效果:音频信号处理中的内容是什么以及何时使用它们?

通过Joost Nusselder | 更新日期:  2022 年 8 月 23 日

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在音频信号处理中,效果器主要用于改变音频信号的声音。 效果器可用于为混音添加色彩和趣味性、塑造声音以及创造不同类型的氛围。

从均衡器和压缩器到混响和延迟,在音频制作中有各种各样用于不同目的的效果。

在本文中,我们将分解不同类型的音频效果、如何使用它们以及如何充分利用它们。

什么是效果

效果的定义


音频信号处理中的效果是以某种预定方式改变或修改音频信号的过程或操作。 效果器可用于增强乐器的声音、改变另一种乐器、为房间增添氛围、创造原始声音等等。

音频制作和录音中使用的常见效果类型包括:均衡、延迟/回声效果(混响)、混响、失真、音高变换和合唱。 这些过程中的每一个都有其独特的声音特征,可供探索和操纵。

了解将效果器用作制作组合的一部分的概念非常重要。 太少的效果可能看起来粗糙或不完整,而太多会导致分散注意力的着色和对其他乐器的不必要的掩蔽效果。 两者之间的良好平衡可以帮助确保所有乐器很好地融合在一起,并为您带来您正在寻找的专业光泽。

根据您的项目制作的音乐风格,可以通过多种不同的方式应用效果,以便在任何舞台上制作独特的混音; 从卧室制作人一直到专业的工作室工程师。 尝试每种不同类型的效果并找出最适合您的特定声音的效果是创作具有动态效果的美妙音乐的重要组成部分。

效果类型


在音频信号处理中,效果器是以某种方式处理输入的音频信号然后输出的操作。 效果器可用于增强录音或完全创造新的声音。 它们用于为声音添加戏剧性和复杂性,并且可以使业余和专业混音完全不同。

效果分为四类:动态效果、调制效果、混响和延迟效果、过滤和 EQ(均衡)效果。 动态处理器改变输入信号的整体电平——例如压缩器、限制器和噪声门——而调制单元改变或调制信号的某些方面,比如调频或合唱。 混响对于通过模拟不同级别的真实房间氛围在音轨中创造深度感尤为重要。 延迟构建复杂的重叠模式,为轨道或特殊效果创建创建节奏重音。过滤通过去除不需要的频率来改变频率,这有助于清理录音,而 EQ 根据偏好创建对选定频谱的强调,例如增强低音或高音频率。

所选择的效果类型应始终反映对每个应用到它的特定声源的期望——在发现最有效的方法之前,需要对不同的组合进行反复试验!

信号处理

音频信号处理是改变信号以提高其音质或使其更适合特定目的的过程。 Effects 被用来实现这个目标,它们有多种形式,可以做很多不同的工作。 在这篇文章中,我们将讨论不同种类的效果以及在音频信号处理中应该何时使用它们。

什么是信号处理?


信号处理是改变模拟或数字信号的过程,以使其更适合记录、播放或传输。 在音频信号处理中,效果器用于操纵音频信号以产生特定的声音。 效果的类型及其用途因正在处理的信号类型和制作者所需的结果而异。

音频信号处理器改变声波,通常涉及诸如基于频率的方法 过滤器、动态处理器或各种基于时间的效果。 基于频率的处理器能够通过滤除某些频率或增强它们来为音频流添加微妙的色彩。 压缩器、扩展器和噪声门等动态处理器可以更好地控制电平以及更强劲的音乐瞬态。 基于时间的效果包括合唱、延迟、混响和失真,它们操纵时间的自然流动以创建与声源混合的特定效果。

当创造性地组合时,这些不同类型的效果可以为音乐制作、电影后期制作和现场表演等各种应用实现独特的声音效果。 信号处理器因其多样化的算法而越来越受欢迎,这些算法允许在一台设备中进行复杂的声音处理。 一个现代的例子是多效果处理器踏板,它通常将多种类型的效果结合到一个单元中,使它们在舞台上或录音室录音期间易于使用。

信号处理如何工作?


信号处理是对音频信号的处理,以达到预期的效果。 它涵盖了广泛的用于修改声音的技术,包括动态范围压缩、均衡、失真、混响和延迟。 这些工具可用于提高录音或广播的质量,或用于创造性目的,例如创建独特的声音或效果。

在最基本的层面上,信号处理通过操纵音频信号的时域表示来工作; 这允许强调或抑制信号中的某些频率或音符,并允许创建更复杂的效果,例如合唱或定相。 当用作效果链的一部分时,操纵频率内容的过程还可以生成不同类型的音景和氛围。

模拟和数字信号处理之间的主要区别在于信号的表示和处理方式。 模拟技术直接操纵信号——主要是通过作用于振幅和频率分量的高级滤波器——数字信号使用二进制代码表示,必须先将其转换为模拟形式,然后才能进行任何处理。 再一次,现代数字技术提供了比传统技术更大的灵活性; 当涉及到音高变换或动态范围扩展/压缩等调整时,它们允许更精细的控制级别。

除了音效应用之外,更复杂的技术(如反卷积)也可用于音频母带制作过程——允许工程师精确控制给定混音中的各种频率如何相互影响——让他们能够创建令人信服的混音,翻译得很好跨不同的播放系统。 简而言之:信号处理对于从头开始创作音乐和确保无论最终在哪里播放音乐都能很好地转换到不同的消费设备来说是必不可少的!

共同作用的结果

音频信号处理用于改变声音的各种不同应用。 效果器是一种可用于实现此目的的信号处理。 在本文中,我们将了解音频信号处理中最常用的一些效果,并讨论它们的优点和局限性。

混响


混响是一种用于音频信号处理的效果。 可以使用混响单元(也称为混响箱)创建混响,这是一种回声产生设备,旨在模拟您在室内环境中听到的自然混响。 混响为声音增加了深度和距离感,并赋予其更多质感。

混响效果有各种形状和大小——一些使用数字算法,而另一些则依赖于真实世界声学的物理模型——但它们的目的保持不变:在音频环境中重现自然的混响。 一些更常见的混响效果包括大厅混响、房间混响、弹簧混响、板混响和卷积混响。 每种类型的混响都有自己独特的特性和声音特征,这些特征和声音特征是为特定类型的应用量身定制的,例如录音室人声轨道或体育场摇滚音乐活动; 从而使它们适用于许多不同类型的场景。

除了传统的混响,“脉冲响应”混响等较新的插件在音乐制作人中越来越受欢迎,因为它们提供可调节的参数,允许用户进一步定制他们的混响声音。 混响通常与延迟和压缩器等其他效果结合使用,以在整体声音处理方面创造更大的画面。

延迟


延迟是音频信号处理中用于创建类似回声效果的常见效果。 延迟效果使用计时元素在以后复制原始声音。 随着延迟信号和原始信号之间的时间增加,将发生多次重复,从而产生类似混响的效果。

延迟通常依赖于存储在内存中的数字算法,并且可以包括可变参数,例如反馈(重复发生多少次)、延迟时间(初始声音和延迟声音之间的时间量)、湿/干混合量、声像等。 延迟效果的范围可以从大约 30 毫秒的较短的重复敲击到更长的、暗示无限的重复混响。 与混响一样,延迟通常用于帮助营造氛围或帮助乐器更好地融入混音。

通过在这些效果中的相邻组件之间引入短延迟,还可以将不同类型的延迟合并到其他效果中,例如 Echo、Chorus 或 Flange。 与任何类型的效果处理一样,重要的是找到与源材料相关的任何甜蜜点,以便在保持处理声音的音乐性的同时获得最佳结果。

压缩


压缩是音频信号处理中最常用的效果之一。 它会降低动态范围并提高音频信号的整体音量。 通过使用压缩器,可以控制动态、维持更长的声音并使混音更易于聆听。 有许多类型的压缩,从简单的压缩器到用于更复杂应用的多频带压缩。

压缩器的工作原理是减少声音中峰值电平和平均电平之间的差异,这使得在该声音的峰值期间一切都变得更响亮和更接近。 当音频信号超过某个阈值或范围(例如峰值电平)时,压缩器通过应用增益降低(衰减)来实现这一点。 它们实质上降低了音频信号的动态范围,因此可以在没有数字失真(削波)的情况下将其放大得更多。 它还可以降低背景噪音,同时保持所需的声音或人声质量

压缩最常用于底鼓、贝斯吉他和人声等乐器,因为这些乐器往往具有高动态性——它们在峰值电平和平均电平之间存在显着差异——但在谨慎使用时可以使任何乐器受益。 压缩也可用于将多个音轨“粘合”在一起,方法是将它们放在相似的音量上,同时仍然允许它们的立体声图像在混音过程中更好地协同工作。

EQ


EQ 是音频信号处理中最常用的效果之一,是任何音响工程师或制作人的重要工具。 在最简单的形式中,均衡器 (EQ) 可以提高或削减特定频率范围,使声音更响亮、更明亮、更柔和或更温暖。 EQ 通常用于通过添加细节和深度来增强音轨的整体声音。 它还可用于解决某些类型的问题,例如混音中的共振或反馈回路。

有两种主要类型的均衡器:动态均衡器和图形均衡器。 动态均衡器通常提供比图形均衡器更少的可调参数,但它们的工作效率远高于图形均衡器。 它们在实时或现场广播信号中使用时特别有用,因为它们可以对音频信号中的变化做出快速反应。 有各种类型的动态均衡器,例如参数、半参数、相移/全通、搁架和陷波滤波器; 所有这些都旨在以用户的最小努力微调不同的频率范围。

当您对歌曲进行混音时,图形均衡器可以更好地控制各个频率 - 这种类型的处理通常被专业人士在所有音轨元素被录制并混合在一起后进一步塑造他们的混音时使用

何时使用效果

效果器是音频信号处理的重要组成部分,可以为您的声音增加深度和质感。 如果使用得当,效果器可以完全改变您的音频并将其提升到一个全新的水平。 在本文中,我们将介绍何时应在音频信号处理中使用效果器,并提供常用效果器的示例。

增强仪器


使用效果器来增强乐器的声音是音频信号处理的基本部分。 应用延迟、合唱、混响和失真等效果可以使乐器听起来更加饱满和动态。 延迟有助于使声音变厚并在乐器的音调中创造深度; 合唱创造微光和运动; 混响增加空间和维度; 失真提供勇气和态度。

增强乐器时,请务必记住,每种效果都在创造整体声音景观方面发挥作用。 要创建所需的效果,请根据所使用的源材料以适度的级别将多种效果混合在一起。 尝试不同的效果组合可以帮助您找到适合您的项目的理想组合。

例如,在为摇滚或金属制作制作吉他声音时,您可能会使用失真来获得松脆的“咬合”和临场感; 然后为空间添加微妙的混响; 随后是一些延迟以响应维持。 同样,对于低音吉他,您可能会应用一些压缩来保持音符清晰度; 一点混响或延迟以提供氛围; 然后使用 EQ 滤波器添加一些低端增强以提高清晰度,而不会过度着色乐器的音调。

在创造出在任何混音中脱颖而出的令人难忘的音调时,尝试不同的效果组合是必不可少的。 不要害怕尝试新事物——信号处理中有无数种组合可以在制作音乐时激发新的想法!

增强人声


人声是曲目中一些最重要的元素,通常需要修改和增强才能达到预期的效果。 人声很重要,因为它们驱动歌曲的情感和情绪,并有助于将中心信息或故事传达给听众。

人声轨道中一种常用的效果是混响,它可用于添加氛围并在混音中营造空间感。 通过在人声上应用长衰减板混响,您可以创建丰富的音调,有助于带出每条线背后的情感。 此外,自动声像或合唱效果可应用于伴奏或和声人声,以创建伴随主唱每个乐句的旋转和声。 最后但并非最不重要的一点是,在两侧使用人声加倍和轻微的声相可以帮助加厚您的人声立体声图像,从而创造出更饱满的整体声音。

最后,在掌握人声时,重要的是要避免过度炒作的频率范围和“响度战争”,以免造成听者疲劳或掩蔽效应。 与其将 eqs 推得太紧并最大程度地压缩,不如尝试将目标设置得较低; 这将使您的混音更加清晰,同时仍然提供大师级工程师所追求的具有竞争力的响度。 一如既往,在选择处理技术时保持开放的心态是必不可少的,这样您就不会剥夺每位歌手的独特之处,同时仍然允许他们在自己的风格中进行试验的空间。

创造特殊效果


延迟、混响和合唱等音频效果都有助于营造空间感并为声音添加有趣的特征。 要创建特殊效果,您可以使用均衡、滤波器和失真算法、动态范围限制器技术、噪声门控系统等工具。

均衡 (EQ) 是用于制作特殊效果的常用工具之一。 EQ 用于通过提高或削减某些频率来调整声音的频率内容。 例如,如果你想让声音听起来像在水下,你可以应用具有低频提升的 EQ 并切断高音来创造这种效果。

过滤器也常用于创建特殊的音频效果。 根据您的需要,低通滤波器设置会去除高频,而高通滤波器设置会去除较低的频率。 这可用于模拟放大的低音或更失真的电吉他音调。 当多个过滤器在一个链中一起使用时,它们可以创建一些有趣的音景,具有移动和深度,在制作音轨中真正脱颖而出。

失真算法通常包括波形整形技术,这些技术可为电子声音(如合成器)或声学声音(如鼓或人声)添加脆脆的特性。 波形整形背后的想法是,当信号到达失真系统时,某些频率会增加而其他频率会降低,从而从简单的信号中创建一些不寻常的纹理——然后可以使用动态范围压缩器进一步整形这些频率,以便在发生混音平衡时更好地控制动态更进一步。

噪声门控系统通过仅检测信号音频频谱中具有显着水平的那些部分来限制录音中的背景噪声水平。 这种控制使制作人能够使他们的曲目免受不需要的噪音的影响,这些噪音可能会降低他们项目的整体质量。
这几个例子说明了变化有多大 数字音频 制作过程是——使用专业的数字信号处理工具,如均衡器、压缩器、门限系统等,制作人通常设计他们自己独特的声音,甚至发明全新的风格,同时保持在他们认为对他们的混音目的必不可少的指定范围内!

结论


总之,音频信号处理中的效果器提供了广泛的选项来操纵声音以获得所需的结果。 可以应用效果器来改变乐器的音色、增加深度和质感,或者创建全新的声音。 有许多不同类型的可用效果,每一种都有自己的特点和用途。 了解何时以及如何使用每种类型对于最大限度地提高录音效果至关重要。 实验是为任何个人情况找到合适效果的关键——不要害怕尝试新事物!

我是 Joost Nusselder,Neaera 的创始人,也是一名内容营销人员,父亲,我热爱以吉他为核心尝试新设备,并与我的团队一起,自 2020 年以来一直在撰写深度博客文章帮助忠实的读者获得录音和吉他技巧。

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