Эффекты задержки

Все устройства задержки основаны на одном принципе, который можно представить в виде блок-схемы с несколькими параметрами:

Где исходный сигнал поступает справа и разделяется на два сигнала: обработанный или «wet» (верхняя ветка), и необработанный «dry» (нижняя ветка). При этом используются следующие параметры:

время задержки (delay time),
dry/wet — соотношение обработанного (wet) и необработанного (dry) сигналов,
feedback — доля сигнала (в процентах), которая подается снова на вход блока задержки (Delay).

На основе таких блоков построены все устройства задержки, а также (забегая вперед) различные аналоговые фильтры и эквалайзеры.

Delay / Echo

Простая задержка работает по принципу эха — оригинальный аудиосигнал повторяется определенное количество раз, как правило (но не обязательно), с постепенным затуханием. Время задержки может быть совсем коротким — от нескольких миллисекунд, или более продолжительным — до нескольких секунд. При этом настройка трех указанных выше параметров позволяет получать широкий спектр эффектов — от естественного эха до психоделических звуковых картин.

Реверберация (Reverb)

Естественная реверберация присутствует в любом помещении, где имеются отражающие звук поверхности — стены, колонны, пол, потолок и т.д. Поэтому этот эффект, как правило, используется именно для имитации различных типов помещений, или звучания, характерного для различных типов помещений (тембральная окраска и т.п.). Принцип реверберации простой — слушатель получает не только прямой сигнал (т.е. dry), но и его копии, отраженные от всех имеющихся поверхностей, не рассеивающих звук:

Отраженные волны могут отражаться снова и снова (см. элемент feedback блок-схемы), пока не рассеются окончательно. При этом происходят две вещи:

отраженные сигналы достигают слушателя с задержкой,
они теряю энергию, т.е. становятся тише с каждым новым отражением.

Таким образом, слушатель получает сначала прямой сигнал, за которым следуют отраженные волны. Отражения, по сути, представляют собой серию очень быстрых эхо-сигналов (хотя термин «эхо» обычно означает отдельный отраженный звук). Отражения в реверберации объединяются вместе, так что это воспринимается как отдельный эффект, не похожий на собственно эхо.

В большинстве помещений отраженные волны будут рассеиваться и поглощаться очень быстро. Мы редко осознаем реверберацию, но подсознательно ощущаем разницу между звуком «внутри» и «снаружи». Вне помещений, как правило, практически нет реверберации, если вы не находитесь близко к отражающим поверхностям (например, в узком переулке старинного города).

В одних помещениях реверберация больше, чем в других. Очевидным примером является зал с большими, ровными отражающими стенами. Когда зал пуст, реверберация наиболее выражена. Когда зал полон людей, они поглощают много звуковых волн, поэтому реверберация уменьшается.

Эффект Reverb позволяет добавить реверберацию к любому звуку искусственно — с помощью встроенного (например, в микшер) или отдельного процессора эффектов, или программно, в аудиоредакторе.

Реверберации обычно используется:

для получения более естественного звучания. Например, если запись сделана в студии с пониженным уровнем реверберации (для избежания эффекта гребенчатого фильтра),
для улучшения звучания. Например, так часто обрабатываются вокальные партии. Реверберация позволяет сделать звучание более насыщенным и сгладить небольшие погрешности.
для создания специальных эффектов, вроде dream sequences и т.п.

Реверберация — один из самых распространенный аудиоэффектов, и используется во многих ситуациях, от студий звукозаписи до телевизионного производства. Поэтому её следует применять с осторожностью, правильное количество реверберации при обработке вокала может творить чудеса, но слишком большое часто звучит непрофессионально.

Рэковый цифровой процессор эффектов Lexicon PCM 81, реализующий, в том числе, эффект reverb:

Окно эффекта в редакторе Adobe Audition. Обратите внимание, что большинство пресетов соответствуют реальным ситуациям, например "Concert Hall" (Концертный зал) и "Medium Empty Room" (Пустая комната среднего размера):

Примеры использования реверберации в партии ударных.

Drums - Dry:

Drums - Medium Reverb:

Drums - Hall:

Chorus

Эффект Chorus предназначен для имитации множественности источников сигнала. Например, если добавить эффект к голосу одной певицы, результат звучат как хор.

Chorus добавляет несколько копий исходного сигнала с короткими задержками. Каждая копия имеет собственную величину задержки, которая при этом еще и колеблется случайным образом. Кроме того, изменение времени задержки немного меняет высоту тона, что дополнительно добавляет иллюзию «множественных источников». Как и в реальном мире, каждый из исполнителей получается немного «out of time» и «out of tune».

Эффект изначально был предназначен для имитации хора, однако сейчас используется намного более широко, в т.ч. и в инструментальных партиях. С технической точки зрения хорус сильно напоминает флэнжер.

Обычно используются следующие параметры:

Number of Voices:	Количество копий сигнала
Delay:	Минимальное время задержки, обычно от 20 до 30 миллисекунд.
Sweep Depth/ Width:	Максимальное время задержки

Окно эффекта в редакторе Adobe Audition:

Phasing & Flanging

Phasing или phase shifting — характерный свистящий эффект, часто используемый в музыке. Он создается смешиванием исходного сигнала с его копией, сдвинутой по фазе, т.е. задержанной на время, сопоставимое с длиной звуковой волны. При этом возникает частотный вырез, который движется вверх-вниз по частотному спектру сигнала.

Flanging это особый вид фейзинга, при котором частотные вырезы соотносятся гармонически, т.е. их частоты соотносятся как частоты основного тона и его гармоник: x, 2x, 3x и т.д.

Flanging

Как уже говорилось, эффект достигается смешиванием исходного сигнала с его копией, сдвинутой по фазе, при этом обычно время задержки управляется LFO (низкочастотным осциллятором). Таким образом, возникающий гребенчатый фильтр движется вверх-вниз по частотному спектру сигнала. Основные регулируемые параметры: исходное время задержки, соотношение прямого и задержанного сигналов (dry/wet), а также частота и амплитуда управляющего LFO.

Пример звучания (MP3):

Drums: Dry (original audio with no effect)

Drums: Flanged

Термин flanging пришел из эпохи катушечных магнитофонов. Исходный сигнал копировался на вторую пленку, и край (flange) второй бобины просто прижимался пальцем с большим или меньшим усилием, что давало регулируемое замедление её вращения. Флэнжер стал популярен в эпоху расцвета психоделической музыки 60х-70х гг.

Окно эффекта в редакторе Adobe Audition, в котором можно видеть стандартные настройки, обычно используемые во флэнжере:

Phase Shifting (Phasing)

Фейзер представляет собой нечто более сложное, чем просто движущийся гребенчатый фильтр. Здесь используются один или несколько режекторных фильтров, настроенных на разные частоты (в цифровых устройствах до 32-х и больше). Поскольку это более сложное устройство, оно может быть реализовано по-разному с технической точки зрения, но общим остается принцип: практически это движущийся под управлением LFO (как и флэнжер) режекторный фильтр/фильтры (которые, впрочем, реализуются также на основе задержки).

Примеры звучания различных типов фейзинга (MP3):

Drums: Dry (original audio with no effect)

Drums: Phased

Drums: Crunchy Phase