Digitaalinen audiotuotanto

Transkriptio

1 Sisältö: Digitaalinen audiotuotanto Teemu Karjalainen Johdanto Moniraitaäänitys Kuuntelu Mikrofonit Dynamiikkaprosessorit Ekvalisointi Masterointi Ilmaista hyvää Johdanto Tässä luennossa käsittelemme digitaalisen signaalinkäsittelyn sovelluksia audiotuotannossa ja käymme läpi myös joitakin sellaisia analogisia laitteita miltä ei voida välttyä. Efekteistä keskitymme dynamiikkaprosessoreihin ja ekvalisaattoreihin, Efektejä on olemassa lukemattomia, mutta nämä kaksi ovat pikemminkin työkaluja kuin luovia tehosteita. Johdanto Lisäksi käsittelemme myös esimerkin moniraitaisesta nauhoituksesta jossa käydään läpi signaalitie audiotyöaseman läpi. Tätä ei kannata kuitenkaan käyttää referenssinä, sillä jokainen sessio on erilainen ja asiat voi tehdä lukemattoman monella tavalla. Tärkein referenssi on aina omat korvat. Säädä parametrit tapauskohtaisesti, presetit voivat johtaa laiskotteluun. Less is more, älä käytä mitään efektiä jos lähdemateriaali ei sitä kaipaa. Johdanto Digitaaliset audiotyöasemat ovat syrjäyttäneet suuren määrän analogirautaa jokapäiväisessä audiotuotannossa, ja mahdollistavatkin monia sellaisia asioita mitä ei aikaisemmin osattu edes toivoa. Toisaalta taas analogisella signaalinkäsittellä on vuosikymmenien perinne takanaan, ja edelleen monien huippupajojen soundin salaisuus onkin erilaiset analogilaitteet.

2 Työvaiheet (musiikin) tuotannossa Esituotanto Äänitys Editointi Miksaus Masterointi Moniraitaäänitys Moniraitamateriaalissa yleensä pyritään tallentamaan jokainen äänilähde omaksi signaalikseen. Miksauksessa äänilähteet kilpailevat taajuuskaistasta ja dynamisesta tilasta keskenään. Popin ja rockin miksauksessa kaikki oleellinen pidetään pinnassa dynamiikkaprosessoinnin keinoin ja äänilähteistä suodatetaan ylimääräiset taajuudet ekvalisaattorilla. Lopuksi tuotos masteroidaan, jolloin viimeisetkin dynamiikan rippeet uhrataan RMS-tehon alttarille. Onneksi voi aina kuunnella jatsia. Esimerkki ulkoisesta signaalitiestä -Kuuntelu soittajille -Kuuntelu tarkkaamoon -5 Mikrofonia -Kosketinsoitin tallennetaan MIDInä -1 Ulkoinen digitaalilaite Kuuntelu Tärkein ja monesti kallein osa työympäristössä Huonossa kuuntelussa päätyy korjaamaan huonevasteen ongelmia miksauksessaan, josta seuraa miksaus joka ei välttämättä kuulosta hyvältä missään muualla. Kuulokkeilla pääsee hyvin alkuun

3 Kuuntelu: Tarkkaamo Kuuntelu: Tarkkaamo Tarkkaamon tulee olla äänieristetty äänitystilasta. Toisiinsa nähden vaakasuorat pinnat ovat pahimpia huonevasteen kannalta. Niiden väliin muodostuu seisova aalto, jonka taajuus voidaan laskea seinien välimatkasta toísiinsa. Kaikista pahin mahdollinen huone olisi siis kuution muotoinen. Tällöin jokaisen seinän väliin syntyy seisova aalto samalle taajuudelle. Tarkkaamon etuosa on yleensä absorboiva ja takaosa diffusoiva. Signaalitie: Mikrofoni Mikrofoni muuttaa ilmanpaineen muutokset jännitteen vaihteluiksi. Mikrofonien valinta ja asettelu ovat hyvin tärkeitä työvaiheita lopputuloksen kannalta. Mikrofonista signaali viedään etuasteeseen balansoituna (3-napainen XLR), sillä se on hyvin heikko ja altis häiriöille. Mikrofonien ominaisuudet riippuvat toimintaperiaatteesta ja suuntakuviosta. Mikrofonityypit Dynaaminen Toimii kuin kaiutin väärinpäin Korkea paineenkesto Matala herkkyys Ei tarvitse virtaa toimiakseen Taajuusvaste leikkaantuu yläpäässä Käyttökohteet: lähimikitys, puhaltimet, vokaalit Suuntakuvio yleensä hertta tai superhertta Kondensaattori Mikrofonin kapasitiivinen kalvo toimii kondensaattorina jonka kapasitanssin muutosta mitataan. Korkea herkkyys Tarvitsee pariston tai phantomvirran toimiakseen(48v DC) Herkkä iskuille ja käsittelyäänille laaja taajuusvaste Kaikki suuntakuviot

4 Suuntakuvioita Pallo Yhtä herkkä joka suuntaan 8 Herkkä edestä ja takaa tuleville äänille Hertta Suuri vaimennus takaa tuleville äänille Hyperhertta Suurin vaimennus sivuille, herkempi takaa tuleville äänille kuin hertta. Superhertta Hertan ja hyperhertan välimuoto. Hertta Mikrofonien sijoittaminen Mikrofonien sijoittelu ja valinta ovat tärkein työvaihe nauhotuksessa. Ekvalisoinnissa ja efektoinnissa pätee monesti se sääntö, että mitä vähemmän tarvitsee tehdä, sen parempi. Ei ole olemassa sellaista efektiä joka tekisi kikkareesta konvehdin! Mikrofonien sijoittaminen Mikrofonien sijoittaminen Suuntakuvio tulee valita muiden äänilähteiden mukaan. Pallokuvio on taajuusvasteeltaan kaikista tasaisin, ja mitä kapeampaan keilaan mennään sitä vääristyneemmäksi taajuusvaste muuttuu. Läheltä mikittäessa kannattaa ottaa myös huomioon proximity effect, joka tarkoittaa suuntaavien mikrofonien ominaisuutta korostaa alakertaa äänilähteen ollessa lähellä. Ilmiö tulee havaittavaksi kun etäisyys äänilähteeseen on pienempi kuin n.6cm. Moniraitaäänityksessä yleensä pyritään mikittämään jokainen äänilähde siten, että siihen tulisi mahdollisimman vähän vuotoääniä muista. Jossain tilanteissa, kuten rumpukitin mikityksessä vuotoa ei voida välttää. Tällöin vaihevirheet voivat muodostua ongelmaksi kun signaalit summataan.

5 Mikrofonien sijoittaminen Mikrofonien sijoittaminen Stereomikitys voidaan tehdä monella tavalla. Esimerkissämme käytämme XY-stereoparia, jossa kaksi herttakuvioista mikkiä on sijoitettu mahdollisimman lähelle toisiaan, 90 asteen kulmaan. XY on mainio siitä, että vaihevirheet eivät muodostu ongelmaksi. Muita standardeja: ORTF AB Hajautettu pari Äänimiehellä meni sormi suuhun. Auta häntä valitsemaan suuntakuvio virvelimikkiin. Etuaste Etuasteen tehtävä on yksinkertaisesti vahvistaa mikrofonista tullut signaali linjatasoiseksi. Edistyneissä laitteissa voi valita putki- ja transistorivahvistuksen väliltä, ja ne yleensä sisältävät vahvistuksen säädön lisäksi vaiheenkäännön ja ylipäästösuotimen. I/O - Interface I/O hoidetaan yleensä ulkoisessa yksikössä, sillä tietokoneen sisus on hyvin häiriöaltis paikka. Nykyään interfacet sisältävät myös monesti rautamikserin, joten sisääntuloja voi latenssittomasti reitittää ulostuloihin. Vanhemmissa laitteissa tarvittiin pcikortti ulkoisen interfacen lisäksi, mutta nykyään melkeinpä kaikki käyttävät IEEE 1934-väylää (Firewire)

6 % Š I/O- Väyliä Analoginen I/O, linjatasoinen signaali Digitaaliset audioväylät, S/PDIF ja AES/EBU. Kellosignaali (Word clock) MIDI ADAT (8 kanavaa + kello) Väyliä - MIDI Erittäin yleinen ja vanha standardi, MIDIn yli ei siirry audiosignaaleita, vaan konrolli- ja nuottidataa. Sitä voidaan käyttää laitteiden ohjaamiseen tai musiikin esittämiseen. Esimerkissämme kosketinsoittajan soitto tallennetaan midi-muodossa, jolla ohjataan virtuaalista soitinta. Lisäksi basistin mallinnin ottaa parametrejä vastaan sekvensseriltä. Open Sound Control on kehittyneempi protokolla synkronisen kontrollidatan välittämiseen. Väyliä

7 ! 7 < Audiotyöasema toimii antaa huomattavan vapauden datan editointiin verrattuna raitureihin. Editointi on helppoa kunhan muistaa pitää aina sopivan aikaskaalan kerrallaan näkyvissä (vrt. Zoom kuvankäsittelyssä) Efektejä voidaan reitittää monella tapaa. Jotkut sekvensserit tarjoavat siihen täysin vapaat kädet, toisissa pysytään analogimaailmasta tutussa jaottelussa insert- ja aux-efekteihin. Dynamiikkaprosessorit Kompressori on suhteellisen yksinkertainen, mutta erittäin tehokas työkalu. Treshold-parametri määrittää sen desibelitason millä kompressori alkaa toimia, ratio määrittää kompressiosuhteen. Attack-ja Releaseparametreillä määritellään millisekunneissa, kuinka kauan kestää tresholdin ylittymisen jälkeen ennen kuin kompressori alkaa toimia ja kuinka kauan tresholdin alittumisen jälkeen odotetaan ennen kuin toiminta lopetetaan. Jos attack on liian pieni, transientit katoaa, jos release on liian pieni, kompressori pumppaa. Ducker De-esser Ohjaamalla tunnistuspuolelle jotain muuta kuin itse kompressoitavaa signaalia, saadaan signaali kyykkäämään toisen tieltä. Esimerkiksi bassoraidan kompressorin sidechainiin monesti ajetaan bassorumpua. Sibilantit tuppaavat äänitysteknisistä syistä korostumaan äänittäessä, ja deesseriä käytetään niiden vaimentamiseen. Pistämällä sidechainiin kaistanpäästösuodin, saadaan kompressorin tunnistus herkistettyä vain halutulle taajuusaluelle. Käytännössä tämän homman voisi hoitaa paremminkin,..

8 Limitteri Yksinkertaisimmillaan limitteri on kompressori jonka ratio on säädetty äärettömäksi. Kompressoitavaa signaalia viivästämällä saavutetaan ennustava tason säätö. Tämän lisäksi edellisiä peak-mittauksia tallennetaan puskuriin, jotta release-aikaa voidaan automaattisesti säätää lähdemateriaalin mukaan. Multiband compressor Jakamalla signaali kaistoihin ja kompressoimalla ne erikseen voikin jo tehdä kaikenlaista. Tässä vaiheessa viimeistään parametrien hakeminen alkaakin olla jo todellista taidetta. EQ eli taajuuskorjain EQ - taajuusalueita Vastekorjaus-luennossa tutustuttiinkin notch, shelf- ja hi/lopass-suotimiin. Nämä IIR-suotimet vastaavat analogisista miksauspöydistä löytyvää parametrista ekvalisaattoria. Yli- ja alipäästösuodatuksella rajataan lähtösignaalin taajuuskaista halutulle välille ja notchfilttereitä käytetään leikkaamaan yksittäisiä taajuuksia tai korostamaan jotain aluetta. Leikatessa käytetään yleensä suurta Q-arvoa ja korostaessa pientä.

9 ž š! " # $ Masterointi Fir- suotimilla on ominaisuuksia, mitkä tekee tehokkaita suodinpankkimaisiin ratkaisuihin. Graafiset ekvalisaattorit pohjautuvutkin näihin. Kuvassa Firium-plugin joka sisältää 50-kaistaisen ekvalisaattorin ja fft-analyysin. Masteroinniksi kutsutaan käsittelyä, joka tehdään sen jälkeen kun moniraitamateriaali on miksattu stereoraidaksi. Masterointi sisältää usein monialueista kompressointia, limitointia ja ekvalisointia. Miksaukseen kannattaa jättää reilusti dynamiikkaa, jos haluaa että masteroinninkin jälkeen sitä on. Monialuekompressoria ei kannata pitää päällä miksauksen aikana, vaikka houkutus onkin suuri. Se tekee virheiden kuulemisesta paljon vaikeampaa. Signaalitien loppuun tulee laittaa aina dither silloin kun bittisyvyyttä pudotetaan. DSP Native processing Pentium 4 pystyy jo pyörittämään megalomaanisia projekteja natiivina, Machintosh G5 gigalomaanisia. Tällä hetkellä useimmiten käytetään 32- bittistä liukulukulaskentaa. Kirjoittaessa natiivia dsp-koodia, pitää huolehtia siitä että suoritin ei mene denormal-tilaan. Native Processing -denormal mode Lähde: Kun liukuluku käy tarpeeksi pieneksi, eli signaali tarpeeksi hiljaiseksi, suoritin toimii korkeatarkkuuksisemmassa denormal-tilassa, jolloin laskuoperaatiot voivat hidastua yli 30- kertaisesti. Ongelma tarvitsee hoitaa koodin sisällä tapauskohtaisesti Ratkaisuita: DC-komponentti, valkoinen kohina, kohina nyqvistin taajuudella. Digitalfishphonesilta saa ilmaiseksi normalizer VST-pluginin joka sijoitetaan signaaliketjuun ennen ongelmaefektiä.

10 Ilmaista hyvää VST module architechture SDK: Digitalfishphones (Hyviä VSTdynamiikkaprosessoreita ja normalizer-plugin, freeware ) Simulanalog guitarsuite (Todella mainio jos ei jopa paras kitaravahvistinmallinnus, freeware) Kristal audio engine (Ilmainen 16-raitainen sekvensseri VST-tuella)