬件都可以巧妙地调试,或者在需要突出重围时使用 "惩罚 "按钮将其推向极致。

通过混音旋钮、音色旋钮、驱动旋钮以及高低切滤波器,你可以获得足够的控制能力,这也是它受到无数制作人喜爱的原因之一。

Waves J37 磁带

J37 Tape 插件是对经典 Abbey Road 磁带机的仿真。Waves 团队使其忠实于原版,为您提供硬件设备的所有原始控制功能,甚至更多。

它能提供出色的模拟暖声效果,非常适合为无声的录音赋予更有特色的声音,而且还有大量内置延时和调制效果,可增添更多风格。我经常在母线上使用这些效果器将鼓声、吉他声和背景人声等元素粘合在一起。

土星 2 号滤波器

FabFilter 是我最喜欢的插件开发商之一,他们开发了市场上最灵活的现代插件。Saturn 2 已成为我制作设置中的另一个主打产品,尤其是当我需要多频段饱和度时。

在这款插件中,你可以获得多种类型的失真和饱和效果,模拟磁带机、电子管、吉他放大器、变压器等的声音。它还能对特定频率范围进行调整,从而增加了整体灵活性,而新增的调制控制功能则提供了更多独特的效果。

XLN 音频 RC-20

虽然 RC-20 更像是一款创意效果插件,而不是纯粹的饱和或失真插件,但它能比大多数插件更好地呈现复古硬件的音效,因此在本列表中占有一席之地。每当我想为音轨注入一些质感或生命力时,尽管我并不确定自己到底想要什么,但 RC-20 是我的首选。

除了功能多样的 DISTORT 模块外,还有噪音发生器、摇摆和飘动发生器、比特破碎器和降级器、混响模块以及音量下降模块(可模拟磁带录音机重放时经常出现的音量损失)。

最终想法

正如您所看到的,失真和饱和度有几个相互关联的特征。虽然从这份对比指南中可以得到很多启示,但最主要的是不要将这两个术语混为一谈。

开始在混音中更多地尝试饱和度和失真,看看能得到什么样的声音!

专业品质的母带处理,让你的歌曲在几秒钟内栩栩如生!