Steinberg WaveLab для самых начинающих. Урок 2

Во-первых, спасибо за большое количество положительных отзывов о первом уроке. Много читателей уже сразу забегают вперед, требуя рассказать о тех или иных темах, но все же будем последовательны. Сегодняшний материал будет несколько сложнее для начинающих, но это поверхностное впечатление — достаточно вчитаться.

Отображение звуковой волны. Основы номер 4

Если вас попросят нарисовать обычную синусоиду, то вы наверняка начертите две оси — X и Y — и выстроите волну, которая отклоняется в положительную и отрицательную стороны от абсциссы (горизонтальной оси). При этом явно подразумевается, что данная ось является центровой. При записи звука все примерно так же, но только аппаратная часть (звуковые карты, интерфейсы, рекордеры) может вносить свои изменения, выраженные в том, что центр-абсцисса записанной звуковой волны будет смещен относительно реального центра. Это происходит из-за присутствия некоторой постоянной токовой составляющей, которая влияет на картину в целом. На изображении звуковой волны это можно увидеть и невооруженным глазом при больших расхождениях либо определить с помощью специальных программных модулей при небольших. Вся проблема в том, что программное обеспечение при дальнейшей обработке за "центр" будет брать свою ось, которая является верной — отсюда возникают ошибки с неправильным представлением амплитуды, также могут появиться проблемы с воспроизведением данного звукового файла на некоторой аппаратуре. Этот параметр в английской терминологии называется DC Offset, то есть "отклонение по постоянному току". Для проверки вашего звукового интерфейса (платы) нужно просто записать некоторый фрагмент тишины и после вызвать функцию Process —> Eliminate DC Offset. Перед вами появятся результаты, в которых указаны отклонения в правом и левом каналах. И это верно, поскольку каждый из каналов будет иметь свои значения отклонения. Это особенно ярко выражено в дешевых интерфейсах и платах, а также в кодеке АС'97.

После того как высветились значения, не спешите нажимать кнопку исправления и забывать об этом моменте. Указанные цифры могут помочь нам при выборе уровня записи сигнала — как уже много раз говорилось, он не должен быть завышенным и заниженным, то есть пики должны приближаться к максимуму. Но если у вас имеется серьезное отклонение DC Offset, то уровень нужно понижать на значение, равное этому отклонению. Это нужно для того, чтобы захватить весь полезный сигнал и не привнести в него искажения из-за срезов пиков. А что делают программы при исправлении DC Offset, объяснить очень просто — они прибавляют или вычитают некую числовую константу к записанным сэмплам, и этой константой является то значение, которое было найдено. Некоторые программы типа Sound Forge могут это делать на автомате, для чего достаточно один раз откалибровать карту, и потом прибавление или вычитание производится в режиме реального времени. На самом деле рекомендуется не только проверять файлы, которые вы записали самостоятельно, но и то, что вам приходит в виде звуковых библиотек, банков сэмплов и фраз. Далеко не все из них имеют нулевое отклонение.

Отображение звуковой волны. Основы номер 5

У многих самых начинающих возникает вопрос относительно "положительных" и "отрицательных" децибелов. А на самом деле под этим подразумеваются две разные вещи. То, что вы видите на экране компьютера, измеряемое в отрицательных величинах, является не громкостью в буквальном понимании, а УРОВНЕМ СИГНАЛА — уровень громкости вы регулируете на технике для прослушивания. Чтобы не лезть в логарифмические формулы, хотя они очень простые, знак результата зависит от того, что сравнивается: если большее по отношению к меньшему, то мы говорим о положительных числах, если наоборот – то об отрицательных. Когда мы говорим о громкости, то значения таких ощущаемых характеристик, как акустическая мощность, звуковое давление и интенсивность звуковой волны, сравниваются с низким порогом слышимости, то есть просто тишиной, хотя она имеет определенные значения этих самых величин. В результате мы оперируем только положительными значениями. Например, звук в 10, 20, 30 дБ и т.д.

А что происходит в сигнале? Текущие значения напряжения, силы тока или мощности сравниваются с опорными величинами, которые будут почти всегда больше. Поэтому мы и говорим, например: уровень сигнала равен -18 дБ. А почему так, а не иначе? Просто таким образом намного проще измерять уровень шумов и т.п. Причем данная система измерений была разработана очень давно и пришла к нам из телефонии. На самом деле она очень удобна. И поскольку, надеюсь, вы поняли эту вводную часть, перейдем к практике. Загрузите файл, выделите его фрагмент и вызовите модуль Global Analysis (Меню Analysis —> Global Analysis). На самом деле он является одним из ключевых при работе со звуком в данной программе.

Немного теории…

У любой характеристики бывает три вида значений: мгновенная, пиковая и среднеквадратическая. Мгновенная подразумевает значение в данный конкретный момент, пиковая — максимальное, а слово "среднеквадратическая" говорит само за себя, хотя именно она (среднеквадратическая характеристика) является одной из самых важных, поскольку описывает энергетическую составляющую волны, а если переходить на конкретику, то и наши ощущения от громкости фонограммы. В английской терминологии она называется RMS (аббревиатура от Root Mean Square). Простой пример: пиковое значение высокое, а остальные амплитуды очень низкие или же пиковое значение высокое, и остальные амплитуды близки к нему по уровню. Что будет слышаться громче? Ответ очевиден. Но при анализе пиков в обоих случаях вам отобразится одно и то же, а вот RMS у них будет разным. А для того, чтобы увеличить значение RMS, необходимо уменьшить разницу между амплитудами громких и тихих звуков, для чего используются специальные устройства — компрессоры, лимитеры и максимайзеры (о них мы еще поговорим). Что еще рассказать интересного о RMS? Благодарите цифровые технологии, поскольку до их внедрения использовались специальные вольтметры с тепловыми элементами, степень нагревания которых и показывала энергетическую составляющую волны. А сейчас это все просто высчитывается формулами, причем более точно и быстро.

Практика…

Итак, мы загрузили наш модуль, перед этим выделив фрагмент звуковой волны, и нажали кнопку Analyse. В считанные секунды вам выдается полный результат — перечислю по закладкам:

. Peaks. В этом окне отображается максимальное пиковое значение для выбранного фрагмента плюс к этому показывается мгновенное значение в месте расположения курсора. При этом вы выбираете такие параметры, как минимальное время между двумя точками с ошибками и максимальное количество точек, отображаемых в данном отчете.
. Loudness. Вот тут и скрывается наш RMS. Замеры идут в рамках коротких интервалов времени, которые вы указываете специально в настройке параметров отчета. Поэтому не удивляйтесь тому, что указан как максимальный, так и минимальный RMS. Это разнится от других звуковых редакторов, где просто высчитывается общий — он здесь также указан под названием Average. Отдельно хочется отметить, что, если вы будете вычислять данный параметр для всего динамического диапазона, то RMS будет меньшим, поэтому в настройках специально предусмотрен ограничитель Threshold, который вы указываете сами.
. Pitch. В этой закладке отображается результирующий музыкальный тон выбранного фрагмента. Показан как в нотах, так и в частотах.
. Extra. Отображение значения DC Offset для выбранного фрагмента.
. Errors. Отображены ошибки в звуковой волне, к которым программа относит, прежде всего, ощутимые искажения (Glitches) и клиппование, то есть щелчки (Clipping). Тут определяются точки, которые можно отметить маркерами для дальнейшего исправления.
. Presets. Данная закладка присутствует во всех окнах WaveLab, и об этой теме мы поговорим отдельно. Хотя применительно к данному случаю можно сказать, что все произведенные изменения в настройках вы можете сохранить в виде отдельного пресета, который сможете использовать впоследствии.

Итак, данный модуль носит чисто информативный характер и может разве что показать вам, где находятся "плохие" точки, и отметить их маркерами. Причем если вы измените начальную позицию для фрагмента либо поменяете параметры сканирования-проверки, то картина окажется другой. Для действенного исправления ошибок в WaveLab предусмотрен другой модуль — называется он Audio Error Detection and Correction и находится в том же меню Analysis. О нем мы и поговорим в следующем уроке. А на данный момент перечислим все артефакты записи, с которыми вы можете столкнуться, если будете делать ее неправильно.

Артефакты неправильной записи

. Срез пиковых значений. Причина: неправильно выбранный уровень записи.
. Отклонение DC Offset. Причина: неправильная работа аппаратуры.
. Слишком низкий уровень записи. Это катастрофично, если у вас еще и шумит карта, поскольку часть полезного сигнала смешается с шумами, и ее придется удалить.

Все, что от вас требуется при записи, — это качественно получить оцифрованный сигнал — не более того. На самом деле очень часто в реальных ситуациях вам придется идти на компромиссы. Например, при записи голоса динамическая картина окажется очень неравномерной, как частный случай могут сильно выпирать пики при произношении взрывных звуков "б" и "п". В профессиональных студиях перед устройством записи обязательно предусмотрен некоторый тракт, включающий предусилитель либо микшер, где все исправляется регулированием на частоте 90 Гц, использованием компрессора и т.п., или же на микрофоне, если он профессиональный, имеется функция среза на этой же частоте. Если вы пишете напрямую в компьютер, то вам придется выбирать из того, что лучше: записать сигнал с нормальным уровнем, но потом исправлять "п" либо записать его с заниженным уровнем, но пики на "п" не срезаются. И тут все зависит от вашей звуковой карты (интерфейса), а также самого тракта записи и условий, в которых она проводится. Если шумы получаются большими, то, конечно, первый вариант, если небольшими — то второй. Как подспорье при записи вам может очень пригодиться функция модуля рекординга, в котором может отображаться не только индикация уровней (пики, RMS) для входа аудиокарты, но и спектрограмма входящего сигнала.

Кристофер, christopher@tut.by