что такое противофаза в звуке
В фазе или противофазе? Фаза звукового сигнала
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Доброго всем времени суток!
Сегодня отчего-то захотелось поговорить о такой немаловажной штуке, как фаза аудио-сигнала. Так, освежим школьный курс физики применительно к нашим гитарным и, вообще, звуковым делам.
Если вспомнить школьный курс физики, а именно раздел, посвященный гармоническим колебаниям, то из глубин памяти можно выудить, что фаза – это аргумент периодической функции, который отвечает за то, какая будет амплитуда сигнала в определенный момент времени.
Что нам это дает с музыкальной точки зрения? И где же стоит искать проблемы с этой пресловутой фазой?
Допустим, мы записываем гитару, снимая звук с комбика двумя микрофонами, сигнал с которых микшируем, затем в один канал. Вот тут, при суммировании двух сигналов и могут возникнуть проблемы с фазой.
Вариант первый. Сигналы приходят в фазе.
На экране осциллографа это будет выглядеть примерно так.
Видно, что сигналы идеально повторяют друг друга, т.е. «пики и впадины» амплитуд двух сигналов идут синхронно во времени. Это и означает, что сигналы «в фазе». С практической точки зрения это будет означать, что сигналы будут усиливать друг друга. И в идеальном случае амплитуда результирующего сигнала будет представлять собой сумму амплитуд каждого из них.
Такой случай нам, собственно, ничем не грозит, а даже наоборот – это то, к чему стоит стремиться в большинстве случаев.
Вариант второй. Сигналы в противофазе.
Этот случай прямо противоположенный первому.
Видно, что там, где «пик» первого сигнала, там же и «впадина» у второго. Не трудно догадаться, что результатом сложения таких колебаний в идеальном случае будет полный ноль, т.е. взаимное подавление обоих сигналов.
Случай, надо сказать, самый поганый, и которого, стоит избегать.
Вариант третий. Фазовый сдвиг.
Так говорят, когда первый сигнал запаздывает по времени относительно второго.
Еще говорят, что сигналы «частично не в фазе». В случае двух гармонических колебаний одной частоты (на практике, это примерно, как сферический конь в вакууме), сдвиг фаз будет приводить к частичному ослаблению сигнала. А то, насколько ослабится результирующий сигнал, как раз будет зависеть от этого самого сдвига фаз. В предельном случае (см. Вариант 2), на выходе будет полный ноль.
Все эти картинки имеют лишь отдаленное отношение к практике, т.к. обычно мы имеем дело не с одночастотным сигналом. В звуке гитары (да и любого другого инструмента) довольно много гармоник (читай частот) и обертонов (тоже читай частот). Поэтому при частичном сдвиге фаз некоторые частоты будут ослабляться больше, чем другие, а иные могут быть даже усилены. Как не трудно догадаться все зависит от сдвига фаз (разности фаз) между конкретными гармониками.
Кстати, именно на этом принципе – усиление одних частот и ослабление других, основан всем нам известный гитарный эффект – фэйзер (phaser). Конечно, схему сдабривают частотными фильтрами, цепями обратной связи и смешиванием обработанного и не обработанного сигнала, но основной принцип именно тот – сдвиг фаз.
Вообще, фазовые дела могут доставить довольно много неприятностей. Это хорошо если у вас всего два микрофона, в этом случае можно просто поиграть расстоянием от источника звука до миков и найти те положения при которых сигналы от них приходят в фазе. А представьте, что вам надо подзвучить сцену? Или барабаны на реп. точке?
Кстати, на многих преампах для микрофонов есть переключатель полярности сигналов. По физическим принципам к фазе это никакого отношения не имеет, но вот эффект может дать точно такой же, как в вариантах 1 и 2. Только совпадение или несовпадение «пиков» и «впадин» сигналов будет зависеть не от их разности фаз, а от полярности сигналов. Однако, раз эффект это дает такой же, поэтому инвертирование сигналов можно использовать при проблемах с фазой. Другое дело, что это может помочь, а может и не помочь.
Еще одним решением проблемы может стать коррекция фазы уже записанного сигнала в любимой программе звукозаписи, благо сейчас цифровая обработка позволяет творить чудеса.
На слух фазовое несовпадение сигналов можно определить по характерной потере яркости звука, его «истощению». Если чувствуете, что со звуком твориться что-то не то и симптому совпадают с вышеперечисленными, то можно попробовать поиграть с фазой.
Фазовые проблемы могут возникнуть не только при снятии звука микрофонами. Вот человек включает фэйзер в параллельный разрыв на комбике и что? Судя по симптомам, имеет фазовые проблемы, т.к. фэйзер сам по себе сдвигает фазу исходного сигнала, а потом смешивает ее с необработанным, плюс еще параллельная петля… Итог закономерен – звучит хреново.
Надеюсь, что доступно объяснил, что такое фаза сигнала и, с чем ее едят? =)
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Что такое фаза звука
Фаза звука – это положение звуковой волны относительно нулевого уровня (оси) в выбранный момент времени.
Для того чтобы понять, что такое фаза звука рассмотрим несколько примеров.
Возьмём две синусоидальных волны одинаковой частоты (два одинаковых аудиосигнала). Если эти сигналы будут звучать одновременно, то можно говорить о том, что они будут:
1.) В одной фазе;
2.) В противофазе;
3.) Один сигнал будет смещён относительно другого
Рассмотрим эти три случая.
Сигналы в фазе
Как Вы знаете, звуковая волна имеет подъёмы и спады. Так вот, если подъёмы и спады волны одного сигнала совпадают с подъёмами и спадами другого, то в таком случае говорят, что сигналы находятся в одной фазе.
В случае если два идентичных сигнала находятся в фазе, то громкость суммы этих сигналов увеличивается вдвое.
Сигналы в противофазе
В том случае если подъёмы и спады одного сигнала противоположны подъёмам и спадам другого, то говорят, что сигналы находятся в противофазе.
Противофаза – это явление когда подъём волны одного сигнала соответствует спаду волны другого сигнала.
Если два идентичных сигнала находятся в противофазе, то их суммарная громкость будет равна нулю.
Смещение фазы
Если подъёмы и спады волны одного сигнала немного смещены во времени относительно другого, то в этом случае говорят, что фазы двух сигналов смещены или имеют сдвиг по фазе.
Смещение фазы сигнала широко используется в синтезе. Однако не забывайте, что необходимо быть очень осторожным при сведении и следить за смещением фазы и противофазными явлениями. Особенно это касается низких частот, так как они имеют большую длину волны. Несовпадение фаз двух низкочастотных сигналов может вызвать искажение формы волны, что повлечёт за собой изменение тембра звука, его громкости и других негативных явлений. Именно по этой простой причине в танцевальной музыке широко применяется эффект «сайдчейн». Он позволяет избежать одновременного звучания двух низкочастотных сигналов (баса и бочки).
Что такое противофаза в звуке
Приветствую всех участников группы!
Уважаемые коллеги,хотелось бы поговорить на интересную тему как «Противофаза»,а именно :
1.Откуда противофаза берется?
2.Вредна ли противофаза для аккустики и звука в целом?
3.Как бороться с противофазой в цифровом звуке?
Лично я использую PAZ Analyzer из пакета Waves,для того чтобы следить за фазой.Я думаю многие сталкивались с проблемой противофазы и моносовместимостью трека в целом.И многие задавали себе вопрос : «Как делают яркий,объёмный,широкий звук и при этом устраняют противофазу и сохраняют моносовместимость?»,знакомо не правда ли?
Я для себя нашел разные способы как сделать трек моносовместимым,вот один из них :
1.Анализирую каждый инструмент по отдельности.
2.Загоняю все инструменты у которых есть противофаза в МОНО
3.Ставлю на канал Дилей (Задержку от 0 до 30мс),Сухой сигнал (МОНО),направляю в право по вкусу,а задержку отправляю в лево.
В итоге я получаю объёмный звук без какой либо противофазы,НО!Не на всех инструментах этот способ хорош. Например звучание Piano таким способом мы только сделаем хуже.
Таким образом можно добится чистого,в меру объёмного и главное моносовместимого звучания наших треков!
Но всё же,мне этого не достаточно,т.к. прослушивая коммерческие треки приходит понимание,что есть ещё какие то секреты объёмного звука.
Да,многие скажут,что в наше время моносовместимость уже не важна и т.д. Я с этим не согласен категорически,т.к. МОНО,это основа основ,когда трек моносовместим он звучит плотнее,чище,а главное он звучит правильно на любой аккустике,особено это заметно в автомобиле,т.к. слушатель не сидит по середине от аккустики.
Ребят,присоединяйтесь к дискуссии,давайте вместе разберем вышеуказанные вопросы,я думаю любая информация будет полезна как профи так и любителям в нашем не простом деле.
на самом деле все уже отобрали за нас. любой звукач либо продюссер, который включает в себя работу звукача приходит к тому, что покупает себе для начала UAD, потом уже покупает аналоговые девайсы, а все дело в том, что как бы кто не старался, лучше аналога ниего никогда не будет. сосятельные звукачи до сих пор пишут на полудюймовых деках.
«Откуда противофаза берется?»
Сначала разберемся что такое период (длина) волны.
— промежуток времени, в течение которого волна пробегает путь, равный своей длине, или, иначе говоря, промежуток времени между прохождением вершин двух последовательных гребней через одну и ту же точку пространства.
На втором слева рисунке это показано.
«Вредна ли противофаза для аккустики и звука в целом?»
«Ставлю на канал Дилей (Задержку от 0 до 30мс),Сухой сигнал (МОНО),направляю в право по вкусу,а задержку отправляю в лево.»
Таких способов тысяча. Фейзер, флэнджер, хорус не пробовали ставить? Уверен, вам понравится.
«В итоге я получаю объёмный звук без какой либо противофазы,НО!Не на всех инструментах этот способ хорош. «
«Например звучание Piano таким способом мы только сделаем хуже. «
Свежие эмоции, не подкрепленные опытом. Хорус просто создан для пиано! Его используют везде. Начиная от синтезаторов (я про пиано-пресеты) и заканчивая живой записью на несколько микрофонов. Послушайте песню Golden Slumbers у Beatles.
«Как делают яркий,объёмный,широкий звук и при этом устраняют противофазу и сохраняют моносовместимость?»
Открою вам секрет. Эквализируют левый и правый канал отдельно, используют несколько микрофонов, грамотно панорамируют. Из за тембральной разницы двух каналов получается глубина, объем и в придачу еще куча спекрального места. Всё просто =)
«т.к. МОНО,это основа основ,когда трек моносовместим он звучит плотнее,чище,а главное он звучит правильно на любой аккустике»
«Это потому что некоторые звукорежиссеры считают что только Низы должны быть в моно»
Да не некоторые. А все грамотные люди с профильным образованием знают, что НЧ желательно делать ближе к моно (абсолютное моно редко), расширяя фазу «к верху». Это связано с тем, что противофаза убьет НЧ в моно, а это недопустимо.
Если вы хотите получить широкий звук, воспользуйтесь методами, которым уже много много лет.
— эквализируйте Left/Right раздельно
— снимайте звук на несколько микрофонов с разной АЧХ и местоположением
— записывайте два (три и больше) дубля одной партии
— регулируйте уровень mid/side и их АЧХ, чтобы подавить спектральные составляющие в противофазе
Фаза, противофаза и фазовый сдвиг
В этой статье рассмотрим такой важный вопрос, как фаза аудиосигнала.
При упоминании раздела школьной физики о гармонических колебаниях первое, что приходит на ум, — это то, что фаза представляет собой аргумент периодической функции, определяющий амплитуду сигнала в определенный момент времени.
Что нам от этого в музыкальном плане? И где же могут возникнуть проблемы с этой самой фазой?
Представьте, что мы записываем гитару. Звук снимается с комбоусилителя с помощью двух микрофонов. Сигнал из них микшируется, а затем идет в один канал. Как раз суммирование двух сигналов и может привести к возникновению проблем с фазой.
Сигналы в фазе
Наблюдается идеальное повторение сигналов, при котором «пики и впадины» их амплитуд абсолютно синхронны во времени. В таком случае говорят, что сигналы «в фазе». На практике это означает, что будет иметь место усиление сигналами друг друга. И в идеале амплитуда результирующего сигнала будет равна сумме амплитуд каждого сигнала.
Такой расклад не только ничем нам не грозит, а даже наоборот является весьма желанным и полезным в большинстве случаев.
Сигналы в противофазе
На осциллографе заметно, что «пик» первого сигнала совпадает с «впадиной» второго. Из этого несложно сделать вывод, что в результате сложения таких колебаний в идеале получится абсолютный ноль или, иными словами, взаимное подавление обоих сигналов.
Такой расклад ничего хорошего не принесет, поэтому его стоит всячески избегать.
Фазовый сдвиг
Фазовый сдвиг подразумевает запаздывание первого сигнала по времени относительно второго.
При двух гармонических колебаниях одной частоты результатом сдвига фаз будет частичное ослабление сигнала. Степень ослабления результирующего сигнала будет зависеть как раз от этого самого сдвига фаз. В предельном случае на выходе получится абсолютный ноль.
Все эти иллюстрации только отдаленно относятся к практическим реалиям. Звук музыкального инструмента — это ведь отнюдь не одночастотный сигнал. Звук гитары или какого-либо другого инструмента характеризуется довольно большим количеством обертонов.
Поэтому частичный сдвиг фаз может приводить к большему ослаблению одних частот по сравнению с другими, и даже к усилению некоторых из них. Можно легко догадаться, что на все это влияет сдвиг фаз между конкретными гармониками.
К слову сказать, как раз этот принцип усиления одних частот и ослабления других лежит в основе всем известного эффекта – фейзера. Схема включает в себя частотные фильтры, цепи обратной связи и смешивание обработанного и не обработанного сигнала, однако главный принцип заключается именно в сдвиге фаз.
В целом, фазовый фактор может стать причиной многих неприятностей. Хорошо, если при записи используются всего два микрофона. В таком случае можно поэкспериментировать с расстоянием от источника звука до микрофонов, чтобы подобрать такие положения, при которых сигналы от них поступают в фазе. А вот ситуация с использованием например десяти микрофонов уже намного сложнее.
Кстати, многие предусилители для микрофонов оснащены переключателем полярности сигналов. Единственное, что совпадение или несовпадение «пиков» и «впадин» обоих сигналов будет определяться не разностью их фаз, а полярностью. Но поскольку эффект такой же, то для решения проблем с фазой можно применять инвертирование сигналов, которое может принести желаемый результат, и может и нет.
Решить проблему можно и с помощью коррекции фазы уже записанного сигнала в любой программе для звукозаписи, тем более что современная цифровая обработка звука обеспечивает безграничные возможности в этом вопросе.
Заметить фазовое несовпадение сигналов на слух можно по характерной потере яркости звука, его «обеднению». Если вы услышали какие-то разлады со звуком, которые идентичны вышеперечисленным, поэкспериментируйте с фазой.
Фазовые проблемы могут иметь место не только во время снятия звука микрофонами. Например, они могут возникать при включении фейзера в параллельный разрыв на комбике, так как фэйзер сам по себе приводит к сдвижению фазы исходного сигнала и ее дальнейшему смешиванию с необработанным сигналом. К тому же не стоит забывать и о параллельной петле. В результате — прогнозируемое плохое звучание.
sound_making
sound_makingСтудия «Звук»
Стерео. Фаза и противофаза
Стерео, как говорит нам Википедия, — это звук, поступающий из нескольких независимых каналов. На практике под словом «стерео» понимают звук из аудио-систем типа 2.0 (2 колоночки) или 2.1 (то же, плюс один сабвуфер по центру для низких частот).
Между колонкой слева и колонкой справа образуется «стерео-панорама», на которой каждый звук может занять свое место: какой-то слева, какой-то справа, какой-то по центру. Если обе колонки будут воспроизводить идентичный сигнал, слушателю покажется, что он звучит четко между ними — из воображаемой третьей центральной колонки. Вместо стерео возникнет эффект моно (настоящий моно-звук получается из единственного физически источника). Поэтому очень важно, чтобы каналы действительно были независимыми — чем больше они различаются, тем «шире» звучит стерео.
В музыке (за исключением тяжелой музыки) довольно редко инструменты, и, тем более, голоса, панорамируются в крайнее положение (то есть звучат полностью из одной колонки, слева или справа). Обычно звук инструмента в миксе идет из обеих колонок, просто из одной его пускают тише, а из другой — громче. Таким образом можно плавно настраивать положение звука в горизонтальном пространстве. Да, в DAW и пультах этот процесс управляется одним-единственным регулятором pan, но по факту происходит именно то, что я описал — независимое изменение громкости инструмента в каждом из каналов.
Теперь немного о фазе волн.
Фаза волны, как, опять же, справедливо говорит нам Википедия, — это аргумент периодической функции, описывающей колебательный или волновой процесс. Менее точно, но проще: фазой можно считать период волны от нуля до нуля с прохождением минимума и максимума.
В музыке актуальна проблема противофазы: если 2 волны расположены во времени так, что пики одной совпадают с провалами другой, то в сумме они будут вычитаться, понижая собственную громкость и музыкальность. Особенно критично это в области низких частот, где волны длинные. Панорамирование тут не поможет — при прослушивании в моно два канала все равно суммируются в один и волны вычтутся. Но даже в стерео эффект противофазы каналов звучит очень странно — с ним можно поэкспериментировать, но осторожно. В большинстве случаев стоит его избегать.
Так как волна периодична, то можно добиться смещения фазы, совпадения или наоборот противофазы, перемещая трек одной волны относительно другой во времени. Если пики совпадают с пиками, а провалы с провалами — волны в фазе, если наоборот — в противофазе. При этом не обязательно первый же пик одной волны должен совпасть с первым пиком другой, хотя часто требуется именно это. А еще можно просто инвертировать фазу волны — ее пики поменяются местами с провалами. Такую операцию позволяют сделать почти все современные DAW, в крайнем случае можно воспользоваться для этого отдельным плагином.
Частый случай возникновения противофазы — запись несколькими микрофонами одного инструмента. Например, фазу нижнего микрофона малого барабана инвертируют практически всегда, потому что нижний и верхний микрофоны в таком случае работают изначально в противофазе. Без инверсии фазы при суммировании останется только удвоенная разница в звуке, который снимают микрофоны, а все общее уничтожится. Похоже (но не так радикально) обстоят дела и с записью современных электрогитар несколькими микрофонами. Правда, в этом случае оптимальную фазировку ищут обычно акустическими средствами — меняя положения микрофонов. Звук каждого из микрофонов зависит от выбранных точки размещения и направления диафрагмы микрофона, а их общий звук зависит еще и от взаимной фазировки — в сумме это дает почти безграничные возможности по формированию начального тембра.
Сложные волны редко вычитаются в ноль (если только это не копия одной и той же волны с инвертированной фазой). Какие-то из частотных составляющих противофазных волн вычитаются, а какие-то складываются. Суммарный тембр от этого меняется и важно сделать так, чтоб он менялся к лучшему, а не наоборот. Как правило, при поиске синфазного положения дорожек одного инструмента ориентируются на низ и атаки.