No Image

Что такое реверберация в музыке

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
22 января 2020
Внешние видеофайлы
Демонстрация вариантов реверберации и их влияние на ощущение пространства

Реверберация — это процесс постепенного уменьшения интенсивности звука при его многократных отражениях [1] . Иногда под реверберацией понимается имитация данного эффекта с помощью ревербераторов.

Содержание

Обзор [ править | править код ]

Эхосигнал представляет отражённую от препятствия звуковую волну. Явление реверберации состоит в суперпозиции различных эхосигналов от одного источника звука. Эффект реверберации можно наблюдать в закрытых помещениях после выключения источника звука. Художественно-эстетическое впечатление, создаваемое реверберацией, зависит от контекста звукового произведения и определяется в высших отделах головного мозга. Обычно избыточная длительность реверберации приводит к неприятной гулкости, «пустоте» помещения, а недостаточная — к резкому отрывистому звучанию, лишённому музыкальной «сочности». Искусственно создаваемая реверберация в определённых пределах способствует улучшению качества звучания, создавая ощущение приятного «резонанса» помещения.

При записи речи, пения, музыки, а также создания различных шумовых эффектов использование искусственной реверберации является составной частью общей обработки аудиосигнала. Такой вид обработки определяется как техническими условиями проведения записи, так и художественно-эстетическими задачами. Реверберацию используют для улучшения и подчёркивания художественной выразительности речи, пения, звучания отдельных музыкальных инструментов. Так, например, при записи музыкальных программ в помещении с неудовлетворительной акустикой или малого для данного состава исполнителей объёма обычно не удаётся получить необходимое соотношение между гулкостью и чёткостью звучания. В этом случае применение искусственной реверберации позволяет добиться улучшения качества звучания музыкальной программы. Аналогично, реверберация помогает создать необходимую акустическую окраску голоса или инструмента при записи вокалиста или солирующего инструмента, когда он «тонет» в звучании сопровождающего ансамбля.

С помощью реверберации можно создать эффект приближения и удаления источника звука. Для этого постепенно изменяют уровень реверберации, создавая иллюзию изменения акустического отношения, а значит, и впечатление изменения звукового плана. При озвучивании видеофильма или звуковом оформлении презентации нередко возникает потребность подчеркнуть акустическую обстановку того или иного места действия. Для этого также используют эффект реверберации.

Эффект реверберации может нести не только характер внешнего оформления, но и использоваться как средство усиления драматического действия. Известно, например, какое действие производит шёпот, записанный с большим временем реверберации. Необходимо также помнить, что на фоне музыки, записанной с реверберацией, наблюдается более чёткая разборчивость речи, чем при наложении на музыку, записанную без реверберации. Однако следует избегать чрезмерного увеличения реверберации, так как это может отразиться на чёткости звучания.

Первыми устройствами, позволявшими получить управляемый искусственный эффект реверберации, были пружинные ревербераторы.

Формула вычисления времени реверберации [ править | править код ]

Условно принятое время реверберации — время, за которое уровень звука уменьшается на 60 дБ [1] .

Для вычисления времени реверберации используют формулу, которая принадлежит Сэбину, первому исследователю архитектурной акустики: T = 0.164 V A <displaystyle T=<frac <0.164V>>> , где V <displaystyle V> — это объём помещения, A <displaystyle A> — общий фонд звукопоглощения, A = a 1 S 1 + a 2 S 2 + ⋯ + a i S i <displaystyle A=a_<1>S_<1>+a_<2>S_<2>+dots +a_S_> , где a i <displaystyle a_> — коэффициент звукопоглощения (зависит от материала, его дисперсных, или фрикционных характеристик), S i <displaystyle S_> — площадь каждой поверхности.

Реверберация (англ. Reverberation или Reverb) — эффект создаётся, когда какой-либо звук звучит в замкнутом пространстве, в результате чего отражения от поверхностей стен вызывают большое количество эхо, затем звук медленно затухает по причине поглощения звуковых волн стенами и воздухом. Эффект наиболее заметен, когда источник звука перестаёт звучать, но отражения всё ещё звучат, амплитуда отражений постепенно затухает, пока они не перестают быть слышны. Длительность затухания отражений называется временем реверберации. Оно получает особое внимание при архитектурном проектировании больших камерных залов, которые должны иметь определенное время реверберации для достижения оптимальной эффективности. По сравнению с различными эхо, звучание которых расположено с промежутком в 50 – 100 мс, реверберация имеет тысячи эхо, которые расположены очень близко (0.01 – 1 мс между эхо-сигналами).

Как звуковой эффект реверберация придаёт чувство глубины пространства.

Содержание

Обзор [ править ]

Источник, издающий звук, отражается от различных поверхностей по-разному, в зависимости от их текстуры. Гладкие, жёсткие поверхности отражают звук подобно тому, как зеркало отражает свет (угол падения равен углу отражения). Тогда как отражение от грубых (неровных) материалов производится во многих направлениях, отражённый звук от таких поверхностей воспринимается более размытым. Характер отражений зависит от частоты звука и материала стен. Жёсткий материал поглощает звуковые волны меньше, тогда как мягкий больше. В больших помещениях можно легко наблюдать эффект реверберации к таким помещениям можно отнести церкви, бассейны или большие пещеры.

Реверберация создаётся в результате повторного отражения звука. Отражённые сигналы со временем ослабевают, это вызвано тем, что при каждом отражении часть энергии сигнала теряется (поглощается материалом). Другая причина в том, что звук рассеивается в воздухе (потому как вибрации вызывают трение частиц воздуха).

При слишком большом количестве реверберации сильно страдает разборчивость речи: чем короче время реверберации, тем лучше. Однако для музыки реверберация более желательна, потому как в "сухой" комнате музыка звучит неестественно, а также становятся отчётливо слышны неточности игры. Для камерной музыки наиболее желательное время реверберации около 1.2 до 1.6 секунд, для оркестровой около 1.7 до 2.2, для органной гораздо больше.

В процессе естественной реверберации меняется частотный спектр звука. Высокие частоты затухают быстрее, чем низкие, поэтому тембр отраженного звука в сравнении с оригиналом имеет более мягкий, приглушенный характер. Реверберация изменяет воспринимаемые гармонические структуры нот, но не меняет их тон. Эффект реверберации часто используются в студиях, для добавления чувства глубины пространства.

Читайте также:  Чем чистить клавиатуру ноутбука

Состав [ править ]

При звучании звука в закрытом помещении к слушателю первым приходит прямой сигнал. Это сигнал, не отразившийся ни от одной поверхности. Далее к слушателю приходят ранние отражения. Ранние отражения — это те сигналы, которые по пути к слушателю отразились от стен помещения только один раз. Последующие, «поздние» отражения — это «отражения отражений», или «переотражения», когда звуковая волна, прежде чем дойти до слушателя, многократно отражается от разных стен. Чем больше таких отражений, тем сильнее меняется их спектр за счёт потери высоких частот, утрачивающих энергию быстрее, чем низкие. Поздние отражения соединяются в одно сплошное плавно затухающее послезвучание («реверберационный хвост»).

Факторы [ править ]

Свойства, которые наиболее сильно влияют на пространственные впечатления от реверберации:

  • Процент прямого звука.
  • Процент ранних отражений, их пространственное распределение и время.
  • Процент реверберационного хвоста, его пространственное распределение и время.
  • Длительность предварительной задержки (предзадержка).

Длительность предварительной задержки имеет особое значение. Это промежуток времени между прямым звуком и его первым отражением, настройка его длительности позволяет определить положение источника звука в пространстве.

Время реверберации [ править ]

В конце 19 века Wallace Clement Sabine начал эксперименты в Гарвардском университете с целью изучения воздействия поглощений на время реверберации. Используя портативные духовые инструменты и органные трубы как источник звука, секундомер и уши, он измерил время от прекращения звучания источника до того момента, пока оставшийся звук станет невнятным (примерно 60 дБ). Он обнаружил, что время реверберации пропорционально размерам комнаты и обратно пропорциональна сумме поглощений.

RT60 (Reverb time – время реверберации) это время необходимое для того, чтобы отражения звука распались на 60 дБ ниже уровня прямого звука. Время реверберации зачастую устанавливают как одно значение, однако оно может быть измерено в разных частотных диапазонах сигнала (от 20 Гц до 20 кГц), или точнее в узких частотных полосах (одной октаве, 1/3 октавы, 1/6 октавы, и т.д.). Как правило, время реверберации измеряемое в узких частотных полосах будет отличаться в зависимости от частот содержащихся в полосе (высокие частоты затухают гораздо быстрее низких).

Оптимальное время реверберации зависит от типа музыки или звуков, которые должны звучать в пространстве. Помещения используемые для передачи речи, обычно требуют более короткого времени реверберации, для большей разборчивости слов. Если отраженный звук от одного слога слышен когда произносится следующий слог, то это может затруднить распознавание сказанного слова. Слова "кот", "кол", и "ком" могут быть очень похожи. С другой стороны, если время реверберации слишком коротко, то может пострадать тембровый баланс и громкость.

Основные факторы, влияющие на время реверберации, это размер и форма помещения, а также материалы, используемые при его строительстве. На время реверберации может повлиять любой объект помещённый в комнату, в том числе люди и их имущество.

Использование [ править ]

С помощью реверберации можно создать эффект приближения и удаления источника звука. Для этого постепенно изменяют уровень реверберации, создавая иллюзию изменения звукового плана. При озвучивании фильмов или звуковом оформлении нередко возникает потребность подчеркнуть акустическую обстановку того или иного места действия. Для этого также используют эффект реверберации.

Эффект также очень часто используют для улучшения и подчёркивания художественной выразительности речи, вокала, звучания отдельных музыкальных инструментов. Реверберации может нести не только характер внешнего оформления, но и использоваться как средство усиления драматического действия. Например шёпот записанный с большим временем реверберации создаёт напряжённый, пугающий эффект.

Использование эффекта реверберации в профессиональных приложениях

В этой статье, предназначенной, в основном, для начинающих музыкантов, мы рассмотрим все аспекты самого популярного эффекта в процессе создания музыки.

Начиная с азов теории реверберации, перейдем к краткой истории её использования до цифровой эры, рассмотрим, какие бывают ревербераторы, далее перейдем к исследованию типов и регулируемых параметров реверберации и, наконец, закончим на практических советах по её применению.

Сущность эффекта реверберации

Реверберация сопровождает любой звук, возникший в естественной акустической среде. Возникает она при отражении звуковой волны от каких-либо препятствий и ее возврата в точку прослушивания. Поэтому, в восприятии акустического звука присутствует его прямой источник и многочисленные отражения от ближайших поверхностей — преград. Графически это можно представить следующим образом: пусть в неком помещении (1) имеется источник сигнала (2) и слушатель (3).

При подаче короткого звукового импульса в точке прослушивания будет наблюдаться приблизительно следующая картина:

Первым приходит прямой сигнал от источника звука, имеющий наибольшую интенсивность. Вслед за ним приходят ранние или первичные отражения от стен, пола, потолка, имеющие меньшую интенсивность, величина которой зависит и от пройденного расстояния и от поглощающих свойств материалов поверхностей. Далее подходят вторичные и многочисленные последующие отражения с быстро уменьшающейся интенсивностью. В реальной ситуации звуковые импульсы обычно имеют протяженность большую, чем время прихода первых отражений, поэтому реверберация накладывается на исходный звук в процессе его звучания.

Часто к ранним отражениям причисляют вторичные приходящие отзвуки, отстающие от исходного прямого сигнала не более чем на 60 мс.

Эффект реверберации проявляется в более сочном гулком объемном звучании, обычно более приятном для восприятия, чем исходный «сухой» звук.

В аудиозаписи реверберация придает чувство глубины пространства. Источник звуков с более выраженным эффектом реверберации субъективно ощущается расположенным в отдалении от слушателя.

Реверберация воспринимается слитно, если промежутки между отраженными сигналами менее 100 мс. При увеличении интервала между приходящими звуками свыше 100 мс субъективное восприятие человека отмечает уже раздельное эхо.

Читайте также:  Что будет если ездить на ручнике

Чем больше размеры помещения и меньше поглощающая способность поверхностей, тем больше длительность реверберации. Под временем реверберации понимают длительность затухания сигнала на 60 дБ от первоначального значения.

По времени реверберации и ее глубине в естественной звуковой среде можно оценить размеры помещения и его акустические свойства. Звук голоса на сцене концертного зала, в пустой комнате, в комнате с множеством мягких вещей заметно отличается по воспринимаемому тембру.

В процессе естественной реверберации меняется частотный спектр звука. Высокие частоты затухают быстрее, чем низкие, поэтому тембр отраженного звука в сравнении с оригиналом имеет более мягкий, приглушенный характер. Величина потери высокочастотных составляющих спектра зависит от расстояния, пройденного акустической волной, и от свойств материалов отражающих поверхностей.

История искусственной реверберации

Наиболее естественный и качественный способ передать в записи реверберацию — осуществить запись в хорошем концертном зале. Очевидно, что этот способ доступен далеко не всем и не во всех случаях, поэтому потребность в имитации реверберации родила еще до цифровой электронной эпохи несколько полуакустических, полумеханических приемов ее получения.

Первой для имитации реверберации появилась эхо-камера (chamber). Это небольшое помещение, в котором находилась звуковоспроизводящая система и микрофон для записи звука. Для усиления эффекта стены помещения были покрыты рядами звукоотражающих тарелок или другими похожими материалами. Меняя положение громкоговорителя и микрофона можно было получить небольшие вариации в записанном звуке.

Относительно популярный метод имитации реверберации был реализован на больших подвешенных с напряжением металлических пластинах (plate) с прикрепленными к ним электромагнитными преобразователями. С помощью демпфирования пластины можно было управлять временем ее колебаний. Вибрации пластины имитировали настоящую реверберацию весьма условно, но тем не менее симуляция такого способа нашла воплощение во всех современных цифровых ревербераторах.

Более низкокачественной вариацией этого способа была пружинная (spring) реверберация, использовавшаяся раньше в гитарных усилителях. На одном конце пружины стоял электромагнитный преобразователь, приводивший пружину в колебания, а на другом звукосниматель, воспринимавший все ее полезные и паразитные колебания.

Цифровые ревербераторы

Все современные цифровые устройства получения реверберации можно условно разделить на несколько типов в зависимости от технологии, качества и области применения.

Самую простую и непритязательную группу составляют устройства реверберации, применяемые в мультимедийных звуковых картах типа Diamond Monster MX300 на чипе Vortex2 или простеньких электронных «самоиграйках» от Casio и Yamaha. Обычно, в данном случае, можно управлять лишь глубиной эффекта, другие управляемые параметры отсутствуют.

Профессиональные и полупрофессиональные звуковые карты, музыкальные инструменты и звуковые модули, как правило, имеют на борту неплохие процессоры эффектов, в которых можно выбирать тип реверберации и управлять ее параметрами. Кроме общих системных эффектов (реверберации, хоруса), имеется по крайней мере ещё один назначаемый блок эффектов, для которого среди прочих эффектов всегда найдется парочка-троечка дополнительных типов реверберации.

Считается, что наибольшим качеством и гибкостью обладают отдельные модульные процессоры эффектов. Среди них есть хорошие универсальные, для которых реверберация — один из множества доступных эффектов (Boss VF-1, Zoom RFX1000), и специализированные студийные ревербераторы (Sony DRE-S77, Yamaha REV500).

В последнее время широкое распространение получили чисто программные имитаторы эффектов. Реверберацией реального времени обладают программные сэмплеры и синтезаторы. В отличие от аппаратных аналогов, которые работают в любых условиях, при использовании софтовых эффектов стоит помнить об ограниченных ресурсах (мощности) компьютера.

Чрезвычайной гибкостью и хорошим качеством отличаются имитаторы, работающие не в режиме реального времени. Например, в популярном аудиоредакторе Cool Edit Pro можно обнаружить ревербератор, моделирующий всевозможные помещения с кучей сопутствующих настроек:

Типы реверберации

В любом современном цифровом ревербераторе можно выбрать несколько программ, имитирующих различные реальные условия прослушивания или синтезирующих некие фантастические ситуации для специальных эффектов. Ниже кратко описаны наиболее популярные примеры.

Hall (зал) — имитирует акустику концертного зала. Глубокая реверберация с большим временем затухания. Субъективно как бы отдаляет источник звука от слушателя.

Room (комната) — реверберация небольшого помещения. Подходит для применения к акустическим инструментам в камерной атмосфере.

Live (Stage) — имитирование живого выступления на сцене, считается, что данный тип реверберации хорошо подходит для солирующих инструментов.

Plate (пластина) — симуляция плоской электромеханической реверберации металлической пластины, описанной выше. Применяют для вокала и ударных инструментов.

Spring (пружина) — lo-fi реверберация, имитирует упомянутую выше пружинную электромеханическую конструкцию.

Chamber (эхо-камера) — имитация описанного ранее помещения для записи реверберации.

Gate (гейт, шлюз) — реверберация с отрезанием конечной фазы затухания. Придает звуку некий динамичный характер и используется для ударных инструментов и, в частности, для барабанов.

Reverse (реверс) — тип искусственной реверберации с инвертированной огибающей, т. е. она сперва плавно нарастает, затем резко обрывается. Подобный эффект может быть получен путем инвертирования звука в редакторе, применения к нему обычной реверберации и обратному инвертированию. В этом случае реверберация начинается еще до старта основного звука. Специфичный эффект, иногда используется для вокала.

Иногда можно встретить и другие, экзотические типы реверберации. Например, в XG устройствах от Ямахи можно найти White Room, Tunnel, Canyon, Basement — реверберация при искусственных условиях, а в серии Sound Canvas от Роланда — Panning Delay — некая раздельная стереофоничная реверберация.

Параметры реверберации

В этом разделе в алфавитном порядке мы рассмотрим регулируемые параметры, встречающиеся в современных цифровых ревербераторах.

Balance (Dry/Wet) — регулирует соотношение прямого звука и звука, обработанного эффектом.

Density — плотность ранних (первичных) отражений, характеризует геометрию имитируемого помещения.

Diffusion — характеризует расплывчатость реверберации, при низких значениях ощущается её дискретность или подобие эха.

Читайте также:  Тесла автомобиль на сколько хватает зарядки

Early Reflection Level — уровень ранних отражений, соотносится с отражающими свойствами материалов помещения.

Er/Rev Balance — соотношение уровней ранних отражений и остатка реверберации.

Feedback Level — уровень обратной связи.

High Cut — параметры фильтра НЧ (эквалайзера). Делает тембр реверберации более мягким.

High Damp (LPF) — параметры демпфирования высокочастотных составляющих спектра реверберации (иногда раздельно регулируется уровень и частота). Основано на естественном эффекте более быстрого затухания высокочастотного спектра звука в процессе акустической реверберации. В некоторой степени имитирует свойства материалов отражающих поверхностей помещения.

Low Cut — параметры фильтра ВЧ (эквалайзера).

Low Damp (HPF) — параметры демпфирования низкочастотных составляющих реверберации (иногда раздельно регулируется уровень и частота).

Pre Delay (Initial Delay) — временной интервал между прямым звуком и ранними (первичными) отражениями (фактически имитирует размеры помещения с учетом месторасположения слушателя).

Release Density — плотность отражений конечной фазы реверберации.

Reverb Delay — промежуток между ранними отражениями и остатком реверберации.

Reverb Send Level (Depth, Volume) — уровень реверберации. Основной параметр, управляющий глубиной эффекта.

Reverb Time — длительность реверберации (время затухания звука приблизительно на 60 дб).

Size (Room Size, Hall Size, Height, Width, Depth) — размеры (объем) имитируемого помещения.

Wall Vary — характеризует геометрию (неровности) отражающих поверхностей. Большие значения придают реверберации более рассеянный характер.

Управление реверберацией по MIDI

В стандарте General MIDI (GM) прописан только один параметр для управления глубиной (уровнем) реверберации — контрольное сообщение под номером 91 (5BH).

В GS и XG возможности управления значительно расширены. Во-первых, по NRPN можно влиять на уровень реверберации отдельно для разных ударных инструментов. Например, вот так можно уменьшить реверберацию для большого барабана (Kick) стандартного GM Drum набора:

№ СС Значение Комментарий
63H 1DH Установить старший MSB
62H 24H Установить младший MSB
06H 10H Ввести новое значение уровня реверберации

Указанные значения можно ввести вручную в окне редактирования MIDI событий любого секвенсора (окно Events в Cakewalk, Sonar).

Во-вторых, для GS, XG, GM2 можно оперативно сменить тип реверберации. Реализуется это посылом специального SysEx сообщения. Например, вот такое сообщение устанавливает тип реверберации Room3 для синтезатора серии Roland Sound Canvas (SC-8820):

F0 41 10 42 12 40 01 30 02 0D F7

F0 41 10 42 12 — заголовок SysEx сообщения;
40 01 30 — три байта определяют характер MIDI-сообщения — смена типа реверберации;
02 — тип реверберации Room3;
0D — контрольная сумма;
F7 — конец SysEx сообщения.

Для синтезатора XG это будет выглядеть так:

F0 43 10 4C 02 01 00 02 02 F7

F0 43 10 4C — заголовок SysEx сообщения;
02 01 00 — три байта задают адрес смены типа реверберации;
02 02 — два байта определяют тип реверберации Room3;
F7 — конец SysEx сообщения.

В-третьих, имеется возможность менять множество параметров реверберации. В таблице ниже представлены управляемые параметры для GS и XG совместимых синтезаторов:

Параметр GS (SC-8820) XG (SW1000XG)
Level Есть Есть
Time Есть Есть
Diffusion Нет Есть
Pre-Delay Time (Initial Delay) Есть Есть
LPF Есть Есть
HPF Нет Есть
Reverb Delay Нет Есть
Density Нет Есть
Er/Rev Balance Нет Есть
Feedback Level Нет Есть
Wall Vary Нет Есть

Реализуются они также посылом SysEx сообщений. Например, для XG устройства следующее сообщение устанавливает максимальное время реверберации:

F0 43 10 4C 02 01 02 7F F7

В данном случае три байта 02 01 02 определяют смену параметра реверберации — Reverb Time, а предпоследний байт 7F — задает максимальную длительность.

Разумеется, для управления указанными параметрами удобнее использовать специализированные редакторы (XG Edit, GS Advanсed Editor и т. п.), благодаря которым можно абстрагироваться от программирования в шестнадцатеричных кодах.

Способы практического использования

Как говорится, правила существуют для того, чтобы их нарушать. Для изложенных ниже советов всегда можно придумать исключения. Так что эксперимент и фантазию можно только приветствовать.

Обычно для достижения чувства общности пространства единый тип реверберации типа Hall (Room, Live) применяют для всего микса в целом, при этом, для отдельных инструментов или группы инструментов в целях получения особых эффектов можно использовать дополнительную обработку процессором реверберации.

Данный эффект можно использовать для моделирования глубины сцены. Инструменты, имеющие более глубокую реверберацию, ощущаются расположенными как бы в отдалении. Справедливо и обратное, инструмент или голос без реверберации кажется находящимся вблизи.

Множество оттенков звука можно получить, используя эффекты в стерео режиме. Например, исходный звук разместить по центру, короткую реверберацию с малым временем первичных отражений по левому каналу, а с большим временем по правому.

Для вокальной партии интересный эффект дает применение реверсивной (reverse) реверберации. Также, оживляет голос одновременное применение двойной реверберации — с коротким и длинным временем затухания.

Глубокая реверберация с большим временем затухания хорошо подходит для синтезаторных подкладов.

Для получения более жесткого динамичного ощущения ритма в миксе для ударных инструментов (барабанов) можно использовать Gate-реверберацию.

Большие барабаны и басы хорошо звучат с небольшим количеством реверберации или вообще без нее.

И главное: никогда не стоит перебарщивать с глубиной реверберации — очень легко можно превратить микс в неразборчивую кашу с налезающими друг на друга звуками. Чем быстрее темп композиции — тем меньше она должна быть.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector