效果:音頻信號處理中的內容是什麼以及何時使用它們?

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

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在音頻信號處理中,效果器主要用於改變音頻信號的聲音。 效果器可用於為混音添加色彩和趣味性、塑造聲音以及創造不同類型的氛圍。

從均衡器和壓縮器到混響和延遲,在音頻製作中有各種各樣用於不同目的的效果。

在本文中,我們將分解不同類型的音頻效果、如何使用它們以及如何充分利用它們。

什麼是效果

效果的定義


音頻信號處理中的效果是以某種預定方式改變或修改音頻信號的過程或操作。 效果器可用於增強樂器的聲音、改變另一種樂器、為房間增添氛圍、創造原始聲音等等。

音頻製作和錄音中使用的常見效果類型包括:均衡、延遲/迴聲效果(混響)、混響、失真、音高變換和合唱。 這些過程中的每一個都有其獨特的聲音特徵,可供探索和操縱。

了解將效果器用作製作組合的一部分的概念很重要。 太少的效果可能看起來粗糙或不完整,而太多會導致分散注意力的著色和對其他樂器的不必要的掩蔽效果。 兩者之間的良好平衡可以幫助確保所有樂器很好地融合在一起,並為您帶來您正在尋找的專業光澤。

根據您的項目製作的音樂風格,可以通過多種不同的方式應用效果,以便在任何舞台上製作獨特的混音; 從臥室製作人一直到專業的工作室工程師。 嘗試每種不同類型的效果並找出最適合您的特定聲音的效果是創作具有動態效果的美妙音樂的重要組成部分。

效果類型


在音頻信號處理中,效果器是以某種方式處理輸入的音頻信號然後輸出的操作。 效果器可用於增強錄音或完全創造新的聲音。 它們用於為聲音添加戲劇性和復雜性,並且可以使業餘和專業混音完全不同。

效果分為四類:動態效果、調製效果、混響和延遲效果、過濾和 EQ(均衡)效果。 動態處理器改變輸入信號的整體電平——例如壓縮器、限制器和噪聲門——而調製單元改變或調製信號的某些方面,比如調頻或合唱。 混響對於通過模擬不同級別的真實房間氛圍在音軌中創造深度感尤為重要。 延遲構建複雜的重疊模式,為軌道或特殊效果創建創建節奏重音。過濾通過去除不需要的頻率來改變頻率,這有助於清理錄音,而 EQ 根據偏好創建對選定頻譜的強調,例如增強低音或高音頻率。

所選擇的效果類型應始終反映對每個應用到它的特定聲源的期望——在發現最有效的方法之前,需要對不同的組合進行反複試驗!

信號處理

音頻信號處理是改變信號以提高其音質或使其更適合特定目的的過程。 Effects 被用來實現這個目標,它們有多種形式,可以做很多不同的工作。 在這篇文章中,我們將討論不同種類的效果以及在音頻信號處理中應該何時使用它們。

什麼是信號處理?


信號處理是改變模擬或數字信號的過程,以使其更適合記錄、播放或傳輸。 在音頻信號處理中,效果器用於操縱音頻信號以產生特定的聲音。 效果的類型及其用途因正在處理的信號類型和製作者所需的結果而異。

音頻信號處理器改變聲波,通常涉及諸如基於頻率的方法 過濾器、動態處理器或各種基於時間的效果。 基於頻率的處理器能夠通過濾除某些頻率或增強它們來為音頻流添加微妙的色彩。 壓縮器、擴展器和噪聲門等動態處理器可以更好地控制電平以及更強勁的音樂瞬態。 基於時間的效果包括合唱、延遲、混響和失真,它們操縱時間的自然流動以創建與聲源混合的特定效果。

當創造性地組合時,這些不同類型的效果可以為音樂製作、電影后期製作和現場表演等各種應用實現獨特的聲音效果。 信號處理器因其多樣化的算法而越來越受歡迎,這些算法允許在一台設備中進行複雜的聲音處理。 一個現代的例子是多效果處理器踏板,它通常將多種類型的效果結合到一個單元中,使它們在舞台上或錄音室錄音期間易於使用。

信號處理如何工作?


信號處理是對音頻信號的處理,以達到預期的效果。 它涵蓋了廣泛的用於修改聲音的技術,包括動態範圍壓縮、均衡、失真、混響和延遲。 這些工具可用於提高錄音或廣播的質量,或用於創造性目的,例如創建獨特的聲音或效果。

在最基本的層面上,信號處理通過操縱音頻信號的時域表示來工作; 這允許強調或抑制信號中的某些頻率或音符,並允許創建更複雜的效果,例如合唱或定相。 當用作效果鏈的一部分時,操縱頻率內容的過程還可以生成不同類型的音景和氛圍。

模擬和數字信號處理之間的主要區別在於信號的表示和處理方式。 模擬技術直接操縱信號——主要是通過作用於振幅和頻率分量的高級濾波器——數字信號使用二進制代碼表示,必須先將其轉換為模擬形式,然後才能進行任何處理。 再一次,現代數字技術提供了比傳統技術更大的靈活性; 當涉及到音高變換或動態範圍擴展/壓縮等調整時,它們允許更精細的控制級別。

除了音效應用之外,更複雜的技術(如反捲積)也可用於音頻母帶製作過程——允許​​工程師精確控制給定混音中的各種頻率如何相互影響——讓他們能夠創建令人信服的混音,翻譯得很好跨不同的播放系統。 簡而言之:信號處理對於從頭開始創作音樂和確保無論最終在哪裡播放音樂都能很好地轉換到不同的消費設備來說是必不可少的!

共同影響

音頻信號處理用於改變聲音的各種不同應用。 效果器是一種可用於實現此目的的信號處理。 在本文中,我們將了解音頻信號處理中最常用的一些效果,並討論它們的優點和局限性。

混響


混響是一種用於音頻信號處理的效果。 可以使用混響單元(也稱為混響箱)創建混響,這是一種迴聲產生設備,旨在模擬您在室內環境中聽到的自然混響。 混響為聲音增加了深度和距離感,並賦予其更多質感。

混響效果有各種形狀和大小——一些使用數字算法,而另一些則依賴於真實世界聲學的物理模型——但它們的目的保持不變:在音頻環境中重現自然的混響。 一些更常見的混響效果包括大廳混響、房間混響、彈簧混響、板混響和卷積混響。 每種類型的混響都有自己獨特的特性和聲音特徵,這些特徵和聲音特徵是為特定類型的應用量身定制的,例如錄音室人聲軌道或體育場搖滾音樂活動; 從而使它們適用於許多不同類型的場景。

除了傳統的混響,“脈衝響應”混響等較新的插件在音樂製作人中越來越受歡迎,因為它們提供可調節的參數,允許用戶進一步定制他們的混響聲音。 混響通常與延遲和壓縮器等其他效果結合使用,以在整體聲音處理方面創造更大的畫面。

延遲


延遲是音頻信號處理中用於創建類似迴聲效果的常見效果。 延遲效果使用計時元素在以後復制原始聲音。 隨著延遲信號和原始信號之間的時間增加,將發生多次重複,從而產生類似混響的效果。

延遲通常依賴於存儲在內存中的數字算法,並且可以包括可變參數,例如反饋(重複發生多少次)、延遲時間(初始聲音和延遲聲音之間的時間量)、濕/乾混合量、聲像等。 延遲效果的範圍可以從大約 30 毫秒的較短的重複敲擊到更長的、暗示無限的重複混響。 與混響一樣,延遲通常用於幫助營造氛圍或幫助樂器更好地融入混音。

通過在這些效果中的相鄰組件之間引入短延遲,還可以將不同類型的延遲合併到其他效果中,例如 Echo、Chorus 或 Flange。 與任何類型的效果處理一樣,重要的是找到與源材料相關的任何甜蜜點,以便在保持處理聲音的音樂性的同時獲得最佳結果。

壓縮


壓縮是音頻信號處理中最常用的效果之一。 它會降低動態範圍並提高音頻信號的整體音量。 通過使用壓縮器,可以控制動態、維持更長的聲音並使混音更易於聆聽。 有許多類型的壓縮,從簡單的壓縮器到用於更複雜應用的多頻帶壓縮。

壓縮器的工作原理是減少聲音中峰值電平和平均電平之間的差異,這使得在該聲音的峰值期間一切都變得更響亮和更接近。 當音頻信號超過某個閾值或範圍(例如峰值電平)時,壓縮器通過應用增益降低(衰減)來實現這一點。 它們實質上降低了音頻信號的動態範圍,因此可以在沒有數字失真(削波)的情況下將其放大得更多。 它還可以降低背景噪音,同時保持所需的聲音或人聲質量

壓縮最常用於底鼓、貝斯吉他和人聲等樂器,因為這些樂器往往具有高動態性——它們在峰值電平和平均電平之間存在顯著差異——但在謹慎使用時可以使任何樂器受益。 壓縮也可用於將多個音軌“粘合”在一起,方法是將它們放在相似的音量上,同時仍然允許它們的立體聲圖像在混音過程中更好地協同工作。

EQ


EQ 是音頻信號處理中最常用的效果之一,是任何音響工程師或製作人的重要工具。 在最簡單的形式中,均衡器 (EQ) 可以提高或削減特定頻率範圍,使聲音更響亮、更明亮、更柔和或更溫暖。 EQ 通常用於通過添加細節和深度來增強音軌的整體聲音。 它還可用於解決某些類型的問題,例如混音中的共振或反饋迴路。

有兩種主要類型的均衡器:動態均衡器和圖形均衡器。 動態均衡器通常提供比圖形均衡器更少的可調參數,但它們的工作效率遠高於圖形均衡器。 它們在實時或現場廣播信號中使用時特別有用,因為它們可以對音頻信號中的變化做出快速反應。 有各種類型的動態均衡器,例如參數、半參數、相移/全通、擱架和陷波濾波器; 所有這些都旨在以用戶的最小努力微調不同的頻率範圍。

當您對歌曲進行混音時,圖形均衡器可以更好地控制各個頻率 - 這種類型的處理通常被專業人士在所有音軌元素被錄製並混合在一起後進一步塑造他們的混音時使用

何時使用效果

效果器是音頻信號處理的重要組成部分,可以為您的聲音增加深度和質感。 如果使用得當,效果器可以完全改變您的音頻並將其提升到一個全新的水平。 在本文中,我們將介紹何時應在音頻信號處理中使用效果器,並提供常用效果器的示例。

增強儀器


使用效果器來增強樂器的聲音是音頻信號處理的基本部分。 應用延遲、合唱、混響和失真等效果可以使樂器聽起來更加飽滿和動態。 延遲有助於使聲音變厚並在樂器的音調中創造深度; 合唱創造微光和運動; 混響增加空間和維度; 失真提供勇氣和態度。

增強樂器時,請務必記住,每種效果都在創造整體聲音景觀方面發揮作用。 要創建所需的效果,請根據所使用的源材料以適度的級別將多種效果混合在一起。 嘗試不同的效果組合可以幫助您找到適合您的項目的理想組合。

例如,在為搖滾或金屬製作製作吉他聲音時,您可能會使用失真來獲得鬆脆的“咬合”和臨場感; 然後為空間添加微妙的混響; 隨後是一些延遲以響應維持。 同樣,對於低音吉他,您可能會應用一些壓縮來保持音符清晰度; 一點混響或延遲以提供氛圍; 然後使用 EQ 濾波器添加一些低端增強以提高清晰度,而不會過度著色樂器的音調。

在創造出在任何混音中脫穎而出的令人難忘的音調時,嘗試不同的效果組合是必不可少的。 不要害怕嘗試新事物——信號處理中有無數種組合可以在製作音樂時激發新的想法!

增強人聲


人聲是曲目中一些最重要的元素,通常需要修改和增強才能達到預期的效果。 人聲很重要,因為它們驅動歌曲的情感和情緒,並有助於將中心信息或故事傳達給聽眾。

人聲軌道中一種常用的效果是混響,它可用於添加氛圍並在混音中營造空間感。 通過在人聲上應用長衰減板混響,您可以創建豐富的音調,有助於帶出每條線背後的情感。 此外,自動聲像或合唱效果可應用於伴奏或和聲人聲,以創建伴隨主唱每個樂句的旋轉和聲。 最後但並非最不重要的一點是,在兩側使用人聲加倍和輕微的聲相可以幫助加厚您的人聲立體聲圖像,從而創造出更飽滿的整體聲音。

最後,在掌握人聲時,重要的是要避免過度炒作的頻率範圍和“響度戰爭”,以免造成聽者疲勞或掩蔽效應。 與其將 eqs 推得太緊並最大程度地壓縮,不如嘗試將目標設置得較低; 這將使您的混音更加清晰,同時仍然提供大師級工程師所追求的具有競爭力的響度。 一如既往,在選擇處理技術時保持開放的心態是必不可少的,這樣您就不會剝奪每位歌手的獨特之處,同時仍然允許他們在自己的風格中進行試驗的空間。

創造特殊效果


延遲、混響和合唱等音頻效果都有助於營造空間感並為聲音添加有趣的特徵。 要創建特殊效果,您可以使用均衡、濾波器和失真算法、動態範圍限制器技術、噪聲門控系統等工具。

均衡 (EQ) 是用於製作特殊效果的常用工具之一。 EQ 用於通過提高或削減某些頻率來調整聲音的頻率內容。 例如,如果你想讓聲音聽起來像在水下,你可以應用具有低頻提升的 EQ 並切斷高音來創造這種效果。

過濾器也常用於創建特殊的音頻效果。 根據您的需要,低通濾波器設置會去除高頻,而高通濾波器設置會去除較低的頻率。 這可用於模擬放大的低音或更失真的電吉他音調。 當多個過濾器在一個鏈中一起使用時,它們可以創建一些有趣的音景,具有移動和深度,在製作音軌中真正脫穎而出。

失真算法通常包括波形整形技術,這些技術可為電子聲音(如合成器)或聲學聲音(如鼓或人聲)添加脆脆的特性。 波形整形背後的想法是,當信號到達失真係統時,某些頻率會增加而其他頻率會降低,從而從簡單的信號中創建一些不尋常的紋理——然後可以使用動態範圍壓縮器進一步整形這些頻率,以便在發生混音平衡時更好地控制動態更進一步。

噪聲門控系統通過僅檢測信號音頻頻譜中具有顯著水平的那些部分來限制錄音中的背景噪聲水平。 這種控制使製作人能夠使他們的曲目免受不需要的噪音的影響,這些噪音可能會降低他們項目的整體質量。
這幾個例子說明了變化有多大 數字音頻 製作過程是——使用專門的數字信號處理工具,如均衡器、壓縮器、門限系統等,製作人通常設計他們自己獨特的聲音,甚至發明全新的風格,同時保持在他們認為對混音目的必不可少的指定範圍內!

結論


總之,音頻信號處理中的效果器提供了廣泛的選項來操縱聲音以獲得所需的結果。 可以應用效果器來改變樂器的音色、增加深度和質感,或者創建全新的聲音。 有許多不同類型的可用效果,每一種都有自己的特點和用途。 了解何時以及如何使用每種類型對於最大限度地提高錄音效果至關重要。 實驗是為任何個人情況找到合適效果的關鍵——不要害怕嘗試新事物!

我是 Joost Nusselder,Neaera 的創始人,也是一名內容營銷人員,父親,我熱愛以吉他為核心嘗試新設備,並與我的團隊一起,自 2020 年以來一直在撰寫深度博客文章幫助忠實的讀者獲得錄音和吉他技巧。

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