Процессорная обработка звуковых сигналов выполняется либо для того чтобы улучшить исходное звучание, либо придать звуку какие-то свойства, недостижимые (флэнджер, фэйзер) или труднодостижимые (эхо, мультиэхо) при обычной записи с помощью микрофонов. Звуковые процессоры – это, как правило, удовольствие достаточно дорогое, поэтому, чтобы не увеличивать чрезмерно стоимость микшерного пульта, они выполняются в виде внешних устройств, которые подключаются к микшерному пульту через специальные разъемы. Тем не менее, в некоторых моделях дорогих пультов имеется некоторый набор внутренних блоков процессорной обработки звукового сигнала. Звуковых эффектов, которые можно получить с помощью процессорной обработки сигнала, сейчас существует достаточно много, и число их постоянно растет. Рассмотрим наиболее распространенные из них.
3.1. Задержка («Delay»), «эхо», «мультиэхо» и реверберация
Звуковые эффекты, выполненные на основе задержки основного сигнала, принадлежат к числу наиболее распространенных и достаточно простых в реализации звуковых эффектов.
Если основной сигнал немного задержать (не более 0,1 с) и немного ослабить (примерно на 3 дБ), а потом смешать с исходным сигналом, то в результате получится повторение основного сигнала. Если таким путем обработать вокал (что чаще всего и делается), то создастся впечатление, что солист поет «дуэтом» с самим собой. Этот эффект называется еще эффектом «драблекса». В цифровом виде задержка выполняется весьма просто (рис. 3.1).
Если в той же схеме задержку увеличить до 1–1,5 с, а затухание до 6 дБ, получится эффект «эхо» – как будто вокалист поет в большом зале. Этот эффект часто используется при студийной записи музыкальных композиций, когда в маленькой студии требуется создать атмосферу большого концертного зала.
Если задержанный и ослабленный сигнал вновь подать на вход линии задержки и ослабления (рис. 3.2), можно получить эффект «мультиэхо», когда основной звук будет многократно повторяться, постепенно затухая. При этом время полного затухания будет зависеть от времени задержки и степени ослабления исходного сигнала. Такой эффект нередко используется в конце музыкальной фразы, особенно если это вокальная партия.
Вышеописанные звуковые эффекты могут использоваться совместно с разными величинами задержки и ослабления.
Следует отметить, что в современной музыке принято использовать только ритмизированные задержки, т. е. в соответствующих устройствах предусматривается возможность установки задержки таким образом, чтобы колебания «эха» совпадали с долями такта данной композиции. Длительность целой ноты считается равной 2 с, поэтому если композиция написана в размере ¼, то задержка устанавливается равной 0,5 с (или 500 мс).
Задержка копии сигнала служит основой для получения еще одного важного в современной музыке эффекта – реверберации, т. е. искусственного воссоздания в небольших по объему студиях акустических характеристик больших помещений. Известно, что в больших помещениях к слушателю поступает не только прямая звуковая волна, приходящая со стороны инструментов и вокалистов, располагающихся на сцене, но и множество ее отражений от стен, потолка, пола и различных предметов, находящихся в зале. Характер этих отражений зависит от множества факторов: размеров стен и потолка, материала, которым покрыты отражающие поверхности, общей геометрии помещения, степени ее заполнения слушателями, температуры и влажности воздуха и пр.
Рис. 3.3. Временная диаграмма процесса реверберации
в помещении большого объема
Общая картина процесса реверберации следующая (рис. 3.3). Первой к слушателю приходит прямая звуковая волна (поскольку путь ее наиболее короткий). Уровень ее наиболее высокий. Далее, спустя некоторое время (которое называется временем предзадержки), до слушателя доходят так называемые ранние отражения. Интенсивность каждого из этих отражений различна (зависит от коэффициента поглощения той поверхности, от которой данная волна отразилась), но все же ниже интенсивности прямой волны. Время прихода также различно и зависит от суммы расстояний от источника до отражающей поверхности и от отражающей поверхности до слушателя. Одного контакта с отражающей поверхностью недостаточно, чтобы звуковая волна полностью поглотилась, поэтому вслед за пучком первичных отражений ушей слушателя начнут достигать поздние отражения прямой звуковой волны, которые сливаются в один постепенно затухающий «шлейф».
Восприятие акустических особенностей помещения зависит от времени предзадержки, длины и уровня пучка первичных отражений, а также от времени затухания концевого шлейфа. Существует множество алгоритмов для создания искусственной реверберации, создающих картины акустических характеристик различных помещений. Алгоритмы реверберации обычно основаны на сочетании множества цифровых задержек, величины которых не кратны одна другой, и последующей обработки задержанных сигналов. Переключателями и кнопками на пульте можно задавать реверберацию, соответствующую требуемому помещению, а также отключать либо прямой сигнал, либо реверберационный «шлейф».
Функциональная схема одного из возможных вариантов реализации цифрового ревербератора (рис. 3.4) работает следующим образом. Длительность паузы (времени предзадержки) между прямой волной и первым отражением из первичного пучка (обычно 10–20 мс) задается с помощью линии задержки 1. Временные соотношения между ранними отражениями (которые обычно приходят в первые 80 мс после прихода прямой волны) и их уровнями задаются с помощью линии задержки 2 с отводами, набора усилителей и регуляторов уровня блока 1. Поздние (вторичные и более высоких порядков) отражения, которые приходят обычно спустя 80 мс после прихода прямой волны, формируются в блоке 2 с помощью параллельного набора линий задержки с обратными связями (линии задержки с номерами от 3 до N) – рециркулирующих линий. В цепи обратной связи каждой линии задержки содержатся усилители, коэффициент усиления каждого из которых тем меньше, чем больше величина задержки соответствующей линии. Такая система позволяет моделировать экспоненциальное уменьшение амплитуд и возрастание плотности поздних отражений. Каждая из таких линий формирует только ограниченное число сигналов отражения с определенной плотностью их распределения. Для того чтобы полностью смоделировать реверберационный процесс, характерный для помещения заданного типа, нужно использовать большое число таких линий с изменяемым временем задержки. Кроме того, дополнительно могут использоваться перекрестные связи между отдельными линиями задержки, варьироваться параметры обратной связи и т. д.
Данная схема настраивается под вполне конкретное помещение и в дальнейшем все настройки сохраняются. Для другого помещения используется такая же схема, но уже с другими настройками, характерными для этого помещения. Включение того или иного ревербератора из числа имеющихся в наличии, осуществляется кнопками или переключателями, расположенными на пульте звукорежиссера.
Искусственная реверберация – очень важный инструмент звукорежиссера, поскольку позволяет в условиях студии создавать иллюзию большого концертного зала, а также делать звучание различных дорожек более насыщенным. В электронной и авангардной музыке реверберацией нередко пользуются для создания всякого рода необычных эффектов: смешивают в одной композиции иллюзии помещений разного типа, создавая «пространства», ничем не напоминающие концертные залы, убирают прямые сигналы от инструментов, оставляя лишь реверберационные отзвуки, и т.д.
