Jego wysokość jest ogranicznikiem

Limiter, czyli ogranicznik, uważany jest za króla wszystkich procesorów odpowiedzialnych za dynamikę i dźwięk sygnału. I nie dlatego, że jest szczególnie skomplikowany czy trudny w obsłudze (choć tak się zdarza), ale dlatego, że w zasadzie od niego zależy, jak nasz utwór zabrzmi na samym końcu.

Do czego służy ogranicznik? Początkowo stosowany był głównie w radiu, a następnie w telewizji, rozgłośniach nadawczych, chroniąc nadajniki przed zbyt silnym sygnałem, który mógłby pojawić się na jego wejściu, powodując przesterowanie, a w skrajnych przypadkach nawet uszkodzenie nadajnika. Nigdy nie wiadomo co może się wydarzyć w studiu - pada mikrofon, spada dekoracja, wchodzi utwór o zbyt wysokim poziomie - przed tym wszystkim chroni ogranicznik, który innymi słowy zatrzymuje poziom sygnału na ustawionym w nim progu i zapobiega jego dalszemu wzrostowi.

Ale ogranicznik, czyli ogranicznik, to nie tylko zawór bezpieczeństwa. Producenci w studiach nagraniowych bardzo szybko dostrzegli jego potencjał w zupełnie innych zadaniach. Obecnie, głównie na etapie masteringu, o którym pisaliśmy w ostatnich kilkunastu odcinkach, wykorzystuje się go w celu zwiększenia odczuwalnej głośności miksu. Rezultat powinien być głośny, ale wyraźny i zachowywać naturalne brzmienie materiału muzycznego, coś w rodzaju świętego Graala inżynierów masteringu.

Ogranicznik licznika sprężarki

Limiter jest zwykle ostatnim procesorem, który wprowadza gotowy rekord. To rodzaj wykończenia, wykończenia i warstwy lakieru, która nada wszystkiemu blasku. Dziś limitery na komponentach analogowych stosowane są przede wszystkim jedynie jako specjalny rodzaj kompresora, którego limiter jest wersją nieco zmodyfikowaną. Kompresor ostrożniej radzi sobie z sygnałem, którego poziom przekracza określony próg. Pozwala to na dalszy wzrost, ale z coraz większym tłumieniem, którego współczynnik jest określany przez sterowanie Ratio. Na przykład współczynnik 5:1 oznacza, że ​​sygnał przekraczający próg kompresji o 5 dB zwiększy swoją moc wyjściową jedynie o 1 dB.

Limiter nie posiada regulacji Ratio, gdyż parametr ten jest stały i równy ∞: 1. Zatem w praktyce żaden sygnał nie ma prawa przekroczyć ustawionego progu.

Kompresory/limitery analogowe mają jeszcze jeden problem – nie są w stanie natychmiastowo zareagować na sygnał. Zawsze występuje pewne opóźnienie w działaniu (w najlepszych urządzeniach będzie to kilkadziesiąt mikrosekund), co może oznaczać, że „zabójczy” poziom dźwięku będzie miał czas przejść przez taki procesor.

Nowoczesne wersje klasycznych limiterów w postaci wtyczek UAD bazujących na urządzeniach Universal Audio.

Z tego powodu w masteringu i nowoczesnych stacjach nadawczych wykorzystuje się do tego celu instrumenty cyfrowe. Działają z pewnym opóźnieniem, ale w rzeczywistości wyprzedzają krzywą. Tę pozorną sprzeczność można wytłumaczyć w następujący sposób: sygnał wejściowy jest zapisywany do bufora i po pewnym czasie, zwykle kilku milisekund, pojawia się na wyjściu. Ogranicznik będzie więc miał czas na jego analizę i odpowiednie przygotowanie się do reakcji na wystąpienie zbyt wysokiego poziomu. Ta funkcja nazywa się lookahead i to właśnie ona sprawia, że ​​cyfrowe limitery zachowują się jak ceglana ściana – stąd ich czasami używana nazwa: ceglana ściana.

Rozpuść się hałasem

Jak wspomniano, obcinanie jest zwykle ostatnim procesem stosowanym w przetwarzanym sygnale. Czasami wykonuje się to w połączeniu z ditheringiem, gdy konieczne jest zmniejszenie głębi bitowej z 32 bitów, stosowanych zwykle na etapie masteringu, do standardowych 16 bitów, chociaż coraz częściej, szczególnie gdy materiał jest dystrybuowany w sieci, kończy się to w górę jest 24-bitowy.

Dithering to nic innego jak dodanie bardzo małej ilości szumu do sygnału. Ponieważ gdy trzeba zrobić 24-bitowy materiał z 16-bitowego, osiem najmniej znaczących bitów (czyli tych odpowiedzialnych za najcichsze dźwięki) jest po prostu usuwanych. Aby to usunięcie nie było wyraźnie słyszalne jako zniekształcenie, do sygnału wprowadzany jest losowy szum, który zdaje się „rozpuszczać” najcichsze dźwięki, sprawiając, że wycięcie najniższych bitów jest prawie niesłyszalne, a jeśli już, to w bardzo cichych pasażach lub pogłosach , jest to subtelny szum charakteru muzycznego.

Zajrzyjmy pod maskę

Domyślnie większość ograniczników działa na zasadzie wzmacniania poziomu sygnału, jednocześnie tłumiąc próbki o najwyższym w danej chwili poziomie o równowartość wzmocnienia minus ustawiony poziom maksymalny. Jeżeli ustawimy w limiterze Gain, Threshold, Wejście (lub inną wartość „głębokości” działania limitera, czyli w istocie poziomu wzmocnienia sygnału wejściowego wyrażonego w decybelach), to po odjęciu poziomu od tego wartość, jest ona określana jako wartość szczytowa, graniczna, wyjściowa itp. .d. (tutaj też jest inna nomenklatura), w efekcie wytłumione zostaną te sygnały, których teoretyczny poziom miałby sięgać 0 dBFS. Zatem wzmocnienie o 3 dB i moc wyjściowa -0,1 dB skutkuje w praktyce tłumieniem o 3,1 dB.

Nowoczesne limitery cyfrowe mogą być dość drogie, ale mogą być również bardzo skuteczne, jak pokazany tutaj Fab-Filter Pro-L. Mogą być jednak również całkowicie darmowe, skromniejsze wizualnie i w wielu przypadkach równie skuteczne jak Thomas Mundt Loudmax.

Limiter, będący rodzajem kompresora, działa tylko dla sygnałów powyżej określonego progu – w powyższym przypadku byłoby to -3,1 dBFS. Wszystkie próbki poniżej tej wartości należy podbić o 3 dB, czyli te tuż poniżej progu będą w praktyce niemal równe poziomowi najgłośniejszej próbki poddanej tłumieniu. Będzie też jeszcze niższy poziom próbkowania, sięgający -144 dBFS (dla materiału 24-bitowego).

Z tego powodu procesu ditheringu nie należy wykonywać przed końcowym procesem dławienia. Z tego powodu limitery oferują dithering jako część procesu ograniczania.

Życie międzypróbkowe

Kolejnym elementem ważnym nie tyle dla samego sygnału, ile dla jego odbioru przez słuchacza, są tzw. poziomy międzypróbkowe. Przetworniki cyfrowo-analogowe, powszechnie stosowane już w sprzęcie konsumenckim, zwykle różnią się od siebie i odmiennie interpretują sygnał cyfrowy, który jest w dużej mierze sygnałem krokowym. Próbując wygładzić te „kroki” po stronie analogowej może się zdarzyć, że przetwornik zinterpretuje jakiś zbiór kolejnych próbek jako poziom napięcia przemiennego wyższy od wartości nominalnej odniesionej do 0 dBFS. W rezultacie może wystąpić przycięcie. Zwykle jest zbyt krótki, aby mógł zostać wyłapany przez nasze uszy, ale jeśli te zniekształcone zestawy są liczne i częste, może to mieć słyszalny wpływ na dźwięk. Niektórzy ludzie używają tego celowo, celowo tworząc zniekształcające dźwięk wartości międzypróbkowe, aby osiągnąć ten efekt. Jest to jednak zjawisko niekorzystne m.in. ponieważ taki materiał WAV/AIFF przekonwertowany do stratnego MP3, M4A itp. będzie jeszcze bardziej zniekształcony i przez to można całkowicie stracić kontrolę nad dźwiękiem. No Limits To tylko krótkie wprowadzenie do tego, czym jest i jaką rolę może pełnić limiter - jedno z najbardziej tajemniczych narzędzi stosowanych w produkcji muzycznej. Tajemnicza, bo jednocześnie wzmacnia i tłumi; że nie powinien zakłócać dźwięku i celem jest uczynienie go jak najbardziej przezroczystym, ale wiele osób tak to ustawia, że ​​przeszkadza. Wreszcie dlatego, że ogranicznik ma bardzo prostą konstrukcję (algorytm), a jednocześnie może być bardzo złożonym procesorem sygnałowym, którego złożoność można porównać jedynie z algorytmicznymi pogłosami.

Dlatego wrócimy do tego za miesiąc.