//
запись...

Все статьи

Проблемы с фазой


Многие музыканты частенько слышат фразы типа «проблема с фазой», «фазовое сложение», «противофаза» и так далее, но далеко не все понимают в точности, о чем идет речь. Для профессионала рассуждения об этом – все равно что сыграть гамму, то есть вещь обыденная и не стоящая того, чтобы на ней останавливаться для уточнений. А начинающему бывает неудобно признаться, что он не понимает смысла этих фраз, и поэтому он просто пропускает это мимо ушей, считая не слишком важным.

Тем не менее, с неприятностями, связанными с фазовыми вычитаниями, может столкнуться практически любой музыкант.

К примеру, гитарист может попытаться записать гитару с комбика двумя микрофонами. Если он не учтет фазы сигнала – начав делать сведение этих двух дорожек, он получит совсем не то, что ожидал. Микс будет не мощным и массивным, а рыхлым и невыразительным.

Музыкант на сцене может поставить с двух сторон от себя два монитора, линкованные в одну линию, но вместо четкости звучания всех инструментов в них он будет слышать кашу, и большая часть звуков будет проваливаться. Этот эффект также будет вызван фазовыми вычитаниями, которые надо учитывать при разработке плана сцены. Кстати, я на сцене предпочитаю работать с мониторами, установленными с одной стороны, причем лучше один более мощный, чем два слабых по бокам.

Начинающий аранжировщик по незнанию может записать звук баса из синтезатора или бочки из драм-машины не в моно, а в стерео, и получить при сведении проблемы.

Даже обычный меломан может дома неверно расположить колонки своей аудиосистемы, в результате чего записи будут звучать совсем не так, как должны, а сам меломан будет грешить на низкое качество носителя или плохих режиссеров звукозаписи.

Как видим, проблема фазыповсеместная, с ней можно столкнуться практически где угодно. Но для того, чтобы проблему решить – нужно понимать ее суть и знать причины.

Что такое фаза

Само слово фаза нам знакомо из обыденной жизни. К примеру, многие люди употребляют это слово применительно к человеческим взаимоотношениям. Часто можно услышать фразу вроде «В какой фазе находятся ваши отношения», и в этом контексте мы отчетливо понимаем, что слово фаза означает стадию. В ответ можно услышать – «мы только познакомились», или «мы давно знакомы», «мы женаты» и так далее.

Другой пример – фазы луны. Каждую ночь мы видим луну, и ее видимые очертания меняют свою форму. Даже ребенок знает такие фазы как новолуние и полнолуние, а позже человек начинает оперировать и такими терминами как «восходящая фаза», «нисходящая фаза», и так далее. Это также имеет отношение к динамике развития месяца. На восходящей фазе тоненький серп постепенно приобретает округлую форму, а затем начинает снова сужаться, переходя в нисходящую фазу.

Еще случай из повседневной жизни – фазы экономического цикла. Сегодня даже далекие от политики люди частенько рассуждают об экономике и о кризисных явлениях. Мы часто слышим фразы вроде «экономика вошла в фазу рецессии» или «наступила фаза стагнации» и так далее. Это означает, что темпы экономического роста меняются в соответствии с графиком некоторой кривой. И, между прочим, эта кривая при внимательном рассмотрении довольно сильно похожа на звуковую волну, записанную Вами в компьютерный секвенсор. Попробуйте раздвинуть волну до самого широкого уровня, и Вы поймете, о чем я.

В общем, в звуке фазой называется то же самое – стадия волны относительно нулевой оси в заданный момент времени. Иными словами, фаза – это выбранная Вами точка этой волны, и она может пересекать нулевое значение, либо может быть выше или ниже его на сколько-то децибел.

Фаза, при которой восходящее движение сменяется нисходящим или наоборот – называется пиком. При этом надо помнить, что звук – явление физическое, и для него нет понятия отрицательного значения. Пик снизу – это тоже звук, и чем он отчетливей и больше – тем громче этот момент записи. Пики, одинаковые по высоте, но направленные в разные стороны, имеют одинаковую громкость, и если источник сигнала только один – то эта направленность условна.

Однако, в тот момент, когда Вы начинаете смешивать два сигнала, сложение двух разнонаправленных пиков приведет не к увеличению громкости, а к ее уменьшению. Это и называется противофазой. Фаза одной волны противоположна фазе другой относительно нуля децибел.

При появлении проблем с фазой (или при подозрении о их появлении исходя из аудиальных наблюдений опытного звукорежиссера) иногда бывает достаточно всего лишь поменять фазу одного из каналов. Если волны идентичны или почти идентичны – то те места, где фазы вычитались, они начнут складываться, и громкость будет не уменьшаться, а увеличиваться.

К сожалению, не всегда проблема фазы решается одной кнопкой. В большинстве случаев волны могут быть разнородными. Это значит, что, совместив в одном направлении два пика в одном точке А, мы, вероятно, получим противофазу в точке Б – через такт, через секунду, через десять секунд…

Именно с этим явлением связаны рекомендации по записи в моно основообразующих элементов аранжировки, таких как бас-бочка, бас-гитара, малый барабан.

Как выглядят проблемы с фазой

Сложение фазы

Посмотрим на картинки. На рисунке 1 приведен снимок экрана аудиоредактора, в котором видно наложение двух волн. Волны абсолютно идентичны, это один и тот же звуковой файл, содержащий семпл малого барабана.

Желтый маркер отмечает место пика. Видно, что пики совмещены и направлены в одну сторону. При таком наложении малый барабан будет звучать в два раза громче, точно так же как если бы Вы добавили громкость с помощью фейдера. Никакого тембрального изменения не произойдет.

Противофаза

Рисунок 2 показывает те же самые два файла, с той лишь разницей, что у одного из них инвертирована фаза. По маркеру можно увидеть, что пики разнонаправлены. И, несмотря на то, что по отдельности каждая из этих дорожек воспроизведет звук малого барабана, в сумме они не воспроизведут ничего. Это и есть эффект противофазы.

Благодаря вычитанию одной волны из другой в каждой ее точке – мы будем слышать тишину. В предыдущем рисунке один плюс один равнялось двум, а здесь, соответственно этой логике, один минус один равно нулю.

Противофаза

На рисунке 3 мы также видим две волны в противофазе, о чем можно судить по разнонаправленным пикам. Обратите внимание, нет никакой разницы, как они разнонаправлены – внутрь или наружу. Это условность. Вычитания будут происходить идентично.

Но на этом рисунке есть еще одно отличие. Нижний файл обработан параметрическим эквалайзером, и, соответственно, его звучание изменилось. А вместе со звучанием – и графическое представление. Однако это все еще остался звук того же малого барабана, ведь исходным сигналом была верхняя дорожка. Так что графики остаются схожими. Теперь, если мы сложим эти две дорожки в противофазе, полного вычитания не произойдет. Приглядитесь к рисунку, в некоторых местах фазы совпадают, а в некоторых нет. Поэтому при суммировании останется часть звука, но она будет уже иметь мало общего с тем, что мы хотим получить, накладывая друг на друга два звука малых барабана.

Сложение фазы

Рисунок 4 показывает, что будет, если мы изменим фазу одной из дорожек в рисунке 3 таким образом, чтобы графики были максимально однонаправленными.

Теперь маркер указывает пики одного направления, и при воспроизведении мы будем слышать звук примерно в два раза большей громкости. Однако, в отличие от случая на рисунке 1, теперь мы услышим еще и тембральное изменение, ведь мы складываем два разнородных звука малых барабана, один чистый и один обработанный эквалайзером.

Смещение фазы

Ну, и наконец, самый важный рисунок. Рисунок 5. На нем показана самая коварная ситуация, фазовое смещение. Ее выявить сложнее всего, и для устранения такой проблемы требуется больше знаний и времени. Мы видим, что пики направлены в одну сторону, и не допускаем мысли о проблемах с фазой. Но если приглядеться к маркеру, будет видно, что наивысшие точки звуковых волн не совпадают.

Это приведет к «эффекту флэнжера», мы будем слышать замутнение сигнала, потерю атаки, вялость. Как отдельный эффект флэнжер часто используют на разных инструментах – гитарах, органах, электропиано, даже часто на вокал и на целую барабанную установку (эпизодически). Но если этот эффект возникает по недосмотру – это серьезный брак.

Возможные ситуации

Чаще всего ситуация, показанная на рисунке 5, может возникать в результате применения DSP-обработки без компенсации задержки. Многие не знают, что любая обработка внутри компьютера дает довольно ощутимую задержку, и при примешивании обработанного сигнала к чистому получаем вот такие неприятности. Профессиональные системы записи имеют встроенные алгоритмы компенсации задержки, и Вам стоит изучить возможности Вашей системы.

Рай звукорежиссера

Также, иногда эта ситуация может возникнуть при неверном расположении микрофонов во время записи. К примеру, записываем гитару, и располагаем один микрофон на 20 см от комбика, а другой – на 2 метра. В результате, задержка будет равна времени, за которое звук пройдет 180 см, то есть около пяти миллисекунд. Чтобы избежать проблем с фазой, потребуется двигать один из треков на 5 мс. Если, конечно, иное не предусмотрено художественной задумкой.

В общем, дальше Вы можете сами размышлять, какие из проблемных мест в Вашем миксе также могут быть связаны с эффектом противофазы.

Прежде всего, обратите внимание на все дорожки, записанные в стерео. Теме моно и стерео будет посвящена следующая статья. В ней будет более подробно рассказано, как лучше записывать тот или иной звук синтезатора или живого инструмента. Чтобы не пропустить появление статьи, Вы можете подписаться на этот блог.

Всего хорошего.

© Алексей Данилов
При перепечатывании ссылка на источник обязательна.

Интересное: