什么是频谱图?

什么是频谱图? 什么是频谱图?

现在怎么办?

如果你认为Spectrogram是邦德系列反派和漫威系列坏蛋的首选社交媒体平台,那就大错特错了。

事实并非如此。事实上恰恰相反。频谱图是一种功能强大的工具,可用于音频领域的分析、实践和创意追求。如果您还没有在制作或后期制作工作流程中使用频谱图,请继续阅读。

我们将介绍什么是频谱图、如何理解频谱图以及频谱图的实际和创意用途。这可能会让你大开眼界。

二维声音什么是波形

在我们生活的这个勇敢的新数字时代,每个人都熟悉音频波形;用时间和振幅(响度)来表示录制的音频的波形线。如果你过去六十年一直生活在山洞里,那么恭喜你,这是一张音频波形图:

那不是月亮...

在音频波形中,时间沿水平轴(通常称为 x 轴)表示,波幅或响度沿 y 轴(或垂直轴)测量。它本质上是一种音频或声音图表。

利用这些信息,我们可以在一定程度上 "读取 "波形,而无需聆听录音。在上面的示例中,您可以看到信号随着时间的推移逐渐变大,中间有一个编辑友好的断点。不错吧?

这对音频编辑工作和一般制作任务都很方便。它可以轻松查看信号之间的断点,以便进行干净利落的剪切,或查看录音是否有较大的动态范围,需要使用压缩器进行一些调整。

但波形并不能让你了解全貌。

输入频谱图。

三维声音什么是频谱图

波形是音频在两个维度上的直观表现。有了频谱图,就有了第三个维度。即音频的频率内容。

这非常重要。有了这个额外的信息源,您就可以在收听音频文件之前阅读更多的相关信息。

这也不是月亮,但它是与上面相同的频谱图形式的音频文件

明白我的意思了吗?不明白?

别担心。如果您不知道频谱图是如何工作的,那么它可能会让您一头雾水(下文将详细介绍)。如果您认为上面的图片难以解读,请考虑一下:频谱图最初是在纸上生成的黑白图表。

自那以后,情况发生了翻天覆地的变化,如今学习如何读取频谱图已变得非常容易。让我们来看看如何 "看 "声音。

频谱图分析:如何阅读频谱图

与波形图一样,频谱图上的时间也沿着 x 轴前进。不同的是,另一个轴代表频谱,低频在底部,一直延伸到人类听觉的最高处。

沿着 y 轴,您将看到构成声音的所有单个频率;基频或根频,使声音具有感知音高,谐波则构成声音的独特色彩和音调。

特定声音的响度由信号的 "热图 "来定义。热图可以用颜色或强度表示,具体取决于您使用的频谱图软件。但从本质上讲,声音越大,它的亮度就越高。吉他手都喜欢这样。

频谱图示例

讨论这个问题固然很好,但为了让大家更容易理解,让我们来看看一些常见的仪器,以及它们在视觉上的表现形式。

在以下所有示例中,我都使用了 iZotope 的 RX 编辑器来查看频谱图。在 RX 中,图像越亮,音符的振幅就越大。

原声低音

在这首原声低音抒情曲的样本中(诚然噪音较大),你可以看到强大的低频是图像中最亮的部分。

竖线是琴弦被拨动的声音。它们是短暂的,比实际的延音包含更多的和声内容。

萨克斯风

萨克斯管是一种谐波丰富的乐器。在此示例中,您可以看到最低频率在 300-400hz 左右呈现出最大、最明亮的线条,而所有谐波则像美味的煎饼一样堆叠在上面。您可以看到萨克斯风在整个频谱上都占据了空间。

发言

口语单词的泛音(或煎饼,如果您喜欢的话)较少,但频谱图仍能告诉您很多关于音频的信息。不同的元音和辅音会显示出不同的频率。只要多加练习,仅凭频谱图就能猜出说话的内容。

如果你想试试,在这个例子中,我说'这是一个口语例子'

黑胶唱片

在这里,我使用了一个美妙的男高音歌唱样本,它是在一个破旧的录音中录制的。在这张频谱图上,我们可以很容易地看到歌声的振幅在破损的录音背景噪声中显得更加明亮。请注意,歌声中的谐波含量要高于语音。

打击乐

最后,让我们来看看打击乐器。打击乐器并不依赖特定的频率作为识别因素。相反,它们占据了频谱的很大一部分。

上面的例子是一个全套设备的循环播放。您可以清楚地看到,最大的瞬态打击在整个 y 轴上呈现明亮的峰值。踢鼓(频率最低)在图表底部显示为明亮的斑点,而钹则在顶部显示为明亮的垂直线。这里最强的频率是 10kHz。

您还可以看到 2 号和 4 号信号的较长尾音。它们显示为瞬时信号,随着时间的推移信号逐渐衰减。

如果您觉得果味浓郁,不妨试一试这个节拍在现实中听起来是什么样的;)

如何查看频谱图:处理频谱图的最佳音频软件

要以频谱图的形式查看音频,您需要专门的软件。请注意,您需要处理整个音频文件。这可以是一段较长录音的一小段,也可以是整个混音。您无法查看正在录制的频谱图。

Kapish?这里有处理频谱图的最佳音频软件。

iZotope RX

iZotope RX 显示分层波形和频谱图视图

这款广受欢迎的软件是音效设计和后期制作的行业标准,因为它提供了巧妙的工具,即使是最有问题的音频也能轻松清理。

虽然你可以用它做很多事情,但我发现在后期工作中最有用的工具是频谱修复工具。它可以让你非常有针对性地隔离和清理有问题的频率。

Adobe Audition

https://www.adobe.com/products/audition/noise-reduction.html

Adobe Audition 是后期制作领域的另一款流行工具,软件包中包含光谱编辑工具和各种降噪工具。如果你与其他 Adobe 用户合作开展项目,它将是一个不错的选择。

Steinberg Wavelab

https://steinberg.help/wavelab_elements/v9.5/en/wavelab/topics/audio_files_editing/wave_window_spectrogram_r.html

作为音频编辑领域的另一巨头,Wavelab 具有频谱图视图,并提供编辑特定频率范围的工具。成本稍低的 Wavelab Elements 也具备这一功能。这对预算有限的用户来说是个好消息。说到这里...

发声

Audacity 中的频谱图视图

Audacity 是一款开源音频工作站,具有多种功能。最重要的是,它完全免费。它还包括频谱图视图和基本的降噪工具。

它可能没有同类产品的所有功能和口哨声,但它确实很省钱。这让它成为新手探索光谱编辑以及如何在工作流程中实施光谱编辑的绝佳途径。

频谱图的实用和创新用途

除了在视觉上吸引人的声音表现形式外,频谱图还在许多领域具有丰富的实用性和创造性用途。

音频清理与修复

在使用频谱图的各种方法中,这可能是对音乐家最有用的方法。

比方说,你想为下一首国歌采样一段尘封已久的黑胶唱片。(请务必先获得许可!)。

捕捉到音频后,你可以使用频谱图来识别任何咔嗒声、噼啪声、噼啪声和其他不需要的黑胶噪音,并减少或消除它们。这样,你就能得到一个漂亮、干净的样本,并进行创造性的混音。你的最终杰作将听起来原汁原味。

频谱图在录音室中的另一种用途是消除录音中的杂音。例如,如果吉他手的设备存在电气噪音,您就可以 "看到 "违规频率并将其清除。

在后期制作中,频谱图还经常用于消除人声或对话中不需要的噪音,例如口腔咔嗒声或噗噗声。

混合分析和问题解决

如果混音给你带来了麻烦,试着把它看成一张频谱图。分析频率内容,找出问题所在,并合理使用均衡器加以解决。

你还可以在参考音轨上使用频谱图视图,查看整个频谱与混音的对比情况。

音响设计

频谱图可以用来创造完全独特的声音。通过对特定频率而非乐器/音源的整个频谱进行处理或应用效果,可以创造出新的、有趣的质感。

您还可以进一步利用这一技术。使用频谱编辑技术在频谱图中 "绘制 "形状,并将 "图像 "作为频率内容回放。这可以产生有趣的,有时甚至是不正常的声音。

Aphex Twin 在其 1999 年发行的《Windowlicker》EP 中正是这样做的。您可以在这个迷人的网站上查看这一点以及更多例子。

频谱图的其他用途

频谱图不仅仅是音乐家和后期制作公司的玩物。它们可以用来分辨鸟鸣、减少噪音污染,还可以用来训练语音处理算法。频谱图甚至可以追踪地壳板块的运动。真是 "咔嚓-咔嚓"。

结论

在音乐制作中,无论是实用性还是创造性层面,频谱图作为一种工具正变得越来越普遍。除了修复嘈杂的语音或录音,您还可以创造出前所未有的声音和质感。

每种预算都有适合的频谱计算机程序,因此请选择一款,潜入其中,开始处理!

现在反复说轴心这个词,直到它听起来怪怪的。

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