Содержание статьи
- Что такое низкие частоты
- Как определить частоту звука
- Что измеряют в герцах и гигагерцах
Звук как физическое явление представляет собой упругие волны механических колебаний, которые распространяются в какой-либо среде – жидкой, твердой или газообразной.
Любая волна, в том числе и звуковая, имеет две характеристики: амплитуду и частоту. Последняя представляет собой число повторений периодического процесса (в данном случае – колебаний) за единицу времени. Для измерения частоты существует специальная единица – герц (Гц), обозначающая количество колебаний в секунду. 1 Гц – это одно колебание в секунду.
Частоты с малым количеством колебаний за единицу времени называются низкими, а с большим – высокими.
Частота звуковых колебаний
Применительно к звуку частота колебаний определят одну из его характеристик, субъективно воспринимаемых человеком – высоту звука. В музыке она является одним из основным носителей смысла. Чем выше частота колебаний, тем выше звук.
Разделение звуков на «высокие» и «низкие» связаны с пространственными ассоциациями, которые они вызывают у человека. Чем выше частота звука, тем большего напряжения голосовых связок требует его извлечение, а напряжение ассоциируется с подъемом, движением вверх. Высокие звуки при пении резонируют в тканях головы («вверху»), а низкие – в грудной клетке («внизу»).
Частотная характеристика звука тесно связана с его тембром. Даже в пределах одного музыкального инструмента высокие и низкие звуки будут «окрашены» по-разному.
Нижняя граница частот, которые человек способен воспринимать как слышимый звук, пролегает в районе 16-20 Гц. Частоты до 120 Гц считаются низкими.
Действие низких частот на человека
Низкие частоты придают музыкальной ткани особую красоту. В оркестре или ансамбле инструменты, издающие низкие звуки, являются «фундаментом», ставящим звучание на твердую основу. Любой смешанный или мужской хор украшают басы-октависты. Но нельзя злоупотреблять низкими частотами.
Особенно опасны низкие частоты, лежащие за пределами диапазона слухового восприятия – инфразвук, колебания менее 16 Гц. Известно немало леденящих душу морских историй о «кораблях-призраках», с которых странным образом исчезли все люди. Одни истории принадлежат к числу легенд, другие зафиксированы документально, например, случай с судом «Мария Целеста», найденным в 1872 году. Одно из возможных объяснений таких трагедий связано с «голосом моря» – низкочастотным звуком, генерируемым морем при подводных вулканических извержениях. Этот инфразвук воздействует на нервную систему, вызывая чувство ужаса и приступы безумия, что и заставляет людей бросаться за борт.
Опасность, которую представляют инфразвуки, не мешает некоторым композиторам использовать их в своих произведениях. Так поступил, например, А.Скрябин в симфонической поэме «Прометей». Приступов безумия это произведение, конечно, не провоцирует, но ужас вызывает.
В современной эстрадной музыке в изобилии используются звуки, находящиеся у нижней границы частотного диапазона слухового восприятия. У некоторых людей при прослушивании такой музыки начинаются боли в области солнечного сплетения, головные боли, тошнота, упадок сил. У других людей такие низкие частоты вызывают приятное состояние, которое на подростковом жаргоне называют «кайфом». Правда, связано это состояние с преувеличенной физической активностью при ослаблении контроля со стороны сознания. Отчасти это сопоставимо с наркотическим опьянением, не случайно оно обозначается тем же жаргонным словом.
Низкие частоты могут быть опасным «оружием» и требуют осторожного обращения.
При решении задач подзвучивания, наличие базовых знаний о характеристиках музыкальных инструментов может оказаться очень полезным. Я бы даже сказал необходимым.
Сразу скажу, что лучше строить на слух и именно на ваш вкус. И если технически вы доверяете настройку профессионалу, то пусть он это делает в вашем присутствии и с вашими коррективами. Так как слышите вы звук по разному и предпочтения у каждого свои.
Все же сталкивались с ситуацией когда вроде и компоненты нормальные и звук плоский или где-то гитара не так звучит и т.п.
Инструменты и другие источники звука характеризуются их частотным спектром, направленностью звука и динамическим диапазоном.
В дебри мастеринга даваться не будем, а рассмотрим только, то что может понадобиться обычному пользователю при отстройке и эквалайзенге системы в том числе и в авто. Это частотные диапазоны наиболее встречающихся инструментов.
Для начала о частотах…
1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют «занудной» или «смурной».
Читайте также: Весы кухонные caso l 15 отзывы
5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется «слушательской утомляемостью» и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для «яркости» звучания. Ну это уже коммерческие штучки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).
Итак… Диапазоны инструментов:
● Гитара 70-1000 Гц (обертона 1000-8000 Гц);
● Бас 40-250 Гц (обертона 250-1000 Гц);
● Бас гитара 40-800 Гц;
● Бас бочка или Большой барабан 40-250 Гц и щелчок во время удара — от 1000 Гц и выше (у злых афро нижний диапазон может быть глубже);
● Тарелки 300-15000 Гц;
● Литавры 300-200 Гц (обертона 200-4000 Гц);
● Скрипка 180-3500 Гц (обертона 3500-18000 Гц);
● Флейта 250-2030 Гц (обертона 2030-15000 Гц);
● Клавишные, струнные и перкуссия — важная область 400-1000 Гц;
● Вокал. Диапазон 80-10000 Гц.
Кроме непосредственно частотного диапазона в звуке того или иного инструмента присутствуют обертона, которые распределены в пределах более высоких частот и без которых звучание получается глухим и невыразительным.
Важно знать, что слух человека наилучшим образом воспринимает звук частотой 2000-3000 Гц. От наличия обертонов в пределах этих частот в голосе создаёт его полётность и звонкость.
Касаемо вокала:
— Бас 82-349 Гц;
— Баритон 110-392 Гц (Чтобы подчеркнуть баритон, нужно повысить уровень в диапазоне 2500-3000 Гц);
— Тенор 132-523 Гц (Чтобы подчеркнуть тенор, нужно повысить уровень в диапазоне 300-600 Гц);
— Контральто 165-692 Гц;
— Меццо-сопрано 220-880 Гц;
— Сопрано 262-1046 Гц;
— Колоратурное сопрано 1397 Гц.
Уровень каких частот корректировать для получения прозрачности звука?
● 5000 Гц — регулирование приближения/удаления;
● 8000 — 20000 Гц — воспринимаемое качество звучания, глубина, пространство;
● 31 — 50 Гц — создают ощущение силы и мощности;
● 80 — 125 Гц — слишком много этих частот приводит к появлению нежелательного гудения;
● 160 — 250 Гц — часть басового спектра. Недостаточный уровень частот этого диапазона — отсутствие теплоты и мягкости, избыток — скучный звук.
При сравнении частотного диапазона музыкальных инструментов и человеческого голоса, последний имеет самый широкий диапазон частот (если не считать фортепиано и рояль).
При отстройке так же необходимо учитывать силу звучания (динамический диапазон) данных инструментов.
Динамический диапазон гитары составляет 15 дБ; органа — 35 дБ; рояля — 45 дБ; женский голос 20-35 дБ; мужской голос 20-45 дБ, эстрадного оркестра 45-55 дБ, симфонический оркестр 60-75 дБ.
А человеческий голос имеет диапазон звучания от 75 до 1100 Герц, который так или иначе перекрывает (заглушает, смешивается) с любым музыкальным инструментом (оптимальная точка — 300 Герц). Поэтому при отстройке и эквализации под инструменты, вокал будет реагировать на это очень сильно.
Меня всегда бесила собственная «тугоухость». С одной стороны, я очень люблю музыку и качественный звук. С другой стороны, я могу целый день слушать свою систему, понимая что с ней что-то сильно не так… а что именно не так – сказать не могу!
Недавно я сильно поменял систему в девятке (изменил акустическое оформление СЧ и добавил усилитель, заменил все провода) – и звук меня не радовал первую неделю. Понимаю, что звучит не правильно, а что сделать, чтобы зазвучало – не понимаю! В итоге пришлось очень сильно менять частоты и порядки срезов, и пока не удалось обойтись без эквалайзера. Сейчас я более или менее звуком доволен, и кайфануть удается:)
Я нашел адекватную настройку или просто привык к особенностям этой системы? А фиг его знает…
Так вот, очень интересная мысль: уши и голову нужно тренировать! Мы же не можем впервые в жизни сесть на велик и сразу поехать? Думаю, и тут такая же ситуация. Даже если всю жизнь слушаешь музыку и имеешь музыкальный слух. Определять особенности звучания акустики, четко указывать на недостатки системы и определять способы улучшения звучания – это совсем другое. Уверен, что этот навык поддается тренировке!
Нужно слушать разные системы на одном и том же материале, и сравнивать их звучание.
Это практика.
Кроме практики неплохо было бы подтянуть и теорию) Товарищ DenisChas скинул мне статью про эквалайзеры. Статья видимо, была написано звукорежиссерами для звукорежиссеров, но там есть очень интересный текст, который я здесь процитирую. И изначально текст о том, как эквализировать инструменты при сведении трека.
Читайте также: Как стримить с айфона на ютуб
Этот материал (возможно) поможет нам определить проблемный частотный участок АС по простым и понятным категориям. Да и просто для общего развития интересно почитать:)
Частоты и звуки
Каким именно образом влияет частотная характеристика звукового сигнала на его восприятие? Почему одни частоты делают звук чище, а другие его «пачкают»? Почему вокал иногда звучит так неразборчиво?
Вокал
Грубо говоря, частотный спектр человеческого голоса можно условно разделить на три диапазона, согласно входящим в них звукам — взрывным, гласным и шипящим. Взрывные звуки лежат в диапазоне от 125 Гц до 250 Гц и «отвечают» за разборчивость речи, так как именно они позволяют нам определить, кто именно говорит. На долю гласных, которые лежат в диапазоне от 350 Гц до 2000 Гц, приходится максимальное количество голосовой энергии. Шипящие в диапазоне от 1500 Гц до 4000 Гц несут сравнительно мало энергии, однако от них зависит четкость и разборчивость речи.
Частотный диапазон от 63 Гц до 500 Гц содержит около 60% всей энергии голоса, однако на его долю приходится лишь 5% информационного наполнения речи. Диапазон от 500 Гц до 1 кГц содержит около 35% информации, а остальные 60% информационного наполнения приходятся на долю «шипящего» диапазона от 1 кГц до 8 кГц, который несет лишь 5% энергии.
Уменьшая уровень сигнала в области низких частот и «поднимая» диапазон 1.5 кГц, мы можем повысить субъективно воспринимаемую четкость и разборчивость речи или вокала. Подъем частотной характеристики в области 100.250 Гц делает вокал гулким и «грудным». Вырезание участка 150.500 Гц приводит к тому, что голос начинает звучать «как в трубе», открыто и пусто. «Провалы» отдельных участков АЧХ в диапазоне 500.1000 Гц делают голос жестче, а подъемы в области 1 кГц и 3 кГц придают вокалу металлический «носовой» оттенок. Вырезание участков в диапазоне 2.5 кГц делает голос вялым, безжизненным и неразборчивым, а усиление частот 4.10 кГц приводит к появлению яркости и «искристости».
Обработка вокала эквалайзером
80 . 125 Гц Ощущение мощности в вокале некоторых выдающихся басовых исполнителей.
160 . 250 Гц Взрывные звуки голоса.
315 . 500 Гц Отвечает за субъективно воспринимаемое «качество» вокала.
630 Гц . 1 кГц Отвечает за естественность звучания голоса. Слишком большой подъем АЧХ в области 315 Гц . 1 кГц приводит к неестественному «телефонному» звучанию.
1.25 . 4 кГц Диапазон акцентирования вокала. Важен для разборчивости голоса. Слишком большой подъем в области 2.4 кГц может пивести к маскированию таких звуков, как «М», «Б», «В». Слишком большой подъем в области 1.4 кГц обычно вызывает у аудитории ощущение слуховой усталости. Проще всего подчеркнуть голос, подняв в нем участок в области 3 кГц и вырезав этот же участок в звуке остальных инструментов.
5 . 8 кГц Диапазон акцентирования. Весь интервал от 1.25 до 8 кГц отвечает за четкость и разборчивость вокала.
5 . 16 кГц Слишком большой подъем АЧХ в этой области может привести к неприятному «песочному» звучанию.
Четкость и разборчивость звука большинства музыкальных инструментов определяются составом их гармоник. Человеческое ухо обладает способностью самостоятельно «подставлять» в звук плохо слышимые основные частоты при условии, что для этого в воспринимаемом сигнале есть достаточное количество их гармоник. Характерный пример — ударные инструменты, звук которых можно с легкостью очистить и «поднять» над миксом за счет простого снижения уровня низкочастотных составляющих.
В таблице ниже приведены характеристики основных (с точки зрения человеческого уха) областей звукового диапазона.
31 . 50 Гц Эти частоты придают музыке ощущение мощности и силы. При излишнем подчеркивании могут сделать звук неразборчивым и «скучным», а также в ряде случаев могут маскировать высокочастотные гармонические составляющие сигнала.
80 . 125 Гц Подъем АЧХ в этой области обычно приводит к нежелательному «гудению» звука.
160 . 250 Гц Это — наиболее сложный участок звукового диапазона. С ним связано значительное количество проблем и неясностей. С одной стороны, слишком много звука в этой области сделает ваш микс скучным, а с другой — вырезание этих частот отнимет у звука теплоту и мягкость. Кроме того, именно здесь находятся основные составляющие звука басовых инструментов — бас-гитары и ударных.
300 . 500 Гц Основные (фундаментальные) частоты струнных и перкуссии.
400 Гц . 1 кГц Основные частоты и гармоники струнных, клавишных и перкуссии. Эта область наиболее важна с точки зрения «естественности» звучания композиции. «Голос» практически любого инструмента лежит в области средних частот. Следите за тем, чтобы не переусердствовать с подъемом АЧХ в этой области, так как при этом звук может стать неестественным.
800 Гц . 4 кГц Этот диапазон хорош для акцентирования и придания теплоты звучанию отдельных инструментов. Слишком большое количество звука в этой области может легко вызвать у слушателей акустическое утомление, а избыточный подъем АЧХ в области 1 или 2 кГц скорее всего приведет к неестественно тонкому звучанию инструментов.
Читайте также: Второе правило кирхгофа примеры
4 кГц . 10 кГц Область акцентирования перкуссии, «железа» и малого («рабочего») барабана. Регулированием АЧХ в области 5 кГц можно добиться «приближения/удаления» и «размытия/концентрирования» звукового сигнала.
8 кГц . 20 кГц Эта область во многом ответственна за субъективно воспринимаемое «качество» звучания фонограммы. Правильная настройка АЧХ в этой области должна придавать композиции ощущение глубины и пространства. Слишком много звука в области высоких частот делает звучание неестественно тонким и «песочным».
Ниже описан еще ряд характерных частот, управляющих звучанием тех или иных музыкальных инструментов. Во многих случаях — например, при озвучивании живого концертного выступления — имеет смысл заранее настроить канальные параметрические эквалайзеры пульта на эти частоты, чтобы сэкономить время при настройке звука. Помните — это не готовые решения ваших проблем, это лишь начальные позиции для ваших собственных экспериментов.
Басовый барабан («бочка»)
Помимо традиционного вырезания участка 200.400 Гц, в ряде случаев может помочь вырезание узких участков (эквалайзером с высокой добротностью) в районе 160 Гц, 800 Гц и 1300 Гц. Это нужно для того, чтобы выделить в миксе звучание других басовых инструментов — например, гитары. Можно включить фильтр высоких частот с частотой среза около 50 Гц — это сделает звук бочки более плотным и поможет компрессору справиться с его обработкой (так как на вход компрессора будет подан более «музыкальный» сигнал). Характерный для бочки «щелчок» лежит в диапазоне 5.7 кГц.
Малый («рабочий») барабан
Звучание малого барабана, с одной стороны, обычно достаточно характерно и отчетливо выделяется среди остальных инструментов. С другой стороны, его легко «замазать» и испортить слишком большим количеством низких частот. Вообще говоря, звуки ниже 150 Гц практически непригодны в любой современной ситуации звукозаписи, и в канал малого барабана можно рекомендовать включение фильтра ВЧ с частотой среза около 150 Гц. Благодаря резкому и отчетливому звучанию малого барабана необходимая частотная коррекция может свестись к вырезанию нескольких участков спектра. Обычно для этой цели используют частоты 400, 800 и 1300 Гц (или одну-две из них). Если малый звучит слишком уж «прозрачно», есть смысл немного прибрать частоту в районе 5 кГц и поднять участок около 10 кГц, чтобы сделать его поярче.
В звуке хай-хета очень мало низкочастотных составляющих, поэтому можно смело включать в его канале фильтр ВЧ с частотой среза около 200 Гц — это поможет избавиться от «грязи», проникающей в микрофон в ходе записи. Наиболее важная составляющая звука хай-хета — это средние частоты в диапазоне от 400 до 1000 Гц, причем наиболее характерным является участок в районе 600.800 Гц. Для того, чтобы сделать звучание хета более ярким, можно использовать полосовой фильтр с частотой около 12.5 кГц.
Наиболее характерный для большинства альтов и томов диапазон — это 300.800 Гц. Как и у малого барабана, в звуке томов нет ничего особо интересного ниже 100 Гц, поэтому эти частоты можно смело вырезать фильтром ВЧ (если только вы не стремитесь к созданию какого-нибудь специального эффекта). Слишком большое количество «низов» в звуке томов будет маскировать их гармонические составляющие и естественные обертоны. Стремитесь не к мощному, а к «красивому» звучанию.
Не будет преувеличением сказать, что оверхеды (микрофоны, размещаемые над ударной установкой при записи) — одни из наиболее важных (с точки зрения звука ударных) микрофонов, так как именно они определяют общий характер звучания барабанов и придают ему объем и пространство. В звуке этих микрофонов принято вырезать участки в диапазоне около 400 Гц, а также использовать фильтр ВЧ с частотой среза около 150 Гц. Еще раз — эти микрофоны служат не для наполнения звука энергией, а для придания ему окраски. Вырезайте все, что может маскировать гармонические составляющие звуков барабанов и делать их звучание скучным. Попробуйте прибрать участок в районе 800 Гц и подчеркнуть полосовым фильтром диапазон выше 12.5 кГц.
Бас-гитара служит источником всех тех частот, которые вы стремитесь убрать в звуке всех остальных инструментов. Четкость звучания баса во многом определяется участком в районе 800 Гц. Слишком высокий уровень низких частот приведет к «замазыванию» баса и сделает его неразборчивым. Существует такой подход к созданию звука баса: полностью вырезать все частоты ниже 150 Гц, сформировать среднечастотным эквалайзером нужный вам тембр и затем постепенно вводить обратно низкие частоты до тех пор, пока в звуке не появится нужная вам энергия и мощность. Если бас звучит неопределенно, проблема скорее всего в избытке низких частот и недостатке средних. Представляйте себе звук в линейном виде, как на диаграмме — «бугор» в области низких частот будет прятать от вас все, что лежит за ним в области средних и высоких.
Авторы: © Девин Дево, Аарон Трумм
