Cesta zvuku od hudebního nástroje přes nahrávací a reprodukční řetězec k posluchači Vzdělávání v rámci projektu Rozvoj výzkumného potenciálu JAMU

Transkript

1 Akustika Cesta zvuku od hudebního nástroje přes nahrávací a reprodukční řetězec k posluchači Vzdělávání v rámci projektu Rozvoj výzkumného potenciálu JAMU

2 Princip zvukařiny x s c Přímý zvuk k posluchači, vyvážený, umístěný v prostoru T R Q Zvuk k posluchači přes efekt a dozvuk O L M Poslech nebo nahrávání Zvuk mezi interprety (odposlech)

3 K čemu to je? Koncertní provedení a nahrávky - nárust poměru ve prospěch nahrávek Umíme se chovat na pódiu, víme, jak se rozestavit, totéž je nutné i pro nahrávací studio

4 Osoby a obsazení Producent Hudební režisér Zvukový režisér Interpreti Zvukař zajišťující mastering Osoba zajišťující výrobu a distribuci

5 A. Chci si nahrát něco pro sebe Současně interpret, hudební i zvukový režisér Mohu sledovat jen několik zvukových parametrů, především úrovně Sám si musím vyřešit akustiku, ve které nahrávám postavení mikrofonů technické parametry záznamu - musím tomu trochu rozumět

6 B. Jednoduchá (domácí) studia Interpret Hudební i zvukový režisér je jedna osoba (zvukař), na hudební režii se většinou podílí i interpret, především tehdy, když je zvukař především technicky zaměřený Zvukař zvládne všechny parametry záznamu i postprodukce Zvukař řeší akustiku, ve které nahrává, většinou umístěním nahrávání přímo do studia postavení mikrofonů technické parametry záznamu

7 C. Plnohodnotná studia Interpret Hudební režisér určuje způsob provedení skladby pro nahrávku, komunikuje s interprety Zvukový režisér (zvukař) řeší jen technické aspekty nahrávky podle pokynů hudebního režiséra Nahrávka se uskuteční většinou ve studiu nebo v jiném prostoru, který musí zhodnotit hudební režisér, zvukař pak musí přizpůsobit techniku akustice (postavení mikrofonů). Další zpracování většinou řeší zvukař s hudebním režisérem Technické parametry záznamu řeší zvukař

8 Možnosti Nahrává vždy jeden interpret nebo skupina, zbytek mu pouštějí do sluchátek (nejsou přeslechy - není plné vnímání spoluhráčů) Nahrávají všichni současně, ale každý hlas je zaznamenán na samostatný mikrofon (jsou přeslechy, omezené možnosti postprodukce - je plná souhra a souznění akust. nástrojů, vyrovnání hlasitostí je možné) Nahrávají všichni současně do dvojice mikrofonů XY nebo AB (není vůbec možné pracovat s jednotlivými hlasy - nahrávka je v určitých aspektech finální a nedá se tak snadno pokazit ani vylepšit)

9 Co všechno se se zvukem děje Nástroj Akustika prostoru Měnič na elektrický signál Analogová cesta Analogové zpracování Analogová cesta Analogová cesta Digitalizace (A/D) Digitální zpracování: Mixáž, efekty, mastering Převod na formát nosiče (MP3, CD, rádio, i) Cesta nosiče Cesta nosiče Převod z nosiče na dig. audio Převod na analog. signál (D/ A) Analogová cesta Měnič na akustický signál Akustika prostoru Ucho

10 Podmínky pro kvalitní proces Mikrofony a snímání Akustika studia Mixáž (vyváženost) Digitální zpracování Nosič Poslechový systém

11 Akustika nástroje Probíráme zvlášť Nejdůležitější je směrový diagram - kudy nástroj hraje

12 Akustika prostoru Ve studiu musí mít minimální vliv na záznam Přednáška o akustice

13 Převod zvukové vlny na Mikrofony Snímače

14 Analogové zpracování Dynamika, ekvalizace, předzesilovače, saturace, zkreslení Nevratně v nahrávce

15 Převod na digitální signál Obrázky: Wikipedia,

16 Převod na digitální signál Převod na řadu čísel Minimum je 2 čísla na 1 kmit čísel/s Karta v počítači, FireWire, USB, PCIe

17 K čemu je 96 a více khz? Spektrum přirozených kmitů - vyšší harmonické, omezené Spektrum digitálního signálu - neomezené, je potřeba filtrovat nežádoucí vysoké frekvence Při 44,1 khz filtrujeme od 20 do 22,05 khz - velmi úzké pásmo, filtrace zasáhne do slyšitelného

18 Digitální zpracování Efekty - dynamika, modulace, úprava spektra Instrumenty Mixáž Mastering

19 Zvuk nástroje Odposlech Princip mixáže Projde přes úpravu (EQ, dynamika) Část odešlu ke zpracování Hlasitost, pan Aux, podskupina Společné zpracování s návratem zvuku do mixu (např. dozvuk) nebo odeslání (odposlech) Efektovaný zvuk pošlu na smíchání Nakonec sečtu všechny nástroje a to, co mi zpracovaly Aux efekty Master Společné zpracování na výstupu Zvuk s nastavenou hlasitostí pošlu na smíchání

20 Princip mixáže Vstup Vstup Vstup Insert Insert Insert Dyn EQ Hlasito st, pan Dyn EQ Hlasito st, pan Dyn EQ Hlasito st, pan Ke zpracování Ke zpracování Aux, podskupina Aux, podskupina Aux, podskupina Společné zpracování s návratem Společné zvuku zpracování do mixu s návratem (např. dozvuk) zvuku nebo do mixu odeslání Společné (např. dozvuk) (odposlech) zpracování s nebo návratem zvuku do mixu odeslání (odposlech) (např. dozvuk) nebo odeslání (odposlech) Mix: odpovídá sečtení nástrojů v uchu i s informací o poloze. Přičtení dozvuku Master Společné zpracování na výstupu Ke zpracování

21 Mixážní pult

22 Mixážní pult

23 Mixážní pult

24 Mixážní pult

25 Mixážní pult

26 Převod na formát nosiče CD - optický záznam chybový, nedostatečná oprava u audio CD, malá dynamika záznamu MP3 - neubere výšky, ale využívá maskování, proces je narozdíl od komprese dat (např. ZIP) nevratný. Kvaltitu MP3 z principu nelze zjistit měřením, jen poslechem. FM rádio - degradace dynamiky (kdo hraje víc, hraje líp), změna spektra, proniká i do digitálního vysílání.

27 Převod zpět na analogový signál Převodník Filtry Karta v počítači, FireWire, USB, PCIe, Thunderbolt

28 Měniče na akustický signál Reproduktory Sluchátka Není předem dáno, na čem bude nahrávka poslouchána

29 Akustika poslechového prostoru Platí to, co jsme probírali při akustice prostoru pro interpretaci

30 Lidské ucho Viz přednáška o sluchu

31 Základy nahrávání do počítače Jak si pořídit záznam své hry, jak použít MIDI soubor s doprovodem k nácviku,...

32 Stopa Záznam i MIDI soubory se objeví ve stopách, které pak hrají současně - Track Stopy je možné přidávat, mazat, dočasně vypnout U stopy je možné nastavit hlasitost, polohu ve stereu a další Do každé stopy je možné zařadit nezávislé efekty Každé stopě lze nezávisle přiřadit proměnnou dynamiku a změnu libovolného parametru efektů Záznam ve stopě lze posouvat, rozdělit, duplikovat a podobně

33 Struktura Software pracuje se stopami stejně, jako mixážní pult s mikrofony - smíchá jejich zvuk, může vytvořit skupiny, pomocné sběrnice pro odposlech a pro společné efekty Nahrávací software má většinou zobrazení: Stopy, Editace jedné stopy, u MIDI stop Notace, Mixáž, Řazení efektů ve stopě, Jednotlivé efekty a SW nástroje. Zobrazení = okno nebo část okna. Výsledkem práce je smíchání všech stop do jednoho souboru, který lze přehrát i jinde, než v daném programu

34 Funkce stopy Volume - Hlasitost Pan - Panorama, vlevo-vpravo Mute - Nehraje Solo - Hraje jen tato stopa Arm for recording - Při zapnutí nahrávání se nahrává do této stopy Automation - Je možné si udělat průběh libovolného parametru během přehrávání, například dynamiku Inserts - Efekty, které vložím do zvuku dané stopy

35 Funkce posuvu - Transport Play, Pause, Stop - standardní ovládání Loop - smyčka, nastaví se v horní části, kde je čas a takty, pak se zapne v posuvu. Odpovídá nekonečné repetici. Record - Nahrává do těch stop, u kterých bylo zapnuto Arm for recording. Ostatní stopy je možné poslouchat. Pozor na odposlech nahrávaných stop - zpětná vazba. Je možný, ale je určen pro sluchátka nebo do jiné místnosti, nesmí jít do mikrofonu.

36 MIDI Stopy Záznam jsou noty, ne zvuk Zvuk se vytvoří v počítači nebo v připojeném syntezátoru. Pro běžné potřeby se používají tzv. navzorkované nebo nasamplované zvuky - skutečně nahrané zvuky nástrojů, transponované podle zadané noty. Zvuk stopy je možné měnit - přiřadit tzv. softwarový nebo virtuální instrument. Další možnost je syntéza - umělé zvuky S MIDI stopou se dá pracovat mnohem přehledněji, než s audio stopou. Transpozice, vkládání a mazání not, dynamika každé noty, kvantizace, tisk. Mnohem lépe a v širokém rozsahu se dá měnit tempo beze změny kvality zvuku. Dá se použít pro kompozici.

37 Efekty Efekty, které můžeme aplikovat na zvuk Elektronické (digitální, analogové) a elektroakustické efekty a jejich akustická obdoba

38 Zpoždění a dozvuk Delay Delay Reverb Tvoří periodické opakování vstupního signálu. Nastavitelné jsou typicky především tempo opakování, dále doba dozvuku (intenzita zpětné vazby), popř. umístění ve stereobázi. Důležitá je možnost synchronizovat tempo efektu s hostitelskou aplikací, potažmo tempem skladby, ve které je použit. Reverb Vytváří dozvuk signálu imitující poslechový prostor (hala, pokoj atd.) nebo pružinovou dozvukovou jednotku. Základním ovládanám parametrem je délka dozvuku.

39 Dynamika Všechny tyto efekty mění výstupní hlasitost signálu v závislosti na vstupní hlasitosti Compressor Compressor Gate Expander Limiter Snižuje dynamický rozsah signálu. Pokud úroveň signálu na vstupu přesáhne nastavenou mez, dojde k jeho zeslabení v nastaveném poměru. Efekty tohoto typu někdy disponují parametrem knee (koleno), které vytváří plynulý přechod do komprimovaného signálu (zakulacují hranu kompresní křivky). Expander Gate Zvyšuje dynamický rozsah signálu. Pokud úroveň signálu na vstupu poklesne pod nastavenou mez, dochází k dalšímu potlačení úrovně v nastaveném poměru. Pokud je poměr nekonečný, funguje efekt jako "gate" - brána propouštějící pouze signály s úrovní vyšší než prahovou.

40 Spektrum Graphic Equalizer Umožňuje měnit spektrum signálu v několika daných pásmech jejich zesílením nebo zeslabením. Parametric Equalizer Ekvalizér Exciter Umožňuje pracovat se zvoleným frekvenčním pásmem spektra. Obykle lze kromě základní frekvence filtru řídit také jeho zisk (hlasitost), kvalitu (šíku pásma) a tvar (horní propust, dolní propust, peak, notch apod.) Exciter Dynamickou ekvalizací obohacuje zvuk o vyšší harmonické frekvence, čehož výsledkem je jasnější a průraznější zvuk. Protože je signál je zpracováván v závislosti na jeho frekvenci a intenzitě, obsahuje méně šumu v porovnání se statickými ekvalizéry.

41 Zkreslení Distortion Distortion Overdrive Vytváří zkreslení signálu ořezáním jeho špiček. Výsledkem je drsný zvuk plný vyšších harmonických frekvencí. Na rozdíl od podobného efektu, overdrive, u kterého je míra zkreslení závislá na intenzitě signálu, efekt typu distortion vytváří přibližně stejné zkreslení bez ohledu na hlasitosti. Overdrive Simuluje přebuzení elektronkového zesilovače, což podobně jako u efektu distortion vede k teplému zvuku plnému vyšších harmonických. Rozdílem je jemnější projev tohoto efektu. Intenzita zkreslení je také úměrná hlasitosti vstupního signálu.

42 Modulace Tremolo Periodicky mění hlasitost vstupního signálu, jde tedy o amplitudovou modulaci. Obvykle je možné nastavit rychlost změny (tedy frekvenci LFO), hloubku efektu (amplitudu LFO) a tvar modulační křivky. Tremolo Vibrato Chorus Flanger Phaser Chorus Efekt typu chorus přidává kopii vstupního signálu, která je proti originálu mírně zpožděná. Doba zpoždění je řízena LFO s nastavitelnou frekvencí a hloubkou modulace (rozdílem maximální a minimální doby zpoždění). Efekt navozuje dojem, že tentýž signál přichází zároveň z více zdrojů zároveň. Flanger Efekt typu flanger pracuje na stejném principu jako chorus s tím rozdílem, že použité zpoždění je menší (řádově jednotky až desítky milisekund). Většinou je také zavedena zpětná vazba. Část výstupního signálu se tak vrací zpět na vstup, čímž dochází ke zintenzivnění efektu. Výsledný zvuk lze nejlépe popsat jako přelet tryskového letadla.

43 Další efekty Existují i další efekty a kombinace efektů - například kombinace spektrálního a dynamického efektu je vícepásmový kompresor...

44 Akustika - Elektroakustika a DSP Nástroj Vytváření zvuku Syntéza Elektrofonické, elektromechanické nástroje

45 Akustika - Elektroakustika a DSP Ladění Tónové soustavy Doladění, rozladění, transpozice Syntezátory AutoTuner, Pitch Shifter, Octaver, Harmonizer*

46 Akustika - Elektroakustika a DSP Dynamika hry Dynamika nástroje Rozmístění Volume, level Pan

47 Akustika - Elektroakustika a DSP Provedení, oživení Soubor, artikulace, interference Tremolo Vibrato Chorus Flanger Phaser

48 Akustika - Elektroakustika a DSP Šíření - časové zpoždění Zpoždění Zpožďovací linka Delay 100% wet

49 Akustika - Elektroakustika a DSP Šíření - překážky Různé šíření vyšších a nižších kmitočtů Mechanická ekvalizace (žaluzie) Rezonance Ekvalizace

50 Akustika - Elektroakustika a DSP Odrazy v místnosti Slyšitelně diferencované odrazy Velikost místnosti Odrazivost stěn Kompenzace zpoždění Early reflections, Delay, Tempo BPM, time, Decay Mix

51 Akustika - Elektroakustika a DSP Dozvuk v místnosti Nediferencované odrazy Velikost místnosti Tvar místnosti Odrazivost stěn --- Diffusion reverb Reverb time Reverb type, room shape Amount, filter Mix