Sound true/Sound false...
Sound true/Sound false... 
Данная статья весьма с большой оказией попала на страницы в КГ. Сейчас объясню почему. Дело в том, что я написал ее параллельно с тем временем, когда в КГ публиковался объемный материал по Vegas Audio 2.0. Он был очень востребован, так как программа стала лучшей в 2000-м году по итогам 16-й церемонии награждений TEC Awards. В то же самое время я написал и данный материал и предложил его для публикации в "Компьютерные Вести". Результат получился неожиданный. Материал "искромсали" и поместили с "бесконечным" типа "продолжение следует". Мне же, как автору, сказали, что я должен поменять свои взгляды на ряд вопросов, или продолжения не будет. Но я не могу менять позиции, потому что хорошо знаю, о чем пишу. Вот такая расстановка позиций...
На самом деле, когда заходит речь о правде, то границы этого понятия довольно-таки размыты. Для звукотворчества в том числе. Например, мы слышим скрипку в записи (в компьютере или на CD). Она обработана компрессором, ревербератором, "пропущена" через АЦП/ЦАП и сглаживающие фильтры, к тому же и частотные характеристики микрофона - не самый маловажный фактор. И, в итоге, мы не слышим именно тот инструмент, который звучал в помещении при записи. Мы получаем другой инструмент, который можно назвать "записанная скрипка". И слушатель назовет это скрипкой, так как в варианте, воспроизводимом с аудио-носителя, - ЭТО СКРИПКА! Правда, мы знаем, что она подредактированная, исправленная в сторону улучшения восприятия (читай, преувеличенная) и созданная, исходя из технологических условий современной индустрии звукозаписи. Поставить их рядом - натуральную и "записанную" (уже со всеми обработками) - неизвестно, что больше понравится нашему современнику.
Люди любят и преувеличения, и искажения, и спецэффекты...
Транзистор и лампа
Вопреки ожиданиям многих, скажу, что ламповые устройства - не лучшие решения для качественной трансформации звука. Транзисторные устройства более достоверно могут передать или записать звук, причем с меньшими искажениями... Постепенно, пришли более популярные "цифровые" технологии, и их почему-то не равняют с транзисторными, хотя "цифровые" технологии - всего лишь эволюционное продолжение предыдущих.
Если говорить о "теплом" звуке лампы, то, значит, говорить об искажениях. Дело в том, что лампа устроена таким образом, что ток может течь только в одну сторону - от катода к аноду. То есть, не может быть равной обработки положительных и отрицательных значений звуковой синусоиды. "Транзистор" обладает большим педантизмом, так как возможны и p-n-p, и n-p-n - переходы. Лампа дает искажения на четных гармониках, за счет чего форма волны звука, записанного через данное устройство, смотрится ассиметрично. То есть, разница между лампой и транзистором в том, что у первой существует ярковыраженная ассиметричность и искажения четных гармоник (2,4,8...). Кстати многие их называют "положительными" гармониками. То есть, фраза звучит так: "Лампа дает положительные гармоники...". Что отметили многие, в том числе и показывает многочисленная статистика, звук с искаженными лампой гармониками воспринимается слушателем лучше, чем без них. Причем если мы говорим о гармониках, то практически подразумеваем обертоны, которые являются несущими тембра звука. Так что, мотайте на ус:). Это, кстати, учли многие разработчики программного обеспечения и производители студийной техники. В программной реализации мы говорим, конечно же, о IK Multimedia T-RackS.
На рисунке показан аудио-файл в исходном виде и после обработки в T-Racks. Как видите, форма волны стала ассиметричной. При этом очевидно, что два файла уже имеют разную структуру гармоник (обертонов), имеется в виду их соотношение. Такую же ассиметричность формы звуковой волны я заметил и при прямой записи сигнала с лампового источника. В результате, по ассиметричности, глядя только на форму волны, можно определить, как записан или как обработан файл.
Факт, который не сильно афишируется, но за который, объективно, все любят "лампу" - это слаборазвитость производственного процесса до середины 70-х. С появлением транзисторов в механизмах производства все-таки начали появляться жесткие технические стандарты, изобретаться технологические решения. Благодаря обыкновенному транзистору, можно сказать, индустрия звукопроизводства дошла и до простого пользователя. То есть, самый главный плюс транзистора - его дешевизна. Все ламповые устройства стоили очень дорого и в большинстве случаев напоминали "ручную работу". Поэтому спор о "старой доброй лампе" - это спор о скрипке Страдивари. Ценна ли она? Сама расстановка приоритетов показывала тогда, что ламповый аппарат дорогой, а "транзистор" - подешевле. Я люблю ламповый звук, но не для всех случаев.
Пример слаборазвитости производственного процесса того времени... Когда фирма AKG в современных условиях захотела повторить старую популярную модель микрофона С12, то столкнулась с тем, что все десять образцов, которые они взяли в качестве прототипов, имели отличные друг от друга характеристики. Объяснялось все недостаточно развитым производственным процессом в то далекое время. Поэтому современная модель С12R включает в себя "выборку" характеристик наилучших прототипов (С12).
В борьбе "за лампу" очень часто расставляются не те приоритеты. Стандартная ситуация: "специалист", слушая, как звучит результат действия программных реализаций или же студийных устройств, комбинирующих транзистор и лампу, говорит, что "это не лампа, а ее подобие, в таких-то группах ...-х годов я слышал натуральную лампу, а это...". После сей тирады обычно следует безразличный взмах руки. Знаете, такого "критика" лучше усадить за старый ленточный магнитофон, в студию с множеством несовершенных и фонящих устройств, а потом издать его работы на виниле стандарта фирмы "Мелодия" 80-х годов. Тогда бы уже Вы безучастно махали рукой...
Все, что ни делается, - все к лучшему. И то, что мы, находясь в эре компьютерных технологий, понимаем и используем все прелести лампового звука, четных гармоник, нелинейных искажений - это результат усилий многих поколений людей, работающих со звуком.
Транзисторные устройства подарили нам LFO, осцилляторы, генерацию различных форм волн. Поэтому и говорить о них со скептицизмом - время, потраченное впустую.
Главное для нас - извлечь все плюсы и двигаться дальше...
Аналоговая запись на ленту
Как известно, есть цифровые и аналоговые магнитофоны. Цифровые магнитофоны практического интереса для данного повествования не представляют, так как они объективно имеют свое повторение в компьютерных технологиях и главным параметром для компьютерщиков является синхронизация - способ общения с этим классом устройств. Цифровые магнитофоны еще интересны и тем, что некоторое время они шли впереди планеты всей по технологиям: реализации АЦП/ЦАП, частот дискретизации и разрядности. Сейчас с появлением мощных интерфейсов и таких систем, как Steinberg Nuendo, и программных продуктов уровня Sonic Foundry Vegas (практически полностью реализован интерфейс цифрового магнитофона на базе компьютера), можно сказать о том, что цифровые магнитофоны отходят, а значит для нас - компьютерщиков - не представляют существенного интереса.
Аналоговые магнитофоны - это устройства, которые могут являться частью и современного технологического процесса звукозаписи, и экспериментов, так как обладают своим характерным звучанием и аналоговым представлением хранения аудио-информации.
Если мы говорим о записи на магнитную ленту, прежде всего, следует отметить, что мы говорим об искажениях и об аналоговой записи - тандеме, который дает в ряде случаев положительный эффект. То есть, суммарное сочетание недостатков и достоинств, которое, как оказалось, нравится слушателю. Говоря о магнитофонах, мы рассматриваем понятия гармонических и интермодуляционных искажений.
Гармонические искажения отвечают за генерацию частот, отсутствующих в исходном сигнале. Причем генерация происходит на кратных частотах. Запись на ленту сопровождается с гармоническими искажениями по четным гармоникам, что может напомнить действие ламповых устройств.
Интермодуляционные искажения приводят к возникновению суммарных и разностных частот, которые не связаны напрямую с исходным сигналом.
Многие часто говорят о "мягком" аналоговом звуке ленты. Это очень интересный момент, который имеет свою природу не только в аналоговой записи, но и в механическом "несовершенстве" данного класса устройств.
Когда Вы включаете файл для воспроизведения в звуковом редакторе, то программа просто посылает данные на ЦАП звукового устройства. Нет ни прижимных валиков, ни двигателя, ни механизмов прижима головки и т.п. А в магнитофоне это есть! Причем в его схемотехнике не предусмотрен блок, который бы "следил" за неизменностью параметра скорости воспроизведения, и воздействий на этот параметр много (как мы говорили, механической природы). Изменения скорости кратковременны и практически незаметны для человеческого уха.
Попробуйте прослушать ленту с разными скоростями - и услышите, как изменится тональность. Если изменение скорости незначительное и очень кратковременное, то вокруг определенной частоты возникнет всплеск других близких частот. Если постоянно кратковременно менять скорость, то звук на определенной доминирующей частоте начнет "смазываться" - этакий набор из незаметных для уха эффектов Доплера. Вот откуда мы говорим о "мягкости" воспроизведения с ленты - "участвующих" в сигнале частот становится больше.
Как видно из наших рассуждений, аналоговые магнитофоны не имеют "аналогов" среди других воспроизводящих устройств.
Цифровые устройства
Так получилось, что цифровые устройства на сегодняшний день являются самыми правдивыми. Это и положительный момент, и серьезный недостаток. Люди любят искажения и преувеличения, что мы наблюдали при рассмотрении "лампы" и "ленты". В "цифре" этого нет...
Помимо этого, для того чтобы цифровые технологии пользовались спросом, их надо удешевлять.
И тут не обошлось без обмана... Сейчас мы будем говорить о современных саундкартах пользовательского ценового диапазона.
Очень часто многие сталкивались с тем, что, вынося WAV-файл за пределы своей компьютерной системы, на других системах он звучит по-другому. И, кстати, это может произойти по двум объективным причинам.
1. Предусмотренные производителем различные величины разрядности для АЦП и ЦАП в устройстве (стандартный вариант 16 - 18, соответственно). То есть, звук, записанный через 16-разрядный АЦП, воспроизводится через 18-разрядный ЦАП. И в рамках данной системы и не услышишь того, как файл звучит на самом деле (как записан).
2. Встроенные эффект-процессоры. В некоторые платы их "внедряют" так, что пользователь и не может отключить тот или иной эффект. В принципе, есть и хороший звук на выходе и все остальное, но... как и в первом случае, человек не слышит достоверно исходный/внутренний материал.
На самом деле проектировщики "железа" знают все тонкости и нюансы современных требований к воспроизведению звука. Причем главным, как Вы поняли, является не качественная реализация аудио-входа, а качественная, продуманная реализация аудио-выхода. Так как от последней зависит, понравится ли пользователю данное устройство или нет. А вот уже качество реализации аудио-входа - проблема производителей профессионального "железа".
Поэтому практически любое цифровое устройство стоимостью до 400 у.е. (как минимум) мы можем называть "воспроизводящим".
На самом деле для улучшения воспроизводимой звуковой картины пользователю совершенно не обязательно покупать дорогой ЦАП, он может использовать и ламповый усилитель, и записать материал на бобину для последующего прослушивания на магнитофоне. Достоверное звучание, передаваемое с CD, как показало время, многих слушателей просто не устраивает. Поэтому практически все современные CD-проигрыватели имеют на борту эффект-процессоры.
Программное обеспечение
Практически любой специалист, который основательно проник в технологический процесс современного звукотворчества, понимает, что "украшения" для элемента произведения и для самого произведения должны быть различны. Причем существуют отлаженные схемы для различных уровней обработки и установки взаимоотношений между ними. И в ряде случаев звучание трека отличается по "яркости" с конечным вариантом на CD.
Но пользователь очень часто выбирает музыкальную программу "на слух". И получается, что современные разработчики софта сейчас, не долго думая, просто идут навстречу рядовому пользователю. Вокруг продукта происходит эйфория, так как выходной звук нравится, но для профессионального использования программа зачастую не пригодна - настройки обработок произведены для окончательной стадии работы с материалом.
Сейчас очень часто явление присутствия выходных эффектов типа surround, ambience ("расширение" акустики), dynamic boost, fidelity (регенерация высокочастотных гармоник). С таким арсеналом средств можно достичь великолепных характеристик воспроизведения аудио. Но вместе с тем, после таких обработок, экспортированные из программы файлы часто не подходят для работы в мультитрековых системах, где используются треки другого происхождения, хотя бы из-за соображений пространственной картины и "яркости" звуков.
Таким образом, очевидно разделение, пользователю, использующему дешевое "железо" и софт, не доступны профессиональные возможности работы со звуком, так как он не имеет правдивого представления существующей картины ни на программном, ни на аппаратном уровнях. Хотя в рамках своей системы он чувствует себя комфортно. Кристофер М. ИХИХО impedance@europe.com http://music-hall.com.ua (c) компьютерная газета
На самом деле, когда заходит речь о правде, то границы этого понятия довольно-таки размыты. Для звукотворчества в том числе. Например, мы слышим скрипку в записи (в компьютере или на CD). Она обработана компрессором, ревербератором, "пропущена" через АЦП/ЦАП и сглаживающие фильтры, к тому же и частотные характеристики микрофона - не самый маловажный фактор. И, в итоге, мы не слышим именно тот инструмент, который звучал в помещении при записи. Мы получаем другой инструмент, который можно назвать "записанная скрипка". И слушатель назовет это скрипкой, так как в варианте, воспроизводимом с аудио-носителя, - ЭТО СКРИПКА! Правда, мы знаем, что она подредактированная, исправленная в сторону улучшения восприятия (читай, преувеличенная) и созданная, исходя из технологических условий современной индустрии звукозаписи. Поставить их рядом - натуральную и "записанную" (уже со всеми обработками) - неизвестно, что больше понравится нашему современнику.
Люди любят и преувеличения, и искажения, и спецэффекты...
Транзистор и лампа
Вопреки ожиданиям многих, скажу, что ламповые устройства - не лучшие решения для качественной трансформации звука. Транзисторные устройства более достоверно могут передать или записать звук, причем с меньшими искажениями... Постепенно, пришли более популярные "цифровые" технологии, и их почему-то не равняют с транзисторными, хотя "цифровые" технологии - всего лишь эволюционное продолжение предыдущих.
Если говорить о "теплом" звуке лампы, то, значит, говорить об искажениях. Дело в том, что лампа устроена таким образом, что ток может течь только в одну сторону - от катода к аноду. То есть, не может быть равной обработки положительных и отрицательных значений звуковой синусоиды. "Транзистор" обладает большим педантизмом, так как возможны и p-n-p, и n-p-n - переходы. Лампа дает искажения на четных гармониках, за счет чего форма волны звука, записанного через данное устройство, смотрится ассиметрично. То есть, разница между лампой и транзистором в том, что у первой существует ярковыраженная ассиметричность и искажения четных гармоник (2,4,8...). Кстати многие их называют "положительными" гармониками. То есть, фраза звучит так: "Лампа дает положительные гармоники...". Что отметили многие, в том числе и показывает многочисленная статистика, звук с искаженными лампой гармониками воспринимается слушателем лучше, чем без них. Причем если мы говорим о гармониках, то практически подразумеваем обертоны, которые являются несущими тембра звука. Так что, мотайте на ус:). Это, кстати, учли многие разработчики программного обеспечения и производители студийной техники. В программной реализации мы говорим, конечно же, о IK Multimedia T-RackS.
На рисунке показан аудио-файл в исходном виде и после обработки в T-Racks. Как видите, форма волны стала ассиметричной. При этом очевидно, что два файла уже имеют разную структуру гармоник (обертонов), имеется в виду их соотношение. Такую же ассиметричность формы звуковой волны я заметил и при прямой записи сигнала с лампового источника. В результате, по ассиметричности, глядя только на форму волны, можно определить, как записан или как обработан файл.
Факт, который не сильно афишируется, но за который, объективно, все любят "лампу" - это слаборазвитость производственного процесса до середины 70-х. С появлением транзисторов в механизмах производства все-таки начали появляться жесткие технические стандарты, изобретаться технологические решения. Благодаря обыкновенному транзистору, можно сказать, индустрия звукопроизводства дошла и до простого пользователя. То есть, самый главный плюс транзистора - его дешевизна. Все ламповые устройства стоили очень дорого и в большинстве случаев напоминали "ручную работу". Поэтому спор о "старой доброй лампе" - это спор о скрипке Страдивари. Ценна ли она? Сама расстановка приоритетов показывала тогда, что ламповый аппарат дорогой, а "транзистор" - подешевле. Я люблю ламповый звук, но не для всех случаев.
Пример слаборазвитости производственного процесса того времени... Когда фирма AKG в современных условиях захотела повторить старую популярную модель микрофона С12, то столкнулась с тем, что все десять образцов, которые они взяли в качестве прототипов, имели отличные друг от друга характеристики. Объяснялось все недостаточно развитым производственным процессом в то далекое время. Поэтому современная модель С12R включает в себя "выборку" характеристик наилучших прототипов (С12).
В борьбе "за лампу" очень часто расставляются не те приоритеты. Стандартная ситуация: "специалист", слушая, как звучит результат действия программных реализаций или же студийных устройств, комбинирующих транзистор и лампу, говорит, что "это не лампа, а ее подобие, в таких-то группах ...-х годов я слышал натуральную лампу, а это...". После сей тирады обычно следует безразличный взмах руки. Знаете, такого "критика" лучше усадить за старый ленточный магнитофон, в студию с множеством несовершенных и фонящих устройств, а потом издать его работы на виниле стандарта фирмы "Мелодия" 80-х годов. Тогда бы уже Вы безучастно махали рукой...
Все, что ни делается, - все к лучшему. И то, что мы, находясь в эре компьютерных технологий, понимаем и используем все прелести лампового звука, четных гармоник, нелинейных искажений - это результат усилий многих поколений людей, работающих со звуком.
Транзисторные устройства подарили нам LFO, осцилляторы, генерацию различных форм волн. Поэтому и говорить о них со скептицизмом - время, потраченное впустую.
Главное для нас - извлечь все плюсы и двигаться дальше...
Аналоговая запись на ленту
Как известно, есть цифровые и аналоговые магнитофоны. Цифровые магнитофоны практического интереса для данного повествования не представляют, так как они объективно имеют свое повторение в компьютерных технологиях и главным параметром для компьютерщиков является синхронизация - способ общения с этим классом устройств. Цифровые магнитофоны еще интересны и тем, что некоторое время они шли впереди планеты всей по технологиям: реализации АЦП/ЦАП, частот дискретизации и разрядности. Сейчас с появлением мощных интерфейсов и таких систем, как Steinberg Nuendo, и программных продуктов уровня Sonic Foundry Vegas (практически полностью реализован интерфейс цифрового магнитофона на базе компьютера), можно сказать о том, что цифровые магнитофоны отходят, а значит для нас - компьютерщиков - не представляют существенного интереса.
Аналоговые магнитофоны - это устройства, которые могут являться частью и современного технологического процесса звукозаписи, и экспериментов, так как обладают своим характерным звучанием и аналоговым представлением хранения аудио-информации.
Если мы говорим о записи на магнитную ленту, прежде всего, следует отметить, что мы говорим об искажениях и об аналоговой записи - тандеме, который дает в ряде случаев положительный эффект. То есть, суммарное сочетание недостатков и достоинств, которое, как оказалось, нравится слушателю. Говоря о магнитофонах, мы рассматриваем понятия гармонических и интермодуляционных искажений.
Гармонические искажения отвечают за генерацию частот, отсутствующих в исходном сигнале. Причем генерация происходит на кратных частотах. Запись на ленту сопровождается с гармоническими искажениями по четным гармоникам, что может напомнить действие ламповых устройств.
Интермодуляционные искажения приводят к возникновению суммарных и разностных частот, которые не связаны напрямую с исходным сигналом.
Многие часто говорят о "мягком" аналоговом звуке ленты. Это очень интересный момент, который имеет свою природу не только в аналоговой записи, но и в механическом "несовершенстве" данного класса устройств.
Когда Вы включаете файл для воспроизведения в звуковом редакторе, то программа просто посылает данные на ЦАП звукового устройства. Нет ни прижимных валиков, ни двигателя, ни механизмов прижима головки и т.п. А в магнитофоне это есть! Причем в его схемотехнике не предусмотрен блок, который бы "следил" за неизменностью параметра скорости воспроизведения, и воздействий на этот параметр много (как мы говорили, механической природы). Изменения скорости кратковременны и практически незаметны для человеческого уха.
Попробуйте прослушать ленту с разными скоростями - и услышите, как изменится тональность. Если изменение скорости незначительное и очень кратковременное, то вокруг определенной частоты возникнет всплеск других близких частот. Если постоянно кратковременно менять скорость, то звук на определенной доминирующей частоте начнет "смазываться" - этакий набор из незаметных для уха эффектов Доплера. Вот откуда мы говорим о "мягкости" воспроизведения с ленты - "участвующих" в сигнале частот становится больше.
Как видно из наших рассуждений, аналоговые магнитофоны не имеют "аналогов" среди других воспроизводящих устройств.
Цифровые устройства
Так получилось, что цифровые устройства на сегодняшний день являются самыми правдивыми. Это и положительный момент, и серьезный недостаток. Люди любят искажения и преувеличения, что мы наблюдали при рассмотрении "лампы" и "ленты". В "цифре" этого нет...
Помимо этого, для того чтобы цифровые технологии пользовались спросом, их надо удешевлять.
И тут не обошлось без обмана... Сейчас мы будем говорить о современных саундкартах пользовательского ценового диапазона.
Очень часто многие сталкивались с тем, что, вынося WAV-файл за пределы своей компьютерной системы, на других системах он звучит по-другому. И, кстати, это может произойти по двум объективным причинам.
1. Предусмотренные производителем различные величины разрядности для АЦП и ЦАП в устройстве (стандартный вариант 16 - 18, соответственно). То есть, звук, записанный через 16-разрядный АЦП, воспроизводится через 18-разрядный ЦАП. И в рамках данной системы и не услышишь того, как файл звучит на самом деле (как записан).
2. Встроенные эффект-процессоры. В некоторые платы их "внедряют" так, что пользователь и не может отключить тот или иной эффект. В принципе, есть и хороший звук на выходе и все остальное, но... как и в первом случае, человек не слышит достоверно исходный/внутренний материал.
На самом деле проектировщики "железа" знают все тонкости и нюансы современных требований к воспроизведению звука. Причем главным, как Вы поняли, является не качественная реализация аудио-входа, а качественная, продуманная реализация аудио-выхода. Так как от последней зависит, понравится ли пользователю данное устройство или нет. А вот уже качество реализации аудио-входа - проблема производителей профессионального "железа".
Поэтому практически любое цифровое устройство стоимостью до 400 у.е. (как минимум) мы можем называть "воспроизводящим".
На самом деле для улучшения воспроизводимой звуковой картины пользователю совершенно не обязательно покупать дорогой ЦАП, он может использовать и ламповый усилитель, и записать материал на бобину для последующего прослушивания на магнитофоне. Достоверное звучание, передаваемое с CD, как показало время, многих слушателей просто не устраивает. Поэтому практически все современные CD-проигрыватели имеют на борту эффект-процессоры.
Программное обеспечение
Практически любой специалист, который основательно проник в технологический процесс современного звукотворчества, понимает, что "украшения" для элемента произведения и для самого произведения должны быть различны. Причем существуют отлаженные схемы для различных уровней обработки и установки взаимоотношений между ними. И в ряде случаев звучание трека отличается по "яркости" с конечным вариантом на CD.
Но пользователь очень часто выбирает музыкальную программу "на слух". И получается, что современные разработчики софта сейчас, не долго думая, просто идут навстречу рядовому пользователю. Вокруг продукта происходит эйфория, так как выходной звук нравится, но для профессионального использования программа зачастую не пригодна - настройки обработок произведены для окончательной стадии работы с материалом.
Сейчас очень часто явление присутствия выходных эффектов типа surround, ambience ("расширение" акустики), dynamic boost, fidelity (регенерация высокочастотных гармоник). С таким арсеналом средств можно достичь великолепных характеристик воспроизведения аудио. Но вместе с тем, после таких обработок, экспортированные из программы файлы часто не подходят для работы в мультитрековых системах, где используются треки другого происхождения, хотя бы из-за соображений пространственной картины и "яркости" звуков.
Таким образом, очевидно разделение, пользователю, использующему дешевое "железо" и софт, не доступны профессиональные возможности работы со звуком, так как он не имеет правдивого представления существующей картины ни на программном, ни на аппаратном уровнях. Хотя в рамках своей системы он чувствует себя комфортно. Кристофер М. ИХИХО impedance@europe.com http://music-hall.com.ua (c) компьютерная газета
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 41 за 2000 год в рубрике мультимедиа :: разное
