Переход от аналога к цифре

Существующие в сфере звукозаписи методы и традиции чаще всего исторически диктовались здравым техническим смыслом и имеющимися технологиями. Однако с появлением совершенно других технологий часто бывает трудно отказаться от многих старых привычек и традиций. К сожалению, во многих случаях, точно так же, как это бывает с религиями, с течением времени часто истинное понимание вещей уступает место "слепой" вере, и фраза "это делается так" становится шаблонным ответом вместо "вот почему это нужно делать так". Что-то похожее можно наблюдать и сейчас, при переходе от аналоговых к цифровым системам записи, когда наработанные приёмы для измерения уровней аналоговых сигналов со всей полнотой применяются по отношению ко многим цифровым системам записи, для которых они могут и не подходить. Отсутствие понимания недостатков, присущих измерению уровней сигналов в аналоговом мире, зачастую приводит к точке зрения на индикаторы уровня как на нечто "универсальное", а это как бы даёт право применять их совершенно произвольно, не задаваясь вопросом, правильно ли это или нет. На самом же деле, существует множество методов измерения уровней музыкальных сигналов, используемых для разных целей, поэтому остановимся лишь на некоторых из них.

Традиционный подход

В мире профессионалов ленточные магнитофоны традиционно считаются устройствами с единичным усилением сигнала (unity gain), сигнал с выхода которых максимально идентичен сигналу, подаваемому на их вход (по абсолютному уровню, частотному балансу и т.д.). Так же традиционно эти аппараты имеют регуляторы на входе и выходе, позволяющие при записи изменять уровень намагничивания ленты для подстройки под динамический диапазон музыкального сигнала, а также для получения оптимальных характеристик при смене марки или типа ленты. Допустим, производитель выпустил более чувствительную улучшенную ленту, которая воспринимает дополнительно ещё 4 dB, хотя все остальные её параметры остаются более или менее типичными. При обычном подходе следовало бы убрать регулятор уровня воспроизведения назад на 4 dB, чтобы снизить уровень воспроизводимого сигнала на ту же величину (а заодно - и шумы ленты). Регулятор же уровня записи следовало бы поднять на 4 dB для того, чтобы сохранить соответствие сигнала на входе и выходе магнитофона. В результате уровень записанного сигнала будет на 4 dB выше, а при воспроизведении будет на 4 dB улучшенное соотношение сигнал/шум, хотя сам магнитофон по-прежнему будет оставаться unity gain устройством, т.е. устройством, у которого при "нуле" на входе будет и "0" на выходе.
При такой настройке, при номинальном уровне сигнала 1,23 В и индикаторы выходов микшерного пульта, и индикаторы по входам в магнитофон будут показывать одинаково - 0 VU. Если подключить выходы с магнитофона к мониторным входам микшера, то при воспроизведении записи индикаторы выходов на магнитофоне покажут 0 VU, и этот же уровень - 0 VU - будет возвращаться в пульт; и это будет независимо от реального уровня записи на ленте. В обоих случаях не будет никакой разницы между уровнями сигналов на входе и на выходе магнитофона, равно как и между показаниями индикаторов. Только при сравнении со стандартной тестовой лентой настройки воспроизведения можно судить о действительных уровнях записи на ленте. Имея такой ориентир, можно легко выполнить A/B-мониторинг между выходами шины микшера и выходом с воспроизводящей головки магнитофона (хотя он будет с задержкой на несколько миллисекунд из-за расстояния между пишущей и воспроизводящей головками), а также сделать вывод о какой-либо потере качества или искажениях, возникающих по вине магнитофона или ленты. Например, если после A/B-мониторинга обнаружилось, что рояль записан с насыщением ленты, то можно либо снизить уровень на выходе микшера, либо снизить уровень записи магнитофона на ленту. Альтернативный вариант заключается в том, чтобы оставить магнитофон по-прежнему в роли устройства с единичным усилением (unity gain), и точно так же оставить настройки пульта в самом оптимальном положении, добившись наилучшего компромисса между шумом и искажениями.
Из-за "мягкости" ограничительных особенностей аналоговой ленты на хороших пультах предусмотрен запас по перегрузке до 20 dB, чтобы обеспечить чистую передачу пиков сигнала на магнитофон, где, в зависимости от природы сигнала, они будут сглажены лентой без слишком заметного на слух эффекта. Если бы точка перегрузки в микшере совпадала с номинальным уровнем перегрузки ленты, происходило бы более резкое электронное лимитирование всплесков сигнала на выходах из пульта, что было бы крайне нежелательно. Поскольку ни пиковые программные индикаторы, ни VU-индикаторы никогда по-настоящему не давали универсального представления о том, каким может быть максимальный уровень сигнала для «переноса на ленту», то решающим фактором всегда был личный опыт инженера, с высоты которого он рассматривал показания индикаторов и решал, можно или нет записывать сигнал на ленту с таким уровнем (кстати, "VU" означает "Volume Units" (единицы громкости), старую единицу измерения из области телекоммуникаций, относящуюся скорее к субъективному восприятию громкости, чем к абсолютному уровню сигнала). Не существовало никаких абсолютных правил и догм, поскольку каждая модель магнитофона, каждый микшерный пульт и каждый тип ленты отличались своими собственными характеристиками по перегрузке. Более того, создание запаса по перегрузке было довольно дорогим удовольствием, поэтому недорогое полупрофессиональное оборудование намного хуже переносило перегрузки и требовало намного большей осторожности при настройке уровня записи. Мало того, именно это оборудование обычно имело более дешёвую и менее точную индикацию.
Когда в 70-х годах дебютировали вполне приемлемые цифровые магнитофоны, они походили внешне и по органам управления на своих аналоговых "родственников", отчасти для того, чтобы облегчить их вхождение в мир звукозаписи с его устоявшимися традициями. Главное отличие цифровых магнитофонов заключалось в том, что у них был гораздо больший динамический диапазон, т.е."рабочий зазор" между уровнем шумов (снизу) и уровнем искажений (сверху), а также тот факт, что возникновение искажений делает звук абсолютно неприемлемым; здесь уже не было мягкого лимитирования, как у аналоговых магнитофонов. Увеличившийся динамический диапазон начал выпячивать проблемы шумов по всей цепочке оборудования. Если раньше это явление маскировалось "капризами" аналоговой записи, то теперь оно уже требовало к себе внимания.
Впрочем, переход от аналоговой к цифровой звукозаписи произошёл относительно безболезненно.

Влияние "цифры"

К середине 80-х из-за глубокого проникновения цифровых технологий на рынок домашних и project-студий границы между профессиональным и бытовым оборудованием начали размываться. Ведь в информационном смысле бит остаётся битом, и нет никакой разницы, в каком формате он записан - в профессиональном или в бытовом. Другими словами, с наступлением "цифровой" эры, когда всю работу можно было выполнить не выходя из "цифры" (цифрового представления данных), не стало никакой существенной разницы между качеством сигнала, записанным на бытовом, полупрофессиональном и профессиональном магнитофонах (за исключением аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразований). Поэтому хотя фирма Sony и настаивала на том, что формат R-DAT предназначен только для бытового применения, он был «уворован» полупрофессиональной и профессиональной средой в качестве весьма недорогого средства для цифрового мастеринга. Именно здесь и произошло то, что можно назвать большим недоразумением.
Ясно, что в цифровой записи максимальный пиковый уровень перед клиппированием является самым оптимальным уровнем записи, т.к. он с наибольшей подробностью сохраняет низкоуровневые сигналы. И если на цифровой ленте, диске или каком угодно другом носителе музыкальный сигнал записан с уровнем ниже максимального, сделать что-либо уже нельзя. Но, и в этом как раз и есть большое «НО» - большинство DAT-магнитофонов не имеют регуляторов уровня выходного сигнала, а большинство модульных цифровых 8-дорожечных магнитофонов вообще не имеют органов управления как на входе, та и на выходе.
В качестве первого примера давайте возьмем DAT-магнитофон SV3700 «Professional» фирмы Panasonic (я взял слово «Professional» в кавычки, потому что всё, что касается DAT-формата, покамест не предназначено для профессионального применения. Тем не менее, этот аппарат делает много, чтобы оправдать свою маркировку). Так вот, если мы подключим его к выходу стерео шины профессионального микшерного пульта и выдадим на ней максимальный сигнал на уровне 0 VU, (1.23 V/+4dBv), то здравый опыт работы с "цифрой" подскажет нам, что регулятор уровня записи на входе DAT-магнитофона нужно установить так, чтобы его индикатор показывал уровень, который на одно световое деление (подразумевается один светодиод, сегмент индикатора - А.К.) был бы ниже уровня клиппирования, указанного на его индикаторах. Руководства по эксплуатации большинства DAT-магнитофонов грешат слабым освещением вопроса об уровнях записи. Но если мы сделаем запись на грани искажения, мы только добьёмся оптимального уровня записи. Помните о том, что в цифровом смысле звук, записанный на грани искажения, остаётся «чистым как снег».
Но как же быть с аналоговым оборудованием, к которому всё это подключается? Если мы с микшерного пульта выведем звук на уровне 0 VU, затем настроим входной регулятор записи на DAT-магнитофоне так, чтобы на выходе с магнитофона было 0 VU (что является обычной настройкой для аналоговых аппаратов), то индикатор по входу в магнитофон в это время будет показывать уровень где-то на 15 dB ниже уровня клиппирования. Это меня наводит на мысль, что при отсутствии регуляторов воспроизведения фирма-производитель рассчитывала на то, что -15dB будет оптимальным уровнем записи. На самом деле причина в том, что такие магнитофоны всё ещё следуют старой концепции аналоговой записи даже сейчас, когда цифровая запись полностью завоевала свое право на существование. Они всё ещё пытаются быть удобными для тех, у кого весь предыдущий опыт связан с аналоговыми системами. Но добиться большего эффекта при работе с цифровыми системами такая практика вряд ли позволит. Мы «выбрасываем» 15 dB динамического диапазона насмарку лишь для того, чтобы согласовать работу магнитофона с микшерным пультом, имеющим только VU-индикаторы.
Если сведение выполняется на аналоговом микшерном пульте со стандартными VU-индикаторами, то малый барабан или рояль, которые на индикаторах показывают уровень около 0 VU, на самом деле в момент атаки могут выдавать пик примерно на 10-12 dB выше. Как уже ранее говорилось, при записи на аналоговую ленту такие пики мягко лимитируются, и уже только инженер решает, приемлема ли величина сжатия динамического диапазона лентой или нет. Это сообразуется с "запасом прочности" в 15 dB, который образуется при стандартной настройке DAT-магнитофонов. Это также показывает, насколько VU-индикаторы соответствуют своему назначению, если с аналоговой лентой работают опытные инженеры звукозаписи, а также объясняет, почему такой грубый прибор как VU-индикатор используется профессионалами на протяжении уже более 50 лет.
Но дело в том, что VU-индикаторы чрезвычайно малоприемлемы для цифровой записи. Я думаю, вопрос должен стоять так: «Нужно ли производителям DAT-магнитофонов жертвовать возможностями своих аппаратов, приспосабливаясь под эксплуатационные потребности того индикационного стандарта, который не приемлем для цифровой записи?». Если же мы не будем обращать на это внимания и будем по-прежнему искать свой «оптимум» в выборе уровня, который на один светодиод (на индикаторе DAT-магнитофона) ниже пикового, то сигнал с уровнем 0 VU на входе в магнитофон даст на выходе из магнитофона сигнал, который будет выше на 15 dB или на +19 dBv. Кроме создаваемых неудобств, возникает вопрос: выдержат ли такие уровни выходные усилители самого магнитофона? Очевидно, что для мониторных входов большинства микшеров средней ценовой категории входной уровень +19 dBv не является приемлемым. Более того, от такого выходного сигнала с магнитофона индикаторы любого микшерного пульта будут зашкаливать; а неосторожное нажатие клавиши воспроизведения для прослушивания записанной после сведения ленты может привести к риску выхода из строя мониторов, так как поступающий на мониторы сигнал будет на 15 dB выше того уровня, какой у них был на выходе стерео группы в момент сведения. Лишь немногие цифровые магнитофоны способны воспроизводить во время записи, а работа в режиме «сквозного канала» практически невозможна, да и вряд ли можно было бы этим воспользоваться из-за 15-децибельной разницы в уровнях на входах и на выходах магнитофонов.

Интерфейс уровня модульных многоканальных цифровых магнитофонов
Сигнал на уровне 0VU (+4 dBv), поданный на симметричные входы магнитофонов ADAT, покажет на их индикаторах (по входу) уровень на 18 dB ниже пика. В свою очередь, на симметричных выходах магнитофона уровень сигнала будет 0VU, что соответствует общим рабочим параметрам обычных аналоговых магнитофонов. Опять-таки, если придерживаться принципа использования в цифровой записи максимального уровня, то на выходе с микшерного пульта потребуется уровень сигнала +22 dBv (+4+18). Практически нет микшерных пультов, индикаторы которых могли бы показывать такие уровни, поэтому положиться можно лишь на индикаторы ADAT-ов.
Когда я впервые работал с ADAT-ами на записи, я был испуган одним моментом, когда в одном неповторимо красивом месте исполнения из-за пикового уровня сигнала на индикаторе ADAT-а мигнул красный светодиод (перегрузка). Во время воспроизведения этого записанного фрагмента индикатор перегрузки по-прежнему вспыхивал, но на слух никаких искажений не было. Наверное, уровень этого пика превышал уровень 0 VU где-то на +21 dB, т.е. составлял +25 dBv. Очевидно, этот уровень и будет тем пиковым уровнем, который в состоянии без искажений записать ADAT, и который будет возвращаться на линейные или мониторные входы микшера. Хотя можно снимать сигнал не с симметричных, а с несимметричных выходов магнитофонов -10 dBv; однако, даже таким выходам «придётся несладко», так как превышение уровня всё ещё будет составлять +11 dBv или больше: ведь это на 21 dB выше их номинальных рабочих уровней.

Различие в принципах индикации

Похоже мы входим в область, где оптимизация цифровых уровней выполняется за счёт маргинализации возможностей аналоговой аудио схемотехники, что само по себе является нонсенсом, если мы хотим достигнуть повышения общей оптимизации цепи записи-воспроизведения. Похоже, что интерфейс становится вещью более или менее произвольной. Я вспоминаю странный случай, когда мой коллега должен был перенести данные с Panasonic SV3700 на Fostex D20. Когда Panasonic показывал пики на уровне одного светодиода ниже перегрузки, Fostex уже показывал перегрузку. Тем не менее (снова!) при воспроизведении копии искажений не наблюдалось.
По практическим причинам привод индикаторов цифровых записывающих устройств осуществляется от цифрового сигнала. Это необходимо для контроля цифрового сигнала непосредственно на входе. Величина внутреннего запаса магнитофона (по динамическому диапазону) может быть разной у разных производителей, а поэтому при копировании показания индикаторов будут разными. Мне также приходилось слышать о том, что многие инженеры пытались добиться максимального уровня записи на DAT-кассете, полагая, что многие заводы по производству CD не в состоянии усилить уровень цифрового сигнала; поэтому из DAT-мастера с низким уровнем сигнала получится такой же CD. Что ж, они использовали ленту оптимальным образом, но причина уже была другой.
В звукозаписывающей индустрии существует большая неопределённость, вызванная невнятными инструкциями со стороны производителей по поводу эксплуатации их оборудования и несоблюдением соответствующих стандартов и принципов. Такая ситуация вряд ли может быть полезной.
Интересно также, насколько быстродействующими являются индикаторы. Понятно, что некоторые индикаторы на DAT-магнитофонах показывают перегрузку на абсолютно разных уровнях. Иногда разница между перегрузкой по индикатору и реальной перегрузкой при переходе от аппарата к аппарату достигает 6dB и более. Дело в том, что по маркетинговым причинам производители оборудования пытаются найти возможность взаимозаменяемости цифровых и аналоговых аппаратов. Конечно, это облегчит переходный процесс. Но эти две системы сильно отличаются друг от друга, и цифровые записывающие устройства часто не могут работать в аналогово-ориентированных схемах без серьёзной потери своих потенциальных возможностей.

Динамический диапазон

Давайте, сравним всё более подробно.

На рис.сравниваются динамические диапазоны высококачественного микшерного пульта, аналогового и цифрового магнитофона. Микшерный пульт и аналоговый магнитофон имеют чётко отмеченный «нулевой уровень». Отметим, что диапазон между уровнем шумов и уровнем перегрузки микшера гораздо больше диапазона между уровнем шумов ленты и контрольным уровнем аналогового магнитофона (уровнем, на котором сжатие динамического диапазона на ленте даёт гармонические искажения более 1 %). Он также больше диапазона между уровнем шумов ленты и уровнем сатурации (насыщения) того же аналогового магнитофона (уровнем, с которого начинаются сильные искажения). Это означает, что контрольный уровень пульта можно задавать сравнительно произвольно ввиду того, что его уровень перегрузки превышает даже уровень сатурации аналогового магнитофона, да и минимальный уровень шумов микшера ниже. Добиться этого на практике не трудно, поскольку гораздо легче сделать электронную начинку пульта, обеспечивающую динамический диапазон 120dB, чем выжать из аналогового магнитофона более 90 dB (даже при помощи устройств шумоподавления).
У микшеров средней ценовой группы верхняя половина диапазона (между номинальным уровнем выхода «0» и уровнем перегрузки) может оказаться худшей по качеству, чем их функциональные характеристики до этого уровня. Но поскольку в этом же диапазоне увеличивается насыщение аналоговой ленты, то искажения от её насыщения будут зачастую превышать искажения немного ухудшенного выходного сигнала с пульта, что будет маскировать любые недостатки сигналов с выхода пульта на уровне, скажем, +10 или +14 dB относительно номинального «0». Самые дорогие пульты, рассчитанные на работу с номинальным уровнем на выходе +4 dBv (0 VU), имеют способность по перегрузке порядка +24 dBv или даже выше без каких-либо признаков ухудшения звука, чего не скажешь о многих пультах средней ценовой группы, предназначенных использования в project-студиях. Тем не менее, с аналоговыми магнитофонами они работают довольно хорошо, не создавая проблем по ограничениям благодаря вышеупомянутому маскирующему эффекту.
На рис. справа от динамического диапазона микшера, показан динамический диапазон обычного цифрового магнитофона. Снизу он ограничен минимальным уровнем шума, который обеспечивается цифроаналоговыми преобразователями, а по верхнему краю - внезапным началом сильных искажений от перегрузки. Во всех точках этого диапазона качество звука одинаково, хотя на самых низких уровнях могут проявляться шумы квантования. На рис.26 показаны характеристики нарастания искажений в зависимости от уровня для цифровых, аналоговых магнитофонов и микшерных пультов, хотя здесь мы видим два разных пульта: один - из числа самых совершенных, а второй - с более умеренными характеристиками. Здесь продемонстрировано отличное соответствие между аналоговым магнитофоном и обоими микшерными пультами. И это совсем не удивительно. Ведь они разрабатывались бок о бок на протяжении последних 50 лет.
Поскольку в любой точке динамического диапазона качество записи звука на цифровом магнитофоне будет примерно одинаковым, мы будем отталкиваться от уровня шумов, что и будет определять границу динамического диапазона любого записанного сигнала. Поэтому, записывая музыкальные сигналы с пиками чуть-чуть ниже уровня клиппирования, мы сделаем динамический диапазон максимальным и, тем самым, до максимума повысим разрешающую способность низкоуровневых сигналов. Чем дальше мы сможем «увести» низкоуровневые от минимального уровня шума, тем большим будет ощущение открытости, чистоты и динамики музыки. Существуют философские школы, которые определяют неразличимое искажение на пиковых сигналах как максимальный уровень записи. Восприятие уровней клиппирования - очень сложный вопрос. Но если на каких-то уровнях клиппирования мы не слышим искажений, то независимо от того, что это за уровни, они не будут вредно сказываться на музыке. Так могло быть и в описанном мною случае, когда во время записи загорелся индикатор перегрузки, но при воспроизведении никаких искажений слышно не было.

Коренные причины искажений

Теперь нам следует рассмотреть, каковы же механизмы искажений в каждой из трёх рассматриваемых нами систем. Микшерный пульт проявит перегрузку довольно быстро тогда, когда величина пика сигнала в любой части системы достигнет величины напряжения на шине источника питания. Система, работающая на ±5 вольт постоянного тока, не может выдать на выходе более чем 10 вольт между пиками музыкального сигнала. На практике же сигнал начинает ухудшаться ещё до того, как он достигнет этих пределов.
Аналоговый магнитофон записывает как изменяющийся ток сигнала, так и фиксированный ток подмагничивания по верхним частотам, что помогает уйти от гистерезисных проблем на ленте (которая не намагничивается и не размагничивается симметрично). Лента начинает постепенно сжимать динамический диапазон сигнала, когда диапазон относительно линейной записи, обеспечивающейся током подмагничивания, достигнет своих пределов. Если музыкальный сигнал превышает ток подмагничивания, то эффект смещения теряется, а лента быстро и нелинейно насыщается. Однако постепенно нарастающие искажения на ленте не являются настолько жёсткими, как при неприятном клиппировании большинства электронных систем, потому что значительная часть таких искажений состоит из гармоник чётного порядка, которые могут звучать достаточно музыкально. Этот эффект более похож на эффект компрессии, которая постепенно становится всё жёстче по мере повышения уровня.
В цифровых магнитофонах перегрузку испытывает не лента, а аналогово-цифровые преобразователи. Лента только записывает кодированные числа, причём количество цифр не зависит от уровня музыкального сигнала. Однако, как только преобразователь доходит до «всех единиц», возникает агрессивный звук жёсткого клиппирования. Таким образом, цифровая перегрузка не имеет никакого отношения к уровням сигналов на ленте, а только к проходу чисел через аналогово-цифровые преобразователи. Три вышеописанные механизма перегрузки очень сильно отличаются друг от друга, поэтому не вызывает удивления возникновение проблем при их согласовании.
На рис.27 показано, как происходит согласование микшера средней ценовой группы с цифровым магнитофоном. На графике (a) это показано на примере пульта с VU-индикаторами и сигнала, имеющего пики на 6 dB выше уровня 0 VU. Если с симметричного выхода пульта +4 dBv сигнал поступает на симметричные входы ADAT-а +4 dBv, то пиковые уровни сигнала на ADAT-е будут доходить только до уровня, который на 12 dB ниже уровня клиппирования. Тем самым остаются целых два бита неиспользованного динамического диапазона (уровень клиппирования ADAT-ов соответствует уровню +18VU на выходе микшера; шесть децибел динамического диапазона приравниваются к одному биту разрешающей способности).

Из графика (b) видно, что случится, если повысить уровни выходных сигналов с пульта так, чтобы ADAT получал пиковый сигнал на уровне своего клиппирования. Пульт тоже очень близок к своей точке перегрузки, и его искажения на этом уровне могут возрасти. Цифровой магнитофон в отличие от аналогового не имеет постепенно нарастающих искажений с приближением уровня клиппирования, поэтому эффект маскировки нарастающих искажений пульта в этом случае не сработает. Если искажения пульта в этом диапазоне существуют, они будут слышимыми. Более того, при таком типе подключения индикаторы микшера будут «в постоянном зашкале», и толку с них не будет никакого. Точно так же, когда записанный сигнал с выхода магнитофона будет возвращаться в пульт, его индикаторы опять будут «завалены до упора», а входные цепи микшера при получении сигнала на уровне +22 dBv могут, в зависимости от конструкции, испытывать такой же стресс, как и выходные каскады.

Как обойти искажения, создаваемые пультом
Есть два простых решения этой проблемы. Первое состоит в использовании на ADAT-е входов и выходов -10 dBv совместно с входами и выходами микшерного пульта +4 dBv. На графике (с) рисунка 27 показано, что при таком решении сигнал 0 VU с выхода микшера +4 dBv подаётся на вход магнитофона, превышая на 14 dB его номинальный уровень (разница между значениями -10 и +4). А поскольку номинальный уровень магнитофона на 18 dB ниже уровня клиппирования, то при подаче с микшера сигнала на 14 dB выше номинального (как в нашем случае) уровень по входу в ADAT будет по-прежнему ниже на 4 dB уровня клиппирования ADAT-а. Это почти идеально, так как создаёт реалистичный 4-6 dB-ый запас для музыкальных пиков, проскакивающих выше уровня 0 VU на индикаторах микшерного пульта. Большую осторожность нужно проявлять, если микшер имеет только традиционные VU-индикаторы. В этом случае лучше полагаться на индикаторы магнитофона.
Единственный недостаток такого решения в том, что оно означает использование низкоуровневых несимметричных входов и выходов магнитофонов. Если магнитофоны располагаются на удалении (например, в аппаратной комнате), то эта система будет более подверженной влиянию коммутационных шумов. Но если явной проблемы с шумами не существует или магнитофоны установлены возле микшера, проблем с использованием несимметричных входов быть не должно.
Вообще-то для некоторых магнитофонов остаётся спорным вопрос, какие входы и выходы - несимметричные или симметричные - являются наиболее нейтральными по звуку. Помните, что многие модульные 8-дорожечные аппараты созданы в расчёте на низкую цену, а настоящие высокоуровневые сбалансированные входы, обеспечивающие большую чистоту звука – удовольствие не из дешёвых. Поэтому, если Вас не беспокоят шумы коммутации, несимметричные подключения могут оказаться предпочтительнее компромиссных (именно компромиссных – А.К.) симметричных подключений. Хотя этот вопрос может быть целиком решен и с помощью правильного выбора длины кабеля. В каждом отдельном случае решение по этой проблеме будет индивидуальным.
Оптимальное решение
Конечно, всего этого можно избежать с помощью второго варианта. Если попросту снабдить цифровые магнитофоны регуляторами уровня на входе и выходе, их можно сделать оптимально совместимыми с их аналоговыми собратьями и с микшерными пультами. В самом деле, это настолько фундаментальное требование, что без его решения никак нельзя найти оптимальный способ согласования всех этих устройств. Поэтому я опять должен подвергнуть сомнению заявления о каком-либо профессиональном статусе цифровых магнитофонов. Конечно, отчасти эта проблема по-прежнему коренится в дилемме, связанной с индикацией. Поэтому давайте посмотрим на те индикаторы, которые употребляются в настоящее время, а также на то, как они появились.

Индикация

Появление стандартного VU-индикатора относится к 1939 году, а «VU» означает «Volume Units» (единицы уровня). Действительно, это устройство является прибором индикации уровня, но в наши дни его так называют редко. Он предназначался для слежения за уровнем сигналов в телекоммуникационных линиях. VU-индикаторы специально рассчитаны на то, чтобы реагировать на средний уровень звука теле-радио передачи. Баллистически они «амортизируются» так, что перегрузочные уровни на пиках сигналов достаточно хорошо соотносятся с тем, что мы слышим. VU-индикаторы не могут правильно реагировать на быстрые пиковые уровни, поэтому они нечасто используются там, где важно отслеживать абсолютные пиковые уровни, например, на радиопередатчиках или на оборудовании для изготовления виниловых дисков. В обоих этих случаях прохождение незамеченных пиков может привести к очень дорогостоящему ремонту оборудования. Тем не менее, VU-индикаторы достаточно хорошо показывают характеристики насыщения аналоговой ленты, а инженеры звукозаписи вскоре научились соотносить показания этих индикаторов с типом записываемой музыки и использовать их показания так, как подсказывает им опыт.
Например, при оптимально отстроенном магнитофоне для чистой записи инструмента с частыми пиками (например, громкое фортепиано) возможно хватит показаний VU-индикатора в пределах -4. С другой стороны, звук гитары с дисторшн-эффектом практически не имеет разницы между пиковым уровнем и средним уровнем сигнала, а сами «искажения» вполне могли бы записываться и при зашкаленных VU-индикаторах.
Показываемые VU-индикатором значения требуют истолкования со стороны специалиста. Дешёвые VU-индикаторы на недорогих микшерных пультах едва ли обладают правдоподобной VU-баллистикой, поэтому для толкования их показаний может понадобиться кое-какой опыт проб и ошибок. Высококачественные VU-индикаторы весьма дороги и поэтому, как правило, устанавливаются только на дорогом оборудовании. Кстати, под словом «дорогое» я не просто подразумеваю «оборудование, которое стоит много денег». Для большинства людей $50.000 – это большие деньги, и 16-канальный микшерный пульт с несколькими функциями за эту сумму является действительно дорогим. С другой стороны, 96-канальный пульт с полным эквалайзером и многими наворотами за ту же сумму – дорогим не будет. Однако именно у первого пульта скорее всего будут правдоподобные VU-индикаторы.
VU-индикаторы очень плохо показывают уровни цифровых сигналов. «Неправдоподобность» бывает настолько большой, что фирма Alesis посчитала необходимым оставить на системе ADAT 18-децибельный «запас прочности». Возможно, это решение было продиктовано рынком. Но проблема согласования такого аппарата с обычным средним по цене микшером уж точно не является технической.
Может быть, кто-то считает, что более подходящими для этого являются пиковые программные индикаторы? Тогда вопрос ставится так: «А какие именно?» Только в Европе используются по меньшей мере четыре типа пиковых программных индикаторов (далее - ППИ): Европейский Радиовещательный Союз, Германский Институт Стандартов DIN, Нордическая Радиовещательные Организация и Великобритания (BBC) – все они имеют собственное мнение о том, каким должен быть ППИ. Более того, в США даже некоторые отдельные радиовещательные компании имеют свои собственные стандарты ППИ, действующие в рамках предприятия. Кроме различных стандартов ППИ, есть ещё и различия по шкале, как показано на рис:

В ответ на эту путаницу и только для того, чтобы подлить масла в огонь, многие производители цифрового аудио оборудования ввели свои собственные стандарты индикации. На этот счёт в настоящее время нет никакого общепринятого консенсуса. Проблема отягощается ещё и тем, что между уровнями аудио сигналов и уровнями цифровых сигналов не существует простого соотношения. Для "уровней" цифровых сигналов главным образом важно только то, сколько бит остаётся исключительно для динамического диапазона музыкального сигнала. Несколько организаций посчитали необходимым так откалибровать аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, чтобы 0 dBFS (0 dB, «полная» шкала и т.д., т.е.когда в цифровом коде остаются только единицы) соответствовал уровню +18 dBv. Но всё это – только ради совместимости с аналоговыми системами. Это снова очевидный компромисс, поскольку он не учитывает весь потенциал цифровых магнитофонов. Это ещё одна нелепость.
Похоже, что единственное реальное решение проблемы индикации заключается в использовании для микшерного пульта отдельного индикационного устройства, выполненного специально для цифровых магнитофонов (это в том случае, если нет возможности сидя у пульта свободно наблюдать индикаторы магнитофонов). Для работы с этим индикатором тоже потребуется опыт проб и ошибок, чтобы приобрести понимание хотя бы того, как себя могут вести разные по типу сигналы. Например, не рекомендуется записывать скрипку на уровнях, при которых загорается индикация клиппирования, хотя при записи перкуссии это может и не быть проблемой, так как ухо не успевает распознать кратковременные искажения.
Индикация - это всего лишь справочная информация о том, что происходит в сигнальной цепи. На сегодняшний день нет никакой альтернативы опыту интерпретирования показаний приборов, если поставлена цель постоянно добиваться оптимальных уровней записи, и об этом нужно помнить независимо от того, какого типа системой записи Вы пользуетесь.

Цифровая индикация как она есть

Многие из рассмотренных нами проблем индикации касались аспектов согласования различных систем. При этом создаётся впечатление, что если пользоваться одинаковыми системами индикации либо на полностью аналоговых, либо на полностью цифровых системах записи, то и показания индикаторов будут совершенно одинаковыми. Другими словами, если мы проследим уровень сигнала на цифровом микшерном пульте, а затем подключим его «по цифре» к цифровому записывающему устройству, будь то жёсткий диск, CD-рекордер, магнитофон или что угодно, у нас не будет разночтений. Действительно, можно утверждать, что между такими устройствами существует достаточно хорошая корреляция, но всё-таки время от времени мы можем наблюдать некоторые разночтения.
Очевидно, что для прохождения сигнала между цифровыми устройствами нет никакой нужды учитывать запас по динамическому диапазону, который должен обеспечиваться при сопряжении с аналоговыми системами записи. Нет никакого риска постепенного ухудшения сигнала по мере нарастания уровней; нет никаких проблем с насыщением, которые требуют внимания. Ввиду всего этого, поскольку бит есть бит в любой цифровой системе, не должно бы быть никаких проблем, чтобы сделать индикаторы, которые бы читались в любом заданном стандарте.
Однако в разделе 7.2 уже говорилось, что на индикаторах двух DAT-магнитофонов разных производителей один и тот же сигнал показывал разные уровни. Следует помнить, что цифровые индикаторы "уровня" не измеряют на самом деле уровень звука, а показывают частоту и уровни выборки сигналов «в цифре». На частотах ниже примерно 1 kHz существует достаточное соответствие действительному уровню музыкального сигнала, но на высоких частотах, особенно при наличии синусоид, могут возникать самые разные нонсенсы. Хотя не так уж часто в музыке используются синусоиды 12kHz по всему диапазону, такие сигналы могут спровоцировать очень странные показания у некоторых цифровых систем индикации. Иногда случаются странные ситуации, когда некоторые сигналы вне зависимости от уровня записи никогда не вызывают клиппирования. Это - результат разных мнений производителей в вопросах рассмотрения большинства музыкальных сигналов. Их различные мнения, в плане того, откуда в точности начинается субъективное восприятие перегрузок, приводят к различным подходам к индикации.
Разница во мнениях существует не только в вопросах инерционности человеческого глаза, но и в отношении того, до какой степени следует соблюдать индикационную совместимость в пределах ассортиментного ряда оборудования, выпускаемого одним и тем же производителем. Например, одна очень известная фирма-производитель разработала систему индикации для одного из своих микшерных пультов, которая показывала отличное соответствие между реальными цифровыми "уровнями", музыкой и человеческим восприятием такой индикации. Однако показания этих индикаторов заметным образом отличались от показаний индикаторов, установленных на магнитофонах той же фирмы. И хотя эти новые индикаторы и были почти во всех отношениях более точными, их выбросили в утиль, а пульты снова стали оборудовать худшими индикаторами, соответствующими индикаторам на магнитофонах. Это было чисто маркетинговое решение во избежание неудобных вопросов со стороны пользователей. В силу того, что это были абсолютно профессиональные и очень дорогие элементы оборудования, я думаю, что такое решение не делает чести этой фирме, но, увы, на сегодняшний день сложился именно такой климат.
При такой ситуации даже на самом профессиональном уровне едва ли можно кого-нибудь удивить тем, что неопределённости на полупрофессиональном уровне ещё больше. Ирония в том, что именно полупрофессиональное оборудование оказывается в руках менее опытных операторов, которые действительно нуждаются в наиболее точной индикации, поскольку возможностей у них для наиболее удачной интерпретации показаний приборов, как правило, намного меньше. Поэтому даже в полностью цифровых системах нет никакой гарантии того, что достаточно будет лишь сверяться с показаниями индикаторов только на одном устройстве. Различные устройства могут показывать точку перегрузки с разницей до 4 dB, а такие точки перегрузки могут также зависть и от уровня сигнала. С опытом пользователи могут наловчиться пользоваться индикацией, узнать, какой индикатор является наиболее чувствительным или наиболее хорошо показывает начало воспринимаемых искажений. С приобретением такого опыта, возможно, станет ясно, что нужно обращать внимание лишь на один блок индикаторов по всей цепи. Цифровая индикация ни в коей мере не является настолько абсолютной, насколько ей следовало бы быть в идеальном мире… или по-настоящему профессиональном мире, если уж на то пошло.

(c) Филип Ньюэлп, html верстка - corpuscul.net

Децибелы, громкость и уровень звука

Вступление
Как большинство из нас поступает? Берет первый попавшийся измеритель уровня и пишет так, чтобы громкость не поднималась выше нуля. Но все кажется простым лишь до тех пор, пока вы не увидите, что этот же самый материал на другой машине покажет, что пики не поднимаются выше -1 дб, а на третьей машине метер вообще покажет перегрузку, в то время как ваша рабочая станция упорно показывает ноль! Но чтобы вам совсем поплохело – посмотрите, что покажет на вашей фонограмме дорогой профессиональный измеритель уровня. В этой главе мы разберем различные типы метеров, концепцию цифровой перегрузки, аналоговый и цифровой хедрум, громкость, соотношение сигнал/шум и также свежим взором посмотрим на практику даббинга (dubbing?) и калибровки уровня.

Топ 10 коварных и запутывающих аудио-терминов:

10) Интенсивность… она показывает звуковое давление. Для практических нужд мы зовем её SPL (Sound Pressure Level)

9) Уровень… это мера интенсивности, но только когда используется в одиночку, так как уровень может обозначать абсолютно что угодно, но не значить абсолютно ничего! Чтобы не запутываться уровень всегда подразумевают вместе с чем-то, например уровень вольтажа, уровень звукового давления, цифровой уровень. Пример: 40 dB SPL, -20 dBu, -25 dBFS. Каждый суффикс показывает отношение к чему применяются данные показания в децибелах. SPL – уровень звукового давления – величина амплитуды или энергии физического звука, присутствующего в атмосфере. 40 dB SPL и 0.002 Пa (Паскаля) – одно и тоже давление, только первое выражено в децибелах относительно нуля SPL, а второе – абсолютная велечина.

8) Децибел… это относительное значение, всегда выражает отношение к какой-либо точке отсчета. Для примера, что если любую длину мы будем выражать относительно сантиметра? Вы скажете: «эта величина в 10 раз больше, чем сантиметр». То же самое и с децибелами. +10 dB означает: на 10 деци-бел больше, чем моя точка отсчета, которую я определил в 0 децибел. dBu, dBm, dB SPL, dBFS… все это соотношения к определенным известным величинам, поэтому они мо-гут быть выражены через вольты, энергию и так далее… Термин dBu, введенный корпорацией Нива в 1960ом году означает, что децибелы соотносятся с величиной, равной 0.775 вольта. dBm соотносятся с энергией в один миливат. dBFS соотносятся с диапазоном PCM (0 dBFS – это максимальный цифровой уровень, который мы можем получить).

7) Гейн или усиление… это относительная величина, выраженная в децибелах без суффикса: это отношение выходного уровня усилителя к входному. Если усилитель получает входной уровень равный -23 dBU, а на выходе получается +4 dBu – он имеет гейн в 27 dB.

6) Аттенюация… выраженная в децибелах она показывает негативный гейн, то есть его потерю. Например аттенюация в 20 dB означает то же самое, что -20 dB.

5) Уровень звукового давления (SPL)… велечина звукового давления относится к 0.0002 dyne/cm2 (0 dB SPL). 74 dB SPL – типичный уровень разговорной речи на расстоянии в 12 дюймов, 94 dB SPL – на расстоянии 1 дюйм.

4) Громкость… используется для отражения восприятия слушателя. Громкость сложно представить в виде измерений. Две фонограммы абсолютно одинакового уровня могу звучать с разной субъективной громкостью. Метер, реально показывающий субъективную громкость, использует сложные вычисления на основе SPL, частотной составляющей и времени. Также важную роль играет время прослушивания. После 5 минут тишины фонограмма покажется нам громкой, но послушав какое-то время – мы привыкаем и возможно делаем еще громче.

3) Внутренняя громкость… Я сам придумал этот термин, которым я определяю громкость фонограммы до того, как начинаю крутить мониторинг контроль. Так как нет отношения к SPL внутри цифрового файла, внутреннюю громкость нельзя померить в абсолютных величинах, но этот термин может использоваться в относительном контексте. Например у нас есть две фонограммы, которые мы привели к одной субъективной громкости крутя ручку контроля мониторов. Запомнив позиции мы можем сказать, что например одна фонограмма имеет на 2 децибела большую внутреннюю громкость, чем другая, поэтому я могу сказать, что одна фонограмма на 2 децибела громче.

2) Средний и пиковый уровни… Крест фактор… Крест фактор это отношение пикового уровня к среднему (RMS), потому как есть отличие между уровнем RMS и максимальным уровнем фонограммы. Например средний уровень на самых громких пассажах находится на уровне -20 dBFS, в то время как пиковый индикатор показывает -3 dBFS. В таком случае мы имеем крест фактор равный 17 децибелам. Очень сложно найти музыку, крест фактор которой был бы больше 20 децибел, поэтому это считается максимумом. Если динамический диапазон фонограммы (разницу между громкими и тихими пассажами) сузить, мы говорим, что материал скомпрессирован – такой материал имеет более низкий крест фактор, чем не компрессированный.

1) Уровень громкости… обычно ассоциируется с ручками изменения громкости, но это неточный потребительский термин. Используется неверно, потому что им одновременно означают и громкость и позицию ручки, которая показывает гейн, а не уровень. Я предпочитаю называть это профессиональным термином – мониторный контроль, но иногда приходится в общении с клиентами использовать этот неверный термин.

Метеры… метеры… метеры

VU-meter. VU-метер ужасный лжец – он показывает лишь средний уровень фонограммы и не реагирует на пики, поэтому он не может защитить от перегрузки. Единственное, что он показывает лучше пикового индикатора – это наше восприятие субъективной громкости, но даже с этой задачей он справляется неважно, так как его частотное восприятие ровно на всем диапазоне, в том числе и на низких частотах, а человеческих слух низкие частоты воспринимает хуже. Еще одна проблема VU-метра то, что его шкала нелинейна, поэтому неопытные операторы постоянно ошибаются, думая, что уровень музыки должен лежать в районе -6 и +3 VU, а на самом деле стрелка должна еле подниматься за -20 VU – и это пугает оператора, он думает, что уровень слишком низкий. Только очень сильно скомпрессированная музыка поднимет стрелку выше, иными словами шкала VU-метра показывает перекомпрессию. Цифровой пиковый метер. Такой метер может быть в 3х вариантах: - Дешевый и неправильный - Аккуратный с точностью до сэмпла, но вводящий в заблуждение - Реконструирующий, показывающий цифровую перегрузку.

Дешевые и неправильные цифровые метеры.

Производители рекордеров впихивают много всего в одну небольшую коробку и дизайн метеров часто компромисс, чтобы снизить расходы. Некоторые рекордеры могут иметь метеры, стоящие в аналоговых цепях – это неправильно. На некоторых рекордерах метеры цифровые, но они выполнены в виде загорающихся лампочек и не показывают уровни с достаточной точностью. Аккуратные с точностью до сэмпла метеры (сэмпл-акурейт). Некоторые производители производят метеры с шагом на шкалах в 1 дб или даже меньше. Основная проблема этих метров в том, что они не видят разницы между 0 dBFS (цифровым максимумом) и перегрузкой. Мы должны знать, не перегрузился ли ADC во время записи, для этого мы можем использовать аналоговый метер перед оцифровкой, который может показать нам возможную перегрузку, показав нам больший вольтаж, чем эквивалентный 0 dBFS. После того, как сигнал уже записан – стандартный сэмпл-акурейт метер не покажет нам ничего выше цифрового нуля, даже если при записи случилась перегрузка. Но некоторые метеры могут показать, что сигнал был обрезан во время записи. Они считают сэмплы, и если в сигнале цепочка из трех сэмплов с уровнем 0 dBFS – значит случилась перегрузка и сигнал обрезан. Три сэмпла на частоте 44.1 кило-герц – очень консервативный стандарт. По своей сути это значит, что искажения во время перегрузки не могут длится больше 33 микросекунд, иначе они будут уже слышны. Реконструирующие метеры. Они намного изощреннее. До тех пор пока звук остается в цифровом формате, цепочка семплов может сказать нам, что звук был перегружен, но когда звук переходит из одного состояния в другое, такая перегрузка может вызвать слышимые искажения. Это может про-изойти при проходе звука через DAC, конвертер частоты дискретизации а также при использовании различных кодеков типа mp3 или AC3. При этих процессах возникают дополнительные пики между семплами, которые выше по уровню, чем сам цифровой сигнал. Фирма TC Electronic проводила тесты на множестве обычных потребительских DAC, и они показали, что большинство из них не имеют хедрума (запаса по уровню) достаточного, чтобы корректно воспроизводить уровни в 0 dBFS. Сильно скомпрессированный и отлимитированный сигнал может давать пики до 4-5 децибел. Но с помощью оверсемплинга сигнала – мы можем померить такие пики. Реконструирующие или оверсемплинг метеры восстановят нам их, но все равно это будет не совсем точно. TC Electronic (System 6000) и Sony (Oxford) имеют оверсемплинг лимитер и пик-метер. Также оверсемплинг метер есть в программе Digi-check фирмы RME. Реконструирующие метеры говорят нам не только как будет реагировать DAC, но и что случится с сигналом после конвертации в mp3. Вооружившись этим знанием мастеринг инженеры должны учитывать не только то, что звук превосходно звучит на их аппаратуре, но и что с ним случится дальше в бытовой сфере. Если клиенту недостаточно показать на оверсемплинг метер, надо продемонстировать ему, что случится с его звуком при кодировке в мп3 с низким битрейтом.

Практика безопасных уровней
Если вы сводите со стандартным цифровым измерителем уровня – держите уровень микса не выше -3 dBFS. Чем больше материал обработан, эквализован, скомпрессирован – тем больше он проблем может создать, когда покинет студию мастеринга. Мы и не подозревали об этой проблеме, пока не началась гонка за громкостью и не изобрели цифровые лимитеры. Поэтому в современных условиях очень важно использовать оверсемплинг метер. Если его нет, то хотя бы выставляйте максимальный уровень на лимитере не больше -0.3 dB.

Миф о волшебных способах удалить клипинг
Если на каком-то материале метер показывает кучу перегрузки, то достаточно опустить её всего лишь на -0.1 дБ и метер перестанет показывать перегрузку. Но на самом деле это не уберет ни клипинги, ни искажения. Некоторые мастеринг инженеры специально клипуют сигнал и потом опускают уровень совсем чуть-чуть, чтобы визуально проблем не было. Эта практика называется Шредером и производит очень утомительные на слух записи.

Практика пикового уровня при 24х битных записях
Даже несмотря на то, что сейчас всё уже пишется в 24х битах, некоторые инженеры всё равно стараются записывать под самый ноль, что чревато перегрузкой сигнала. Вспомните, что диапазон 16 битной записи 91 dBFS, а это значит, что вы должны понизить уровень при 24х битной записи на 48 децибел, чтобы только начать писать как бы в 16 битах! А сверху еще целых 48 децибел пространства! Вы ничего не потеряете если при 24 битной записи будете писать до -3 dBFS или даже до -10 dBFS и все равно это будет чистая запись. Также микс, сделанный до -3 dBFS проще потом обрабатывать на мастеринге без лишнего вмешательства для понижения уровня после например мастерингового эквалайзера. Некоторые 24х битные ADC заявляют, что они имеют достаточный хедрум для пиков, но на самом деле там стоит компрессор, предотвращающий перегрузку ADC в самом верху динамического диапазона. Но это обманчивые заявления. Вообще перегрузки по уровню впринципе не должны случаться в студии звукозаписи – инженеры контролируют уровень, поэтому лучше выключить все эти компрессоры в ADC, опустить уровень записи и иметь запас для пиков. Единственно, зачем может быть использован такой компрессор в ADC – эмуляция аналоговой ленты. Но, так как запись процесс необратимый, подобные «улучшения» лучше все же делать на стадии сведения.

Насколько громко это звучит?
В противовес расхожему мнению – цифровые пиковые индикаторы никогда не показывают громкость. Вот иллюстрация: допустим вы осуществляете 2х микрофонную запись какого-то коллектива и вы нашли превосходный баланс! Вы оставляете фейдеры в покое и даете музыкантам записать несколько превосходных дублей. В одном из дублей максимальный уровень был -4 dB, а в другом он достиг 0 dB. Значит ли это, что второй был громче? Конечно нет, потому, что человеческих слух реагирует на средний уровень звука, а не на пиковый, когда оценивает громкость. Если вы увеличите первый дубль на 4 децибела, чтобы он сравнялся по пиковому уровню со вторым – субъективно первый будет звучать громче. Аналоговая запись на ленту и цифровая запись одного и того же источника разнятся применительно к понятию громкости. Если мы оцифруем потом аналоговую запись, то пики будут на 6 децибел больше, чем на изначально цифровой записи. Это оттого, что крест фактор аналоговой записи 12-14 децибел, а цифровой около 20 децибел. Компрессия аналоговой ленты делает запись громче.

Мифы нормализации
Эстетический миф. Редакторы цифрового звука имеют инструмент, зовущийся Пиковой Нормализацией. Это полуавтоматический метод изменения уровня. Инженер выделяет все песни в альбоме и компьютер ищет самый громкий пик во всем альбоме и автоматически изменяет громкость всего материала, пока этот пик не достигнет какого-то заданного значения, обычно это 0 dBFS. Если таким образом обработан весь материал – серьезной эстетической проблемы нет, так как вся музыка изменилась по уровню на одну и ту же величину. Но если нормализовать каждую песню в отдельности – это будет большой ошибкой, так как человеческий слух воспринимает только средний уровень, а не пиковый. И тогда баллада с небольшим крестфактором станет очень громкой, а забойная громкая роковая вещь с кучей перкуссии – станет тихой. Технический миф. Так же мифом является то, что нормализация улучшает качество звучания. Наоборот – она ухудшает его! Технически говоря нормализация, это лишний пересчет, который вносит искажения квантования, а так как материал уже смикширован – он уже отквантизован, что предопределило соотношение сигнал/шум и дальнейшее повышение громкости не изменит его. Так что, материал, который будет использоваться во время мастеринга не нуждается в нормализации, тем более, что дальше будет вестись дальнейшая обработка, которой не нужны максимальные уровни исходника.

Усредненная нормализация
Это еще одна форма нормализации. Она работает через специальный алгоритм, базирующийся на измерении среднего уровня громкости. Но все равно все это не работает, так как компьютер не знает, что баллада должна звучать тише и мягче, чем забойный рок. Но такая нормализация может помочь в радиовещании, громком вещании в общественных помещениях и различных случаях фоновой музыки. Но никак не при мастеринге.

Правильная оценка громкости
Так как только человеческий слух может правильно оценивать громкость, есть ли какие-нибудь объективные пути определить как громко звучит ваш CD? Используйте один и тот же DAC для вывода звука со всех ваших цифровых источников и фиксированное значение мониторного гейна. После этого вы сможете сравнить ваш CD с другими.

Защита микса от клипинга ADC
Профессиональные студии с аналоговыми консолями до сих пор используют VU-метры, чтобы измерять выход консоли на оцифровщик. Я использую термин «номинальный», чтобы обозначить уровень вольтажа на синусе, который соответствует 0 VU – обычно это на 20 dB ниже цифрового нуля 0 dBFS. Чтобы откалибровать систему, пропустите синус через аналоговую систему так, чтобы на измерителе уровня было 0 VU и отстройте гейн ADC под -20 dB с помощью аккуратного цифрового метра. Это защитит микс от клипинга при оцифровке, так как крест фактор типичной музыки не выше 20 децибел, а обычно от 12 до 14 dB.

Хедрум аналогового оборудования
Защита ADC и микса от клипинга не спасет вас, если ваша консоль перегружается перед ADC. В нашей мастеринговой практике мы часто используем несколько аналоговых процессоров в цепочке, поэтому нам важно знать все о аналоговых уровнях, искажениях и шуме такой аналоговой цепочки перед нашим ADC.
Не все аналоговое оборудование сделано одинаково, и стандартные номинальные +4 dBu могут быть слишком высоки по следующим причинам:
1) Точка перегрузки дешевого аналогового оборудования с течением лет становилась все ниже и ниже с процессом удешевления производства. Если раньше, до появления дешевых 8-buss консолей, большинство профессионального оборудования клиповало на +24 dBu или даже выше, то с появлением дешевого дизайна консолей этот уровень упал на точку +20 dBu (7.75 вольта). Это может быть огромной помехой чистому звуку, особенно при каскадировании усилителей. 2) По моему мнению, звук во многих транзисторных цепях начинает дико искажаться еще до того, как сигнал достигнет точки клипинга. Поэтому пиковый уровень должен оставаться ниже региона искажений и поэтому нам следует использовать такие усилители, которые должны клиповать хотя бы на 6ти децибелах выше максимального уровня нашего сигнала. Это все означает, что если при 0 VU мы имеем +4 dBu, то точка клипинга должна быть как минимум +30 dBu. Поэтому профессиональное оборудование имеет точки клипинга выше +37 dBu. Чтобы с этим справится – такой усилитель должен иметь очень дорогие компоненты в своих цепях, и поэтому более дорогие подобные приборы лучше звучат. И именно поэтому ламповые усилители с их 300-вольтовыми c компонентами и хедрумом в 30 dB и выше обычно ценятся выше своих транзисторных аналогов.

Буфер
Традиционно, разница между средним уровнем и точкой клипинга называется хедрумом, и чтобы как-то обозначить диапазон хедрума между точкой клипинга и пиковым уровнем музыки – я назвал его буфером. Если активный балансный выход прибора соединить с небалансным – то точка клипинга уменьшается на 6 dB. Консоли с двойным выходом, спроектированные работать как с профессиональными, так и с полупрофессиональными уровнями могут быть потенциально проблемными. Иронично говоря полупрофессиональный выход такой консоли может звучать лучше. Стоит поднять вопрос – а так ли нужен профессиональный уровень в +4 dBu. Потому как не каждая мастеринговая или обычная студия звукозаписи имеет оборудование с высокой точкой клипинга. И перед тем как бежать менять свое оборудование подумайте, а не проще ли понизить аналоговый уровень. Я рекомендую стандартный номинальный студийный уровень в 0 dBu или 0.775 вольта. Опускание уровня всего лишь на 4 децибела вниз может помочь созданию чистой аналоговой цепочки. Многие Европейские студии используют такой стандарт по этой причине.

Внутренняя точка клипинга в DAC
Одна из самых распространенных ошибок, делаемых производителями цифрового оборудования, заключается в том, что они предполагают, что если цифровой сигнал клипует на 0 dBFS – то можно сделать дешевую выходную цепь прибора, которая будет клиповать на, скажем 1 децибел выше. Это всегда гарантирует отвратительно звучащий конвертер или рекордер из-за недостатка буфера между аналоговой выходной цепью и потенциальным 0 dBFS.

Построение аналоговых цепей
Мы узнали как выбрать аналоговые уровни и теперь пришло время соединить наши устройства. Но для начала нужно понять их внутреннюю структуру.
Чтобы правильно протестировать аналоговые приборы и определить их внутренний состав, используйте хороший мониторинг, осциллограф, цифровой вольтметр и генератор синуса, который выдаст честные +24 dBu или выше. Существует два различных типа аналоговых устройств. Первый тип имеет пас-
сивный аттенюатор на входе, что означает, что мы можем подать любой сигнал без боязни перегрузки. Проверить это можно включив генератор и опустив аттенюатор на минимум, наблюдая нет ли перегрузки. Также мы можем проверить это, отключив генератор, и поднимая и опуская аттенюатор слушать выход прибора на предмет изменения фона и шипа. Его шум должен быть в пределах -70 dBu в неподключенном состоянии и -90 dBu в подключенном. Вот еще один тест проверки на пассивность аттенюатора: если выходной шум значительно изменяется при среднем положении аттенюатора, значит внутренние импедансы цепи не оптимальны или имеется некоторый DC-офсет. Мы определяем наилучший номинальный уровень для работы с таким устройством, находя точку клипинга и вычитая как минимум 26 децибел для хедрума и буфера. Второй тип аналогового устройства имеет активную усилительную цепь – такой дизайн намного критичнее. Практически невозможно найти транзисторный вариант такого устройства, который бы не клиповал при входных уровнях больших, чем +24 dBu. Подключите генератор и поднимайте уровень пока не появится перегрузка. Если мы слышим клипинг до того, как генератор выдаст +24 dBu – у устройства очень слабая внутренняя цепь. На таком устройстве мы еще должны протестировать выходную цепь, чтобы она не клиповала на уровне ниже входной точки клипинга.

Шум системы
Каскадируя аналоговое оборудование шум всей системы определяется самым слабым её звеном. Работая с максимально возможной громкостью в такой системе – мы зададим самое большое соотношение в ней сигнала к шуму. У лампового оборудования самый высокий порог шума, поэтому самый высокий уровень должен быть до него, не после.

Построение цифровых цепей
Нет никаких потерь в цифровых соединениях, таких как AES/EBU или S/PDIF, но мы все равно должны беспокоиться о перегрузках. Например, как мы знаем эквалайзеры могут повысить уровень, даже при вырезании частот. Множество цифровых процессоров не имеют аккуратного метера, поэтому я рекомендую ставить отдельный цифровой индикатор после каждого такого процессора. Если процессор перегружается, попробуйте опустить и вход и выход.

Хедрум цифрового процессора
Мы можем протестировать цифровые системы на хедрум, клипинг и шум используя цифровые тест-тоны и FFT анализатор. Предположим у нас есть цифровой эквалайзер, мы подали на него синус в 1 килогерц на уровне -6 dBFS и подняли на эквалайзере эту частоту на 10 dB. Когда мы опустим выходной уровень эквалайзера до 0 dBFS – мы должны услышать на слух и увидеть на FFT анализаторе, что клипинг прекратился. Если искажения все еще есть, то это нам говорит о том, что внутренняя структура эквалайзера не имеет достаточного хедрума и он не очень-то хорош. У современных цифровых процессоров должно быть достаточно хедрума, чтобы не приходилось понижать входной уровень, чтобы избежать клипов.

Шум в цифровых цепях
В цифровых цепях нам не требуется постоянно держать максимальным уровень на каждом из устройств, если мы работаем в 24х битах. Мы должны заботиться о том, чтобы каждый пересчет не вносил искажений квантования. Самое важное в цифровой цепочке – минимизация пересчетов и использование для этих пересчетов самых высококлассных алгоритмов. Например изменение уровня стоит доверить только самому хорошему устройству и даже если до него сигнал шел с невысоким уровнем – стоит избегать его повышения, пока сигнал не достигнет этого устройства. Весь шум, который мы имеем в цифровых цепях приходит к нам с исходника. Это шумят микрофонные предусилители и прочее оборудование. Поэтому мы должны работать с этим шумом также, как и при работе с аналогом, только учитывая шум дизеринга, который потом добавится и незначительно повысит общий шум.

Волшебный мир плавающей точки
Процессор с фиксированной точкой имеет фиксированный максимальный уровень 0 dBFS и фиксированный порог шума, соответствующий битности. Но процессор с плавающей точкой может делать вещи, которые никак не соотносятся с реальностью. Практически невозможно перегрузить такой процессор – вы можете увеличивать гейн на сотни децибел, и не будет никаких клипов. 95% нейтивных (работающих с использование центрального процессора компьютера) плагинов используют плавающую точку для вычислений, а также около 80% цифровых процессоров. Но все конверторы используют только фиксированную точку, поэтому построить цепь с плавающей точкой можно только внутри DAW. В системе с плавающей точкой вы можете нарушать любые правила: вычисления игнорируют индивидуальные уровни внутри цепи. Вы можете опустить уровень на 100 децибел, сохранить файл, потом снова его открыть, поднять уровень обратно на 100 децибел вверх и получить оригинальный звук, без каких-либо артефактов. Тоже самое вы получите наоборот сначала задрав уровень на 100 децибел и потом опустив. Большинство процессоров с плавающей точкой показывают сигналы с уровнем большим 0 dBFS, некоторые предупреждают об этом красными зонами на своих индикаторах, показывая, что сигнал не соответствует требованиям реального мира. Вы можете протестировать внутреннюю цепь вашей DAW на работу с плавающей точкой, подняв уровень сигнала на первом процессоре в цепи больше 0 dBFS. На слух сигнал должен искажаться, так как ваш DAC использует только фиксированную точку, но если вы опустите уровень на последнем процессоре в цепи ниже 0 dBFS – искажения исчезнут и цепь будет работать правильно. Но запомните, надо быть очень осторожными потенциально перегружая цифровую цепь, потому, что часто вы не знаете наверняка, работает тот или иной процессор в режиме плавающей точки или сама цепь. А также не забывайте о Aux посылах на внешнюю обработку, которые тоже могут перегрузиться. Больше никаких преимуществ у плавающей точки нет. Как определить, что процессор или DAW используют фиксированную точку? Цифровой эквалайзер с входным аттенюатором, скорее всего использует фиксированную точку и должен иметь индикатор перегрузки. Единственная DAW, использующая фиксированную точку для вычислений – ProTools, она не может работать с файлами с плавающей точкой.

Соединяем аналоговый и цифровой миры
Очень важно стандартизовать номинальные уровни в студии, каждое звено аналоговой цепи должно иметь один и тот же номинальный уровень. Все устройства, консоли, CD и DVD проигрыватели, музыкальные серверы, DAC должны быть откалиброваны на этот уровень. Как я уже писал раньше, я рекомендую уровень 0 dBu или +4 dBu если оборудование имеет достаточный хедрум. ADC и DAC должны быть откалиброваны так, чтобы на -20 dBFS по синусу они выдавали стандартное аналоговое напряжение.

Индикаторы средней громкости. VU-метры и PPM
В принципе, нет надобности использовать VU-метр, чтобы сделать хорошую запись. Но если вы используете VU-метр, то откалибруйте его так, чтобы 0 VU соответствовало стандартному номинальному уровню (0 dBu или +4 dBu). Основная идея использования VU-метра – использовать его в системе с достаточным хедрумом (больше 0 VU), поэтому если оператор использует VU-метр, логический стандарт будет -20 dBFS по синусу для 0 VU. Другие стандарты де-факто -18 dBFS и -14 dBFS, но я не рекомендую их для студии записи и микширования, особенно в системе с VU-метрами. В любом случае не стоит в такой студии делать записи с такими номинальными уровнями. Даже если источник скомпрессирован и не выходит за границы 14 dB крест-фактора, все равно практичнее использовать номинальный уровень в -20 dBFS и иметь запас в 6 dB на всякий случай. В Европе распространены быстрые PPM (квазипиковые) метеры, которые эффективно защищают цифровую систему от перегрузки.

Аналоговая лента
Это особый случай. Она имеет хедрум приблизительно 14 dB и очень критична к соотношению сигнал-шум, поэтому желательно нормализовать её уровень под 0 VU, но не на музыке с высоким крест-фактором. Для примера музыка с мощными ударными на VU-метре покажет низкий уровень, но может перегрузить ленту. Опытные инженеры допускают уровни выше 0 VU, но они понимают как и в каком случае далеко они могут зайти. При записи цифрового сигнала на аналоговую ленту, такой сиг-нал обычно нормализован под 0 dBFS, а значит если не понизить гейн на магнитофоне – лента перегрузится. В обратном же случае при перегоне с ленты в цифру в 24х битах нет нужды изменять уровни – перегрузки не будет.

Проза жизни студий мастеринга и записи
Основная проблема современных студий – стандартизация мониторинга и VU-метеров потому, что нет стандартов на номинальный уровень для компакт-дисков и других цифровых носителей. Например они могут повредить механический VU-метр, потому, что звучат слишком громко. Надо или отключать VU-метр или менять его на другой индикатор или опускать уровень CD.

Источник: БОБ КАТЦ Мастеринг Аудио. Искусство и Наука Второе Издание
Перевод: Антон Лабазников

Нью-йоркский стиль

Узнается легче всего, так как в нем используется очень много компрессии. От этого звучание становится очень "ударным" и агрессивным. Инструменты (в основном, ритм-секция) за время изготовления записи чаше всего подвергаются компрессии аж несколько раз. Все нью-йоркские звукооператоры, с которыми я разговаривал, пользуются этим приемом. Им пользуются даже те, кто переехал в Нью-Йорк из других мест! Запустить барабаны (иногда — вместе с басом) через пару каналов, то что вышло — прогнать через несколько компрессоров, отжать по вкусу, затем через пару фейдеров добавить щедрую порцию всего этого в основной микс... Эффект можно еще усилить, если поднять в уже сжатом сигнале высокие и низкие частоты. (Причем, чаше всего, поднимают сильно.)

Стиль Лос-Анжелеса

Лос-анджелесские записи звучат несколько естественнее, чем нью-йоркские, и, хотя компрессия в них тоже используется, но не так явно. По сравнению с Лондонским стилем, в лос-анжелесском используется значительно меньше эффектов виртуальных планов. В Лос-Анжелесе всегда старались записать музыкальное событие, и не пересоздавать его заново, а лишь чуть-чуть приукрасить.

Лондонский стиль

Лондонский стиль отличается большой "многослойностью" музыкального события. Кое-что в нем позаимствовано из нью-йоркского стиля (он несколько компрессирован), но при этом Лондонцы используют множество виртуальных планов. В этом стиле широко используется так называемая "перспектива" — когда инструмент помещают в его собственную неповторимую звуковую среду. Хотя качество аранжировки музыки важно для получения хорошей записи, Лондонцы придают аранжировке еще большее значение. На практике это означает, что в разных местах записи появляется множество дополнительных партий. Некоторые из них используются для получения какого-либо эффекта, некоторые — для изменения динамики. При этом каждая партия помещается в свою собственную звуковую среду, в результате чего имеет свою собственную "перспективу".

Другие стили

Глобальное выравнивание стилей повлияло и на локальные стили. Когда-то в Филадельфии, Мемфисе, Огайо, Майами и Сан-Франциско существовали свои разновидности "больших" стилей. Сейчас все они потеряли индивидуальность и повторяют стили "Большой Тройки".
Стиль Нэшвилла среди региональных стилей — особый случай. Он развился (многие сказали бы "деградировал") из ответвления нью-йоркского стиля, и стал больше похож на лос-анжелесский стиль 70-х годов. Звукооператор и продюсер Эд Сиэй рассказывает: "Давным-давно, когда я слушал записи кантри — Рэя Прайса и Джима Ривза из коллекции моего отца, они не очень-то отличались от записей поп-музыки начала 60-х. Очень мелодичные, "большой" вокал, сильно приглушенный оркестр, очень немного барабанов, струнных, духовых и прочего роскошества. С точки зрения микширования, между записями Энди Уильямса и старыми записями Джима Ривза не было особой разницы.
В результате кантри стало звучать слишком мягко. Ты обрезал сигнал, а потом, чтобы подсластить, вводил духовые и струнные инструменты. В какой-то момент струнные появились во всех записях кантри, а потом стиль преобразовался в то, что мы слышим теперь, почти без струнных, разве что за исключением больших баллад. Духовые вообще практически вымерли, стали почти табу. Кантри сейчас пишут почти как поп в семидесятые — все зависит от дорожки с ритмом. В "Так легко влюбиться" и "В тебе ничего хорошего" Ронштадта мы слышим гитару, бас, барабаны, клавишные, гитарный слайдер, гитару со стальными струнами и бэк-вокал. Примерно в таком духе все сейчас и работают, хотя скрипкой все же иногда пользуются. Занятно, сюда съехалось большинство операторов, писавших кантри, поскольку здесь — один из последних "бастионов" живой записи."
Бродячий стиль жизни звукооператоров 90-х годов привел к стиранию региональных стилевых различий. Какое-то время назад большинство студий держало штатных звукооператоров. Сейчас рынок заполнен "свободными художниками", которые свободно путешествуют из студии в студию, от проекта к проекту, меняя города (и стили) так же легко, как мы переключаем телеканалы. Раньше звукооператор мог менять студии, но оставался в каком-то определенном районе всю свою жизнь. Нынче нет ничего необычного, если звукооператор в течение своей карьеры поменяет несколько мощных медиа центров. Все это приводит к "перекрестному опылению" стилей, и на подходе к следующему тысячелетию размывает различия между стилями "Большой Тройки".

Механика сведения

Большинство звукооператоров при работе полагается только на свою интуицию, но все равно они следуют определенным технологиям, которым , будь то сознательно или подсознательно.

Предслышание конечного результата
В основном, большинство звукооператоров слышат окончательную версию готовой записи еще до начала всей работы. Иногда, если звукооператор сводит то, что записывал сам, это происходит в результате сделанных в ходе проекта бесчисленных черновых миксов, которые, благодаря автоматизации пульта и компьютерной памяти постоянно улучшаются. Но, даже если звукооператора пригласили чтобы свести готовый материал, большинство не начинает работу, пока не уяснит себе, что же требуется сделать.
Все звукооператоры, которые могут предслышать конечный результат, начинают работу примерно одинаково. Сначала знакомятся с песней — либо с помощью предыдущих черновых миксов, либо просто подымают все фейдеры вверх и слушают пару дублей. Впрочем, иногда сделать это значительно сложнее, чем кажется.

Обший подход

Независимо от того, отдает ли себе звукооператор отчет, каким же образом он работает (а многие этого не осознают), у каждого мастера есть свой определенный метод работы. И хотя он слегка варьируется в зависимости от типа песни, от исполнителя, жанра, от того, писал ли звукооператор весь материал сам, или был приглашен на готовое, чтобы только свести конечный продукт, все равно общая технология остается неизменной.
Пойми общий стиль песни.
Покажи грув и выстрой материал, как здание.
Найди самый важный элемент и подчеркни его.
Чтобы получить выдающуюся запись, последнее, наверное, важнее всего.

"Ввысь, вглубь и вширь"

Большинство классных звукооператоров мыслят трехмерно. Они думают "ввысь, вглубь и вширь". Это значит — проверить, все ли частоты в миксе на месте, есть ли у него глубина, а затем придать ему сколько-то стерео-"мерности".
"Вертикальное измерение" фонограммы (которое дальше в книге называется "диапазон частот") звукооператор выстраивает за счет знания, что будет хорошо звучать, у него существует некая внутренняя "точка отсчета". Такое знание можно наработать, слушая, что и как делают выдающиеся звукооператоры, или просто сравнивая свои результаты с чужими записями высокого качества на пластинках, Си, или пленках.
Главное, чего следует добиться — чтобы на фонограмме должным образом были представлены все частоты. Обычно это значит, чтобы были все звонкие сверкающие высокие и жирные мощные низкие. Иногда нужно подрезать некоторые средние. Ваша цель — чистота и ясность. И снова, точкой отсчета здесь служит опыт слушания хорошего звука.
Эффект "глубины" достигается введением в микс новых пространственных элементов. Обычно это делается с помощью ревербераторов, линий задержки (и таких их производных, как флэнжеры или хорусы), но значительный вклад вносят комнатные микрофоны, верхние обзорные микрофоны и даже шумы аппаратуры.
Панорамирование, или "широта" звучания, есть умение разместить звуковой элемент на
общем звуковом поле тес, чтобы получился более интересный звуковой "пейзаж", и все его элементы были слышны лучше.
Что и приводит нас к самой главной части этой книги.

Шесть элементов микса

Чтобы классно свести современную музыку любого жанра, будь то рок, поп, ритм-энд-блюз, рэп, кантри, нью-эйдж, свинг — любой, в котором есть мощный бит, требуется, чтобы были соблюдены шесть условий:
Баланс — соотношение громкостей музыкальных элементов.
Частотный диапазон — все частоты представлены должным образом.
Панорама — правильное размещение элементов на звуковом поле.
Пространство — добавление "пространства" к музыкальным элементам.
Динамика — управление звуковым окружением канала/дорожки или инструмента.
Уникальность — найти изюминку и сделать микс особенным.
У многих звукооператоров в работах бывает только четыре или пять элементов, но чтобы сделать КЛАССНУЮ запись, должны присутствовать ВСЕ. Они равнозначны!
В музыке, которой требуется простое воссоздание музыкального события (классика, джаз, любая живая концертная запись) возможно ограничиться первыми четырьмя элементами. Такую запись уже можно считать классной. Что касается "динамики" и "уникальности" то эти составляющие приобрели важное значение по мере развития современной музыки.

Вот так можно сделать себе копию
виниловой пластинки:



1. Делаем герметичную коробку.



2. Кладем пластинку.




3. Смешиваем силикон для
заливки




4. И заливаем форму
примерно полусантиметровым слоем. Оставляем сохнуть на 6 часов.




5. Отдираем.



6. Переворачиваем и
заливаем жидким пластиком.



7. По идее ничего не
должно перелиться за форму.




8. Аккуратно отдираем
получившуюся болванку, делаем дырку и... твоя пиратская грампластинка
готова!

Вышла 9-я версия хост-программы Logic с более чем 200 обновлениями и нововведениями относительно предыдущей версии программы.

В качестве основных новшеств можно выделить:

Улучшеные инструменты работы с темпом и навигации в проекте программы.

Flex Tool - введена реализация "возьми и брось" технологии (управление аудио-файлами с помощью мыши) Улучшены инструменты редактирования дорожек ударных инструментов (теперь можно редактировать сразу группу дорожек а не каждую в отдельности).

При импорте проектов сохраняется их темп, также появилась возможность импорта определённой дорожки.

Более быстро производится рендеринг.

Полная поддержка ReWire (связь с другими хост-программами).

Поддержка нового формата GiO.

Также добавлено множество новых эффектов (преобразование звука).

Цена программы $499, обновления $199.

Все "featured DJ" на главной странице PDJ.ru смотрят на новую MAZDA 3???

1. Восприятие звука через перенос воздуха.

Основной способ восприятия звуковой энергии — через уши. Механизм достаточно прост. Вибрирующие молекулы воздуха попадают в ушной канал и давят на барабанную перепонку. Эта энергия передается в улитку. Улитка-это заполненный жидкостью орган чувств, у которого маленькие ворсинки, реснички, превращают механические вибрации в воспринимаемый звук.

2. Восприятие через глубокие ткани.

Вибрации земли около человека стимулируют нервные окончания глубоких тканей и мышечной массы. Это ощущение называется "кинетическим", от греческого слова kinos, которое означает "двигаться". Это кинетическое ощущение проявляется, когда мощные объекты воздействуют на землю около Вас.

3. Восприятие через суставы.

Вибрации земли около человека так же стимулируют нервные окончания суставов скелета и глубокие ткани. Это чувство называется "haptic", от греческого слова, означающего "прикасаться".

4. Восприятие через тактильную стимуляцию.

Движения земли около человека так же стимулирует нервные окончания прямо под верхним слоем кожи. Это чувство Вам должно быть знакомо, это осязание. Этот эффект появляется только в случае очень сильного шума. Также тактильная стимуляция наблюдается у музыкантов, которые держат музыкальные инструменты близко к телу.

5. Восприятие через костную проводимость.

Улитка, орган чувств, который преобразует акустическую энергию в нервный импульс, располагается в черепной коробке. Эта костная защита является вторым способом для того, чтобы звуковые волны достигали улитку, прямо через костную массу. Явление костной проводимости давно известно и успешно используется. Например, в случае потери слуха, когда барабанная перепонка или внутренние кости уха оказываются повреждены, различные компании производят слуховые аппараты, принцип действия которых заключается в непосредственной стимуляции улитки по средствам костной проводимости.

Вернуться к списку статей

Бета-волны — самые быстрые. Их частота варьируется, в классическом варианте, от 14 до 42Гц (а по некоторым современным источникам, - более чем 100 Герц). В обычном бодрствующем состоянии, когда мы с открытыми глазами наблюдаем мир вокруг себя, или сосредоточены на решении каких-то текущих проблем, эти волны, преимущественно в диапазоне от 14 до 40 Герц, доминируют в нашем мозге. Бета-волны обычно связаны с бодрствованием, пробужденностью, сосредоточенностью, познанием и, в случае их избытка, - с беспокойством, страхом и паникой. Недостаток бета-волн связан с депрессией, плохим избирательным вниманием и проблемами с запоминанием информации.

Ряд исследователей обнаружили, что некоторые люди имеют очень высокий уровень напряжения, включая высокую мощность электрической активности мозга в диапазоне быстрых бета волн, и очень низкую мощность волн релаксации в альфа и тета диапазоне. Люди такого типа так же часто демонстрируют характерное поведение, как курение, переедание, азартные игры, наркотическую или алкогольную зависимость. Это обычно успешные люди, потому что гораздо более чувствительны к внешним стимулам и реагируют на них значительно быстрее, чем остальные. Но для них ординарные события могут показаться крайне стрессовыми, заставляя искать способы понижения уровня напряжения и тревоги через прием алкоголя и наркотиков.

Повышенный уровень напряжения – это одна из разновидностей нарушения баланса нейрорегуляторов в организме. Очевидно, что у таких людей соответствующая стимуляция мозга может значительно понизить уровень бета активности и, соответственно, повысить релаксирующие альфа и тета ритмы. Например, Henry Adams , Ph . D . – основатель «Национального института ментального здоровья» ( National Institute of Mental Health ) и ведущий специалист исследовательских программ по алкоголизму в госпитале святой Элизабеты ( St . Elizabeth ' s Hospital , Washington , D . C . ) установил, что самые «горькие» пьяницы только после одной сессии альфа-тета релаксации, сопровождаемой короткими антиалкогольными внушениями, в течение последующих двух недель понизили уровень употребления алкоголя на 55%. В интервью корреспонденту доктор Adams заявил: «… это очень эффективная методика вместе с тем проста в подготовке и применении, свободна от существенного риска, какой-либо опасности и побочных медицинских эффектов. Теперь уже доказано, что она значительно уменьшает проявления абстинентного синдрома, обеспечивает состояние глубокой релаксации и тем самым уменьшает желание принимать наркотики…».

Альфа-волны возникают, когда мы закрываем глаза и начинаем пассивно расслабляться, не думая ни о чем. Биоэлектрические колебания в мозге при этом замедляются, и появляются “всплески” альфа-волн, т.е. колебаний в диапазоне от 8 до 13 Герц. Если мы продолжим расслабление без фокусировки своих мыслей, альфа-волны начнут доминировать во всем мозге, и мы погрузимся в состояние приятной умиротворенности, именуемым еще “альфа-состоянием”.

Исследования показали, что стимуляция мозга в альфа-диапазоне идеально подходит для усвоения новой информации, данных, фактов, любого материала, который должен быть всегда наготове в вашей памяти.

В восточных боевых единоборствах есть такое понятие как «состояние мастера». Исследования методом ЭЭГ показали, что в этом состоянии в мозге человека преобладают альфа волны. На фоне альфа активности мозга скорость мышечной реакции в десять раз выше, чем в обычном состоянии.

На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) здорового, не находящегося под влиянием стресса человека, альфа-волн всегда много. Недостаток их может быть признаком стресса, неспособности к полноценному отдыху и эффективному обучению, а так же свидетельством о нарушениях в деятельности мозга или болезни. Именно в альфа-состоянии человеческий мозг продуцирует больше вета-эндорфинов и энкефалинов – собственных «наркотиков», отвечающих за радость, отдых и уменьшение боли. Также альфа волны являются своеобразным мостиком - обеспечивают связь сознания с подсознанием. Многочисленными исследованиями методом ЭЭГ установлено, что люди, пережившие в детстве события, связанные с сильными душевными травмами, имеют подавленную альфа активность мозга. Аналогичную картину электрической деятельности мозга можно наблюдать и у людей, страдающих посттравматическим синдромом, полученным в результате военных действий или экологических катастроф. Поскольку в альфа-диапазоне лежит сенсорно-моторный ритм, то становится понятным – почему у людей, страдающих посттравматическим синдромом, затруднен произвольный доступ к чувственно-образным представлениям (на которых, кстати, строится вся традиционная безлекарственная психотерапия).

Пристрастие некоторых людей к алкоголю и наркотикам объясняется тем, что эти люди не способны генерировать достаточное количество альфа-волн в обычном состоянии, в то время как в состоянии наркотического или алкогольного опьянения, мощность электрической активности мозга, в альфа-диапазоне, у них резко возрастает.

Тета-волны появляются, когда спокойное, умиротворенное бодрствование переходит в сонливость. Колебания в мозге становятся более медленными и ритмичными, в диапазоне от 4 до 8 Герц. Это состояние называют еще “сумеречным”, поскольку в нем человек находится между сном и бодрствованием. Часто оно сопровождается видением неожиданных, сноподобных образов, сопровождаемых яркими воспоминаниями, особенно детскими. Тета-состояние открывает доступ к содержимому бессознательной части ума, свободным ассоциациям, неожиданным озарениям, творческим идеям.

С другой стороны, тета-диапазон (4-7 колебаний в секунду) идеален для некритического принятия внешних установок, поскольку его ритмы уменьшают действие соответствующих защитных психических механизмов и дают возможность трансформирующей информации проникнуть глубоко в подсознание. То есть чтобы сообщения, призванные изменить ваше поведение или отношение к окружающим, проникли в подсознание, не подвергаясь критической оценке, свойственной бодрствующему состоянию, лучше всего наложить их на ритмы тета-диапазона.

Этому психофизиологическому состоянию (похожему на гипнотические состояния картиной распределения и сочетания электрических потенциалов головного мозга) в 1848 Френчмен Маури дал название гипнагогическое (от греческого hipnos = сон и agnogeus = проводник, ведущий). В каждой Восточной философско-эзотерической школе “гипнагогия” использовалась веками для творчества и самосовершенствования, были тщательно разработаны психотехники и ритуалы для достижения этого состояния и существуют подробные классификации психофизиологических феноменов, ему сопутствующих.

Заметим, что применение гипнагогии не ограничивается Восточными религиями. История донесла до нас, что такие известные личности, как Аристотель, Брамс, Пуччини, Вагнер, Франциск Гойа, Ницше, Эдгар Алан По, Чарлз Диккенс, Сальвадор Дали, Генри Форд, Томас Эдисон и Альберт Эйнштейн намеренно использовали гипнагогию для своего творчества, используя технику, которую описал еще Аристотель.

Используя тета-стимуляцию мозга всего за три недели можно научиться достигать творческих состояний в любое время и в любом месте - по желанию.

Например, Эдисон трудился над своими изобретениями в очень напряженном режиме. Когда же в своих размышлениях он заходил в тупик, то садился в свое любимое кресло, брал металлический шар в руку (которую свободно опускал вдоль кресла) и засыпал. Заснув, он непроизвольно выпускал шар из руки и грохот падающего на пол шара будил его, и очень часто он просыпался со свежими идеями относительно проекта, над которым работал.

Дельта-волны начинают доминировать, когда мы погружаемся в сон. Они еще медленнее, чем тета-волны, поскольку имеют частоту менее 4 колебаний в секунду. Большинство из нас при доминировании в мозге дельта-волн находятся либо в сонном, либо в каком-то другом бессознательном состоянии. Тем не менее, появляется все больше данных о том, что некоторые люди могут находиться в дельта-состоянии, не теряя осознанности. Как правило, это ассоциируется с глубокими трансовыми или “нефизическими” состояниями. Примечательно, что именно в этом состоянии наш мозг выделяет наибольшие количества гормона роста, а в организме наиболее интенсивно идут процессы самовосстановления и самоисцеления.

Недавними исследованиями установлено, что, как только человек проявляет действительную заинтересованность чем-либо, то мощность биоэлектрической активности мозга в дельта-диапазоне значительно возрастает (наряду с бета-активностью).

Современные методы компьютерного анализа электрической активности мозга позволили установить, что в состоянии бодрствования в мозге присутствуют частоты абсолютно всех диапазонов, причем чем эффективней работа мозга, тем большая когерентность (синхронность) колебаний наблюдается во всех диапазонах в симметричных зонах обоих полушарий мозга.

Использование бинауральных ритмов является очень простым и в то же время мощным средством воздействия на биоэлектрическую активность мозга. Было проведено достаточно много исследований, доказавших их эффективность для целого ряда приложений, в частности для ускоренного обучения. Например, в упомянутом выше исследовании Ричарда Кеннерли было показано, что фонограмма с наложенными бинауральными ритмами в бета-диапазоне (быстрее 14 колебаний в секунду) вызывала достоверное улучшение памяти у студентов.

Для этого метода не существует какого-либо привыкания (как к алкоголю или наркотикам) или эффектов маятника (как, например, похмелье или “ломка”). Наоборот, чем больше Вы тренируетесь, тем лучше результаты, дольше и стабильней эффект, а это значит - тем меньше необходимо заниматься с аудио программой или майнд-машиной, поскольку мозг обучается достигать нужных состояний самостоятельно.

На иностранном рынке выпуском аудио программ с бинауральными ритмами для повышения интеллектуальных возможностей человека занимаются около десятка студий, но следует заметить, что далеко не все они одинаково эффективны. Эталоном в этом смысле является продукция Института Монро — пионера и бессменного мирового лидера в области передовых аудио технологий. Дело в том, что для формирования ритмической активности мозга в нужном направлении необходимо «накладывать» бинауральные ритмы друг на друга в несколько “слоев”.

Важной особенностью слухового восприятия является способность определять направление на источник звука при слушании двумя ушами. Это — так называемый бинауральный эффект. Исследования показывают, что восприятие азимутального направления прихода звука по отношению к положению головы человека связано с разностью фаз или времен прихода колебаний к правому и левому уху, а также с разностью интенсивности волны, приходящей к правому и левому уху.

К уху, расположенному дальше от источника (см. рис. 1.8), звуковое давление приходит с опозданием на время т:

где а — величина, близкая к среднему радиусу головы (9 см); поздания сигнала, вызывающего
С0 — скорость звука 1В воздухе; фазовый бинауральный эффект θ — азимут.
По этой разности времени прихода человек может судить о направлении прихода звука от источника. Если источник создает синусоидальный звук частоты выше 700 Гц, то т может составить больше полупериода звука Т/2, в результате чего теряется однозначность соответствия т и разности фаз: опоздание на величину т>Т/2 равносильно упреждению на величину Т—т<Т/2 для непрерывно звучащего источника. В этом случае, однако, помогает ориентироваться ослабление звука (вследствие экранировки головой слушателя) около уха, повернутого в сторону от источника.
Оба эти явления, позволяющие различать направления на источник, называются соответственно фазовый и амплитудный бинауральные эффекты. При слушании шумов низких тонов или коротких непериодических звуковых импульсов решающую роль играет фазовый бинауральный эффект. Бинауральный эффект позволяет легче -сосредоточивать свое внимание на нужном нам источнике звука при наличии мешающих источников. Так, мы легко слышим собеседника, даже когда рядом идут другие разговоры или имеются сильные мешающие звуки, — это так называемый «эффект шумного общества» (Cocktail—party effect). Подобное свойство слуха может быть использовано в технике пеленгования шумящих объектов.
Возможность различения слухом нужных нам звуков на фоне мешающих шумов и определения направления на источник звука являются свойствами слуха, интересными с точки зрения инженера, специализирующегося в области радиоэлектроники и электроакустики. Если бы механизмы и функциональные схемы центральной нервной системы человека, позволяющие выделять звуковой сигнал на фоне помех и определять направление на источник (а в ряде случаев и расстояние до него), были бы достаточно хорошо изучены, это позволило бы построить электронные модели аппаратов, обладающих аналогичными свойствами в отношении электрических сигналов и электромагнитных волн. Процессы, протекающие в нервных путях и в коре головного мозга, столь сложны, что на сегодня им нельзя дать точного объяснения и полностью сымитировать их электрическими схемами. Такого рода задачи стоят перед новой отраслью науки — биофизикой и ее частью — биоакустикой.
Элементарная схема поступления раздражений от слухового нерва в кору головного мозга состоит в следующем. Нервные импульсы, возбуждаемые в чувствительных окончаниях нервных волокон слухового нерва, распространяются по слуховому нерву и достигают центров слуха в левом и правом полушариях головного мозга. При этом как в правое, так и в левое полушария поступают импульсы от каждого уха. Нервные пути расщепляются и перекрещиваются в области так называемого варалиева моста и среднего мозга. Нейроны (клетки нервных волокон) с помощью ответвлений (синапсов), принадлежащих разным волокнам, связаны между собой. Для того чтобы прореагировать, нейрон должен получить импульс от соединенных с ним других нейронов. При этом возможны различные комбинации воздействий и реакций.  Так, например, нейрон может возбуждаться (передавать раздражения дальше вдоль нервного волокна) под действием пришедшего импульса, или, наоборот, тормозиться. Торможение может возникнуть благодаря импульсу, пришедшему через синапс от другого волокна. Нейрон может также оставаться невозбужденным, если к нему приходит импульс только от одной связи, и возбуждаться, если к нему одновременно приходят импульсы по двум путям. Такие взаимодействия нейронов позволяют мозгу «разобраться» в последовательности моментов воздействия и разностях интенсивности звуковой волны у правого и левого уха. В результате в зависимости от разности фаз пришедших звуков и разности их интенсивности возбуждаются те или иные группы клеток слуховых центров мозга.
Экспериментально было установлено, что разность интенсивности может до некоторой степени заменить разность фаз. Так, если, например, к левому уху приходит звук позднее, чем к правому, то в обычных условиях у левого уха звук слабее из-за экранировки головой. Поэтому, даже когда никакого запоздания звука к левому уху не будет, но мы сумеем искусственно сделать около левого уха звук слабее (например, слушая через наушники, ослабим уровень в одном из них), нам будет казаться, что звук идет справа. Это — эффект компенсации фазового бинаурального эффекта амплитудным.
Близким к этому является еще одно свойство слуха, важное для действия систем усиления голоса оратора с помощью громкоговорителей: эффект «предварения» (или эффект Хааса). Если один и тот же звук излучается двумя источниками, находящимися на разном расстоянии ют нас, то мы не замечаем дальний источник и нам кажется, что звук приходит только от одного источника, более близкого. Эффект предварения сохраняется, даже если дальний источник создает более громкий звук.