Dynamics Range Processing - универсальная динамическая обработка

В окне Dynamics Range Processing программы Cool Edit Pro реализован виртуальный универсальный прибор динамической обработки. В зависимости от выбранных значений параметров он может быть гейтом, компрессором, экспандером, лимитером и деэссером. Причем вид обработки и значения параметров вы можете задавать как графически, так и численно. В окне диалога Dynamics Range Processing четыре вкладки:

Graphic служит для изменения графическим путем характера и параметров динамической обработки.

Traditional служит той же цели, но управление параметрами производится традиционным (численным) способом.

Attack/Release предназначена для выбора временных параметров включения и выключения процедуры динамической обработки.

Band Limiting обеспечивает выбор обрабатываемого частотного диапазона.

Остановимся на Graphic - самой главной вкладке окна.

Значительное пространство на этой вкладке занимает координатное поле. По горизонтали отложены значения уровня входного сигнала в децибелах, а по вертикали (тоже в децибелах) - выходного. Таким образом, график показывает, какой уровень выходного (обработанного) сигнала соответствует некоторому заданному уровню входного (необработанного) сигнала. По сути дела, этот график - амплитудная характеристика устройства динамической обработки.

Если график представляет собой прямую линию, проходящую из нижнего левого угла рабочего поля в верхний правый, это означает, что динамической обработки сигнала нет. Каков уровень входного сигнала, таков и уровень сигнала выходного.

Щелкнув левой кнопкой мыши на графике, вы создадите узел (точку перегиба графика). Не отпуская кнопку мыши, перемещайте курсор. Координаты узла при этом будут отображаться под рабочим полем.

Отпустив кнопку мыши, вы зафиксируете положение узла, а параметры динамической обработки, соответствующей созданному вами графику, появятся в информационном поле справа. Каждый узел описывается двумя строками. В начале строки приводится вид динамической обработки: cmp (компрессирование) или exp (экспандирование), далее - коэффициент преобразования динамического диапазона. В конце строки указывается обрабатываемый диапазон значений уровня входного сигнала.

Двойным щелчком левой (или одинарным щелчок правой) кнопкой мыши на узле графика вы откроете окно диалога Edit Point, в котором можно совершенно точно численным способом задать координаты узла.

Кнопка Invert позволяет инвертировать график, то есть заменить на точную противоположность исходному: там, где раньше производилась компрессия, будет экспандирование, и наоборот. Если установлен флажок Spline, то " угловатый" график заменяется его сплайн-аппроксимацией (сглаживается).

Результат сглаживания характеристики

Установив флажок Create Envelope Only и нажав кнопку OK, вы создадите огибающую амплитуды сэмпла. Для того чтобы лучше представить себе, что такое огибающая амплитуды, сравните верхний рисунок (исходный сигнал) с нижним (огибающая амплитуды сигнала).

Исходный сигнал (а) и его огибающая (б)

Видно, что полученный сигнал лишен тонального заполнения, характерного для исходного сэмпла. Исчезли все периодические колебания, осталась только функция, график которой описывает закон изменения во времени амплитуды исходного сэмпла.

Можно сравнить не только графики, но и звучание исходного и полученного сэмплов. Скорее всего, вам не понравятся новые слуховые ощущения: кроме тресков и шелеста ничего не слышно. Но огибающая и не предназначена для того, чтобы ее слушали отдельно от тонального заполнения. Не случайно под надписью у флажка Create Envelope Only имеется приписка preview as noise, поясняющая, что при предварительном прослушивании с помощью кнопки Preview в качестве заполнения огибающей используется шум. Это позволяет на слух оценить " чистое", не замаскированное тональным заполнением слуховое впечатление от огибающей. Огибающую можно скопировать или сохранить в файле. Это ведь все равно сэмпл, правда, звучащий специфически. Какая же польза от него?

В дальнейшем огибающую можно использовать для синтеза качественно новых звуков, модулируя ею амплитуду другого звука. Например, можно взять на фортепиано ноту, записать этот звук, сформировать огибающую и ею промодулировать сэмпл, содержащий запись голоса вокалиста, исполняющего какую-нибудь ноту или даже целую фразу. В результате получится совершенно фантастический звук, который вряд ли сможет издать даже человек, очень хорошо владеющий своим голосом. Атака, поддержка, затухание - все фазы звука характерны для фортепиано. Представьте себе картину: вы ударили по клавише, но вместо струны зазвучал человеческий голос: " Не бей меня! ".

Вкладка Traditional содержит ту же информацию о преобразованиях динамического диапазона, что и вкладка Graphic, но информация представлена в числовой, а не графической форме. На вкладке Attack/Release вы можете отредактировать параметры усилительного и детекторного каналов виртуального прибора динамической обработки. В группах Gain Processor и Level Detector содержится опция Joint Channels (Обрабатывать оба канала совместно) и поля для ввода следующих параметров:

Output Gain -- коэффициент усиления на выходе;

Attack Time (Out) -- время атаки (для выходного сигнала);

Release Time (Out) -- время спада (для выходного сигнала);

Input Gain -- коэффициент усиления на входе детектора уровня;

Attack Time (In) -- время атаки (для входного сигнала);

Release Time (In) -- время спада (для входного сигнала);

С помощью переключателей Peak или RMS можно выбрать соответствующий вид амплитудного детектора -пиковый или среднеквадратический. В поле Lookahead Time следует ввести время, на которое включение устройства динамической обработки должно опережать появление резкого перепада уровня сигнала. Данный параметр стоит обсудить более подробно.

В реальном времени царит принцип причинно-следственной связи, нарушить которой можно лишь при наличии машины времени. Как отреагирует устройство динамической обработки, например, ограничивающее сигнал, на резкий перепад уровня? Естественно, при появлении такого скачка уменьшит усиление. Но на это понадобится некоторое время. Поэтому амплитуда сигнала будет уменьшена не точно в момент появления скачка уровня, а с некоторым запаздыванием. На выход успеет " проскочить" импульс, длительность которого определяется временем реакции устройства. Значит, в реальном времени, если искусственно не вводить задержку сигнала, избежать искажений при включении и выключении обработки невозможно.

Когда обработка ведется не в реальном времени, данной проблемы не существует. Программа анализирует и преобразует хранящиеся в файле звуковые данные за несколько проходов. Во время первого прохода выявляются отсчеты, соответствующие заданному критерию. Например, отмечаются точки резкого изменения значений отсчетов. Во время следующих проходов обработка ведется либо, начиная точно с выявленных
отсчетов, либо даже с некоторым упреждением. Таким образом, можно получить результат, характерный для безынерционных, идеальных устройств обработки, которых не существует в природе.

На вкладке Band Limiting следует задать нижнюю (Low Cutoff) и верхнюю (High Cutoff) граничные частоты обрабатываемого диапазона. Опции этой вкладки позволяют подвергать динамической обработке не весь сигнал в целом, а только его отдельные спектральные составляющие. Например, динамическую обработку можно вести в диапазоне частот, характерном для свистящих звуков в речи человека. Так реализован виртуальный деэссер.

В списке пресетов вы найдете реализации всех актуальных методов динамической обработки.