Главная Технологии Техника Оружие Адреналин Мастер- класс Российская наука Карта: 1 2 3 4 5 6 7 Технологии - Пусть всегда будет песня

Управление звуком
Записать песню. Не так давно это словосочетание вызывало в памяти звукоизолированную комнату, дорогие микрофоны, кнопку «Запись» на магнитофоне величиной с тумбочку и задумчивого мужика в наушниках за пультом размером в четверть футбольного поля. Катушки вращаются, мужик медитативно пододвигает туда-сюда фейдеры на пульте, дверь в студию пугает проходящих мимо людей красной светящейся табличкой «Тихо, идет запись». Летящие над водой

Фонограф Эдисона, патефонная пластинка, магнитофонная лента, даже компакт-диск в молодости – все это было средством для записи звука. То есть, сначала нужно было каким-то образом получить сам звук. Спеть, сыграть на трубе, кашлянуть на худой конец. Сегодняшняя звукозапись в существенной степени устроена не так. Огромное количество музыки добирается от пальцев исполнителя до компакт-диска, так ни разу и не став по пути собственно звуком. Электрические сигналы проходят свой путь от музыканта до CD-проигрывателя, не вынырнув ни на миг «на поверхность» из глубин цифровых систем синтеза, обработки и записи звука. Озеленители Антарктиды

Начинается это безобразие с электронных музыкальных инструментов. Читателю в голову приходит слово «синтезатор», и это отчасти верный ответ. Только без рук!

Отчасти – потому что не все электронные музыкальные инструменты звук синтезируют. Большинство современных клавишных – сэмплеры, устройства весьма несамостоятельные. Основой их работы является собственно сэмпл – кусочек записанного специальным образом звука другого музыкального инструмента. Сэмплеры хороши там, где нужно получить реалистичную имитацию акустического инструмента, поскольку в основе их работы реальный звук, результат получается весьма похожим на прототип. Но отсюда и проблемы. Кинотеатр на носу

Далеко уйти от оригинального звука сэмпла не удается, а это довольно существенное ограничение. Настоящие синтезаторы работают принципиально иначе: никаких сэмплов, звук от нача-ла и до конца рождается самим устройством непосредственно в момент нажатия музыкантом на клавишу. Отсюда – меньше реалистичность, зато синтезатор способен на почти бесконечные вариации: звук можно сделать более ярким или потусклее, мягким или «острым», однообразным или переливающимся. Надо отметить, что современные синтезаторы хоть до сих пор и уступают сэмплерам в реалистичности иммитации акустических инструментов, разрыв сокращается стремительно и, к примеру, синтезированные духовые инструменты не всякий уже сможет отличить от реальных. Кости без химии

Итак, первая фаза пройдена, мы можем создавать звук непосредственно в цифровом виде. Что дальше? Микшер. Естественно, цифровой. Мы же записываем композицию, в которой играют несколько инструментов? Все они посредством цифровых интерфейсов подключаются к пульту, где звуки смешиваются в нужной пропорции. Пульт, как правило, выполняет и иные функции. Например, с его помощью мы можем ввести в бой эффект-процессоры. Естественно, цифровые. Начиная от простейших, таких как дилей. Вы его отлично знаете – это тот самый, который в советские времена называли «электронное эхо». Дилей записывает в память цифровой сигнал инструмента и воспроизводит его с некоторой задержкой. Это несложно. Куда сложнее ревербератор. Межпланетный грейпфрут

Без этого процессора не обходится ни одна звукозапись. Дело в том, что в реальности музыка звучит в каком-либо помещении, а всякое помещение обладает той или иной реверберацией – оно «отзывается» на звук. Гулко и долго, как аудитория или длинный коридор, сухо и почти незаметно, как бабушкина комната, вся в ковриках и салфеточках, звонко и коротко, как пустая кухня в бетонном доме. Именно по реверберации мы представляем себе, в каком пространстве звучит музыка. Если ее не будет, реалистичность звуковой картины окажется жестоко нарушена. Хорошо еще, если нашу с вами композицию будут слушать в большой гулкой комнате че-рез колонки. Тогда комната снабдит звук своей реверберацией и как-то (кто знает, как именно?) «размочит» сухое звучание. А если слушатель предпочел наушники? Или он едет в автомобиле? Короче, на слушателя надеяться нельзя. Обязательно нужен ревербератор. В интересах революции

Чем еще поможет пульт? Конечно, эквалайзерами. Чтобы звуковая картина получилась цельной, тембр отдельных инструментов зачастую приходится корректировать. С его же помощью мы расположим отдельные инструменты в стереопанораме так, чтобы получить приятную на слух разнообразную звуковую картину. Что-то в центре (барабаны, басы), что-то вокруг (основные мелодические и аккомпанирующие инструменты), что-то в самых углах (совсем тихие или эпизодические). Тополя-чистильщики

Готово? Почти. Иногда бывает нужно менять громкость отдельных инструментов на протяжении песни. В припеве – прибавить одних и убрать другие, в инструментальных частях – подчеркнуть солирующие партии, и т. п. Цифровой пульт весьма удобен в таких ситуациях. Он способен запоминать, в каких местах песни вы меняли настройки параметров, и при повторном проигрывании повторять за вами все изменения точь-в-точь. Чисто машинки

Хорошо – песня сделана. За ней другая, третья, и – пора «выпекать» альбом. Для этого нужно взять все предназначенные для альбома композиции и немножко «причесать» их так, чтобы не было разительных отличий громкости и тембра звучания. Для этого потребуются цифровые же эквалайзер и компрессор. С первым мы уже знакомы, он отвечает за тембр. А вот компрессор до сих пор ускользал от нашего внимания. Нужен он вот по какой причине. При записи на компакт-диск максимально возможная громкость ограничена самой сущностью принципа записи. На все про все – 16 бит, и за пределы этих бит звук выйти не может, и при записи диска погромче уже не сделаешь. Это с одной стороны. С другой – потише тоже не хочется, потому что в этом случае мы не будем использовать всю возможную разрядность компакт-диска и потеряем в качестве. Как же сравнять громкость разных композиций, если… громкость трогать нельзя? А вот как – компрессор способен в той или иной степени усиливать тихие пассажи произведения, не затрагивая громкие. В результате максимальная (пиковая) громкость не меняется, а вот средняя может существенно возрасти. И этого более чем достаточно – именно по среднему, а не по пиковому уровню люди оценивают субъективную громкость звука. В космос по спирали

Ну вот, композиции подобраны, причесаны и записаны на так называемый «мастер». Это цифровой носитель (DAT-лента или компакт-диск) с ровно тем материалом, который должен попасть в проигрыватель к слушателю. Мастер отправляется на завод, кодируется согласно формату компакт-диска и, наконец, превращается в диск. Игра света

Вы вставляете диск в проигрыватель, поток бит считывается лазерным лучом, стекает в цифроаналоговый преобразователь, пробегает через усилитель и оживляет диффузор динамика. Раздаются звуки музыки. Той самой музыки, которая всю предшествующую этому моменту жизнь была всего лишь колонками цифр, миллионами байт в миллиардах транзисторов. Работа на перспективу

В духе научной фантастики Нанорадио

Совсем избежать преобразования цифрового звука в аналоговый вид нельзя до тех пор, пока мы пользуемся ушами для того, чтобы его слушать. Возможно, в будущем прямая трансляция цифрового потока в мозг избавит нас от акустических систем, а с ними и от аналоговой техники как класса. До тех пор форпостом аналога остается диффузор динамика – уж он цифровым точно не бывает. Тем не менее, цифра продвигается на поле боя все дальше и дальше. В недавнем прошлом цифроаналоговый преобразователь был обязательной принадлежностью CD-проигрывателя. Сегодня многие проигрыватели имеют цифровой выход, а ЦАП перекочевал в усилитель. Однако и на этом техника не остановилась. Уже сегодня производятся акустические системы с цифровым входом! Впрочем, это отличие непринциально – просто ЦАП и усилитель перемещаются в корпус акустической системы. Следующий шаг – усилители класса «D», полностью цифровые. Фактически, в таких усилителях смывается грань между преобразованием сигнала в аналоговую форму и его усилением – в классе «D» это делается одновременно. Впрочем, я полагаю, и это не предел. Быстрее только мысли

Идеальная акустическая система должна выполнять довольно простую работу – создавать в районе уха слушателя звук, идеально соответствующий оригиналу. Сегодня эта задача не решается. Более того, никто и не пытается решать именно эту задачу. Современные АС просто пытаются выдать из себя звук, близкий к оригинальному. А как уж он там доберется до слушателя – кто его знает. Можно представить себе акустическую систему с примерно таким устройством. В районе уха слушателя располагается датчик (по сути, микрофон), который позволяет акустической системе узнать, что именно слышит это самое ухо. Акустическая система содержит мощный цифровой процессор сигналов. На него поступают оригинальный цифровой поток (собственно звук) и возвратный сигнал с микрофона. Оценивая разницу между желаемым и реальным звуком, процессор высчитывает траектории движения диффузора, такие, чтобы свести разницу к минимуму. То есть, электромагнитом динамика будет управлять вполне цифровое устройство, и аналоговый звук, в сегодняшнем его понимании, исчезнет полностью. Понятно, что собственно издаваемые такими динамиками звуки будут отличаться от воспроизводимой мелодии, – и это не важно. Важно, что, дойдя до уха слушателя, звук станет идеальным. Конечно, догадливый читатель возразит, что все это хорошо, если слушатель один. Космос: новости

А что делать с двумя или целым залом? Оставим этот вопрос потомкам, мой читатель. Мы им почти все разжевали. Должны же они хоть что-то сделать сами? Бутерброд для ловли света


Из песни слова не выкинешь Треки свело!

Единственный рубеж электроника пока еще не преодолела. Вокал все еще нельзя полностью синтезировать. Его добывают по старинке, обрекая певцов и певиц на тяжкий физический труд. Конечно, сам по себе синтез звука, подобного человеческому голосу, вполне возможен. Довольно древний Korg Z1, к примеру, весьма прилично подражает хоровому пению и знает, как сформировать разные гласные – a, e, i, o и u. Причем без сэмплов – чистым синтезом. Однако если вокальная партия предполагает пение слов какого-либо языка, приходится прибегать к помощи человека. Но и тут синтезаторы предлагают массу интересных вариантов. Классический способ электронной обработки звука возник еще в доцифровую эпоху и называется «вокодер» (от английского «voice coder» – «кодировщик голоса»). Вокодер позволяет наложить фактуру голоса на тембр музыкального инструмента – «спеть гитарой» или чем-либо еще. Он режет спектр носителя (инструмент) и модулятора (голос) на узенькие спектральные участки и в каждом таком участке модулирует сигнал носителя уровнем сигнала голоса для данной частоты. Как бы «обминает» спектр носителя по форме спектра голосового сигнала. Современные цифровые реализации этого эффекта весьма убедительны. Большой бинокулярный телескоп

Другое направление развивает компания Roland под именем «variphrase». Идея тут в том, чтобы позволить музыканту гибко манипулировать голосовыми сэмплами и целыми фразами. Играть ими, как если бы это был музыкальный инструмент. Технически это означает, что записанную звуковую фразу нужно уметь передвигать вниз и вверх по частоте, не изменяя ее темпа. В принципе, такое преобразование вполне возможно и на современном уровне техники вполне реализуется в реальном времени. Но тонкость заключается в том, что простое транспонирование голоса даже при полном сохранении темпа искажает его довольно неприятным образом. Проблема – в формантной структуре голоса. Форманты – специфические «всплески» в спектре голоса, характеризующие его как таковой, практически не зависят от того, какую ноту взял певец. При обычном же электронном транспонировании формантные частоты сдвигаются вместе со всем звуком и голос перестает звучать естественно. Чтобы избежать этого, технологии, подобные variphrase, транспонируют голос, оставляя его формантный рисунок нетронутым. Знакомые вены

Компания Yamaha в своих инструментах пошла еще дальше и предлагает обработку в реальном времени живого голоса. Причем изменить можно не только высоту спетой вами ноты – сам формантный рисунок тоже задается пользователем. Это позволяет превратить мужчину в женщину, сменить возраст певца или придать ему черты, присущие той или иной расе. Одновременно голос будет скорректирован согласно взятому на клавиатуре аккорду. Если нужно, гармонизирован и разложен на несколько «виртуальных глоток». Увы, это не означает, что современный инструмент превратит ученика «музыкалки» в шаляпина. Современные средства преобразования голоса исправят недочеты и даже ошибки, изменят ваш пол и характер (по крайней мере, в записи), но петь все равно нужно уметь. Космос: новости


Взгляд в будущее Самосборный нанококтейль

Редакция не считает, что прогресс остановится на компьютерном управлении магнитов внутри акустической системы. Уже сегодня можно купить ультразвуковой наушник Echofone, который вещает вам прямо в мозг. Точнее, в среднее ухо. Придумали его как медицинский прибор, для людей с пониженной восприимчивостью к высоким частотам. Но он оказался так хорош, что начал завоевывать признание даже у упертых аудиофилов. Еще бы! Echofone способен донести до мозга частоты до 100 кГц, которые ни одно «обычное» ухо услышать не сможет просто по определению. Прорыв в сантиметры

А не так давно появились описания тестовых систем, которые пеленгуют местоположение слушателя в комнате и «стреляют» в него узким пуском ультразвука. Представьте, что ваш ребенок, сидя за обеденным столом, слушает свой любимый nu-metal на всю катушку, а вы не слышите ни звука. Еще одна разработка – акустическая система, которая «стреляет» ультразвуком в стену так, что вы слышите гармоники. То есть, звучит не колонка, а целая стена. И все это не фантазии, а реальные технологии, и приборы можно будет купить уже в самое ближайшее время. Прощай, бензин?

Сила Солнца



Тополя-чистильщики | Бактерии помогут | Чисто машинки | Адский мальчик | В космос по спирали | Интернет между планет | Игра света | Смешение видов | Работа на перспективу | Итальянско-китайская гордость | Нанорадио | Лифт не работает | Быстрее только мысли | Конец миссии FUSE | Космос: новости | Галопом от троллей | Бутерброд для ловли света | Сделай волне пирсинг | Треки свело! | По морям, по волнам | Большой бинокулярный телескоп |