Если индикаторы шевелятся - мастеринг еще не закончен! ©
Я сегодня решил написать пост на одну весьма любознательнейшую тему из мира музыки. Вероятно, пост окажется достаточно длинным и с присутствующими техническими деталями, но надеюсь подать всё в популярной форме.
Думаю, многие из вас обращали внимание на то, что старые записи песен звучат намного тише современных. На первый взгляд, для слушателя это несет массу преимуществ, делая звучание песни более плотным и "качающим", но на самом деле за данным фактом стоит весьма масштабное явление, называемое в мире музыкального продакшена "войной громкостей".
Стоит разделить мой рассказ на 2 части, так как перед описанием сущности этого явления будет полезно описать весь цикл производства музыкального материала в контексте громкости на каждом из этапов.
ЧАСТЬ 1. Немного о цикле музыкального производства.
Итак, какие этапы проходит песня от неведомого вдохновения, поразившего голову создателя, до радийного хита?
1.1. Накопление материала (в быту - запись).
Непосредственная запись инструментов, в т.ч. вокала. Казалось бы, ничего неожиданного, но стоит добавить, что еще в 90-е аналоговые способы записи были полностью заменены на цифровые. Проще говоря - центральной записывающей станцией стал выступать компьютер. Таким образом, чтобы записаться звуковому сигналу надо подвергнуться так называемой аналогово-цифровой конвертации, чтобы из звуковой волны, распространяющейся в воздухе, стать последовательностью ноликов и единичек, записанной на жесткий диск в формате wav, aiff etc.
Тут и выходит на передний план проблема: цифровой формат имеет ограничения.
Во-первых, лишь до определенной степени достоверности сконвертированный цифровой сигнал может отвечать исходному аналоговому. К вопросу громкости это имеет незначительное отношение, но если вас заинтересовало, то советую обратиться к теореме Котельникова (или Найквиста-Шеннона в англоязычной литературе). Вкратце - при конвертации компьютер каждую секунду делает определенное количество "отсчётов" аналогового сигнала, и их значения заносит себе в память. Таким образом, часть аналогового сигнала (в тот отрезок времени, когда компьютер не делал выборку) всегда ускользает от компьютера, в память не попадает и сигнал попросту теряется.
Указанные выше теоремы гласят, что для сохранения достоверности цифрового сигнала количество таких отсчётов в секунду (известное как "частота дискретизации") должно быть не менее, чем вдвое больше максимальной частоты передаваемого аналогового сигнала. А сейчас вчитайтесь внимательно представители поколения Винампа. Человеческое ухо слышит частоты от 20 Гц до 20 000 Гц. Поэтому при расчете частоты дискретизации для достоверной конвертации верхнюю границу (20 000 Гц) умножают вдвое (20 000 Гц * 2 = 40 000 Гц) и для верности добавляют определенный запас (4 100). Таки образом и получились известные большинству из вас 44 100 Гц, или 44,1 кГц (что и отображается в свойствах большинства музыкальных файлов в пользовательских плеерах). То есть: 44100 отсчётов в секунду. Для записи же применяются и бОльшие частоты дискретизации - 48 кГц и даже 96 кГц.
А теперь снова к вопросу громкости.
Во-вторых, цифровой формат имеет ограничения по динамическому диапазону, т.е. пиковая громкость звука не может превышать значение 0 дБ (децибел). Выше этого значения звук начинает подвергаться нелинейным искажениям. Явление это называется "клиппингом" (англ. - clipping). Поэтому режиссер звукозаписи должен предварительно настроить всю аппаратуру под стиль и динамику игры конкретного музыканта так, чтобы записанная партия не "заклиппила".
1.2. Сведение
После того, как все партии песни записаны, звукорежиссер должен собрать их вместе. И не просто собрать, а таким образом, чтобы они не мешали и не перекрывали друг друга. Отрегулировать громкости партий, их панораму (положение между левым и правым динамиками), эквализацию (частотные характеристики, чтобы две разных партии не звучали на одинаковых частотах, потому что в таком случае более тихая из них человеческим ухом не услышится), компрессию (разницу между громкими звуками и тихими для создания "динамики", "качаемости"), а также добавить пространственных эффектов (реверберации и дилея), чтобы лучше заполнить звуковое пространство между двумя динамиками. Обратите внимание на описание компрессии - для понимания вопроса громкости это очень важно.
Сведение - целое искусство, не меньшее, чем музыкальное. Оно представляет из себя совокупность творчества и техники, духовности и правил, таланта и знаний. От умения управлять звуком и, простите за тавтологию, способности заставить звук звучать по-нужному, критически зависит весь итоговый музыкальный материал.
Так вот, о громкости.
После того, как сведение закончено, песня звучит вроде как хорошо, но... тихо. Причиной этого является в т.ч. тот факт, что при записи все инструменты были записаны без клиппинга, то есть относительно тихо. Задача сделать песню более громкой, как и многие-многие другие задачи, предоставлены следующему этапу - мастерингу.
1.3. Мастеринг
Во время мастеринга обрабатывается уже не каждая партия по отдельности, а вся песня в целом. Применяются те же подходы, что и при сведении - эквализация, компрессия, пространственная обработка, но уже для всего трека. И вот, наконец, бенефис вопроса громкости - после проделанной работы в цепь эффектов обработки трека включается Loudness Maximizer - попросту говоря, ручка, способная повысить уровень поступающего на нее входного сигнала. Но, внимание, как я уже замечал, цифровой формат имеет ограничение в 0 дБ. Что же делать, если после сведения, мастеринга и поднятия уровня громкости, пиковые значения громкости превосходят этот порог? Всё очень легко - включить прибор под названием "лимитер" и грубо обрезать весь сигнал выше указанного значения (могут выбираться разные значения, каждый звукорежиссер исходит из своих соображений, часто выбираются значения -0,3 дБ, или -0,1 дБ)
Вы, надеюсь, поняли главную проблему. Фактически, чем громче песня, тем больше полезного сигнала теряется!
ЧАСТЬ 2. О громкости.
2.1. RMS
Следует упомянуть также о том, что человеческий мозг воспринимает звуковую информацию нелинейно, поэтому показатель дБ не совсем адекватно отображает субъективно воспринимаемую человеком громкость. По этой причине применяется другой параметр - RMS (аббревиатура от root mean square - среднеквадратическое число). То есть ухо воспринимает громкость трека, исходя не из пиковых значений сигнала (дБ), а из его среднеквадратического значения. Когда используют Loudness Maximizer, то песню доводят до нужного значения RMS, а лимитером, как и говорилось, обрезают сигнал чуть ниже нуля дБ.
К слову, пуристы могут сказать, что всё же и показатель RMS не совсем верен в вопросе громкости, и будут правы, но пока что оставим все как есть.
RMS также исчисляется отрицательными значениями. Песня с -9 RMS звучит громче, чем песня с -11 RMS .
Для разных жанров музыки в разные года применялись разные стандарты RMS. Почему?
2.2. Чем громче - тем лучше.
В психоакустике существует кривая Флетчера-Менсона (http://en.wikipedia.org/wiki/Fletcher-Munson_curves), отображающая способность восприятия человеческим ухом громкости на разных частотах. Большие громкости дают более ровную частотную характеристику, но, отбросив физику, можно выделить следующее золотое правило:
Чем выше громкость, тем лучшим кажется человеку качество звучания.
Этот факт издавна был отмечен музыкальными продюссерами. А это, в свою очередь, и спровоцировало продолжающуюся и поныне "войну за громкость". Ведь чем выше громкость песни, тем выше вероятность того, что директорам радиостанций она на фоне более тихих песен больше придётся по вкусу, и потому они пустят ее в свой эфир, и тем большее количество людей обратят на нее внимание. Фактически, эта война лишена какого-либо смысла, ведь из-за больших громкостей у песен уменьшается динамический диапазон. То есть снижается воспринимаемая разница между громкими и тихими звуками, что лишает песни изрядной доли эмоциональности и внутренней духовности. Тем не менее, погоня за громкостью уже давно превратилась в навязчивую идею, и каждый звукорежиссер после мастеринга желает получить большую громкость, чем его сосед снизу. С каждым десятилетием, среднее значение RMS стремительно увеличивается, стремясь потихоньку всё ближе к нулю, и именно поэтому современные песни звучат куда громче старых записей.
Очень много может сказать данное изображение (показатель DR (Dynamic Range) является упомянутым выше динамическим диапазоном):
Как видим, динамический диапазон неукоснительно с каждым годом уменьшается за счёт увеличения громкости.
Или другой пример, позволяющий отследить громкость песни на основе визуальных данных (если не ошибаюсь, приводятся скриншоты из Adobe Audition). Песня Black Or White Майкла Джексона в разные года, на разных альбомах и компиляциях:
На первом изображении четко видно пики песни и звуковая картинка в целом, в то время как на последнем - она уже представляет из себя ровную "колбасу" практически без созерцаемых пиков. Представляете, сколько сигнала было утеряно при этом процессе? И это, к слову, о распространенном явлении remaster'ов, одна из задача которых - сделать песни громче.
Как вы понимаете, простым "сделать тише" громкозвучающую песню не спасешь - потому что из нее уже были вырезаны значительные объемы сигнала. Это хорошо показывает данное YouTube видео на примере песни Пола Маккартни Figure of Eight 1989 года:
Click to viewК счастью, среди звукорежиссерской и музыкальной братии действует опозиционное к данной тенденции движение. К ней принадлежат как прославленные мировые звукорежиссеры, инженеры мастеринга, так и обыкновенные любители музыки, энтузиасты, фаны. Боб Дилан однажды высказался по этому вопросу так: "Послушайте современные записи, они же отвратительны, сплошной лишь звук. Никаких отличий между инструментами, никакого вокала, всё статично!"
Стивен Вилсон, сводивший альбом Deadwing группы Porcupine Tree, упомянул, что всерьез рассматривал возможность в буклете альбома сообщить слушателям следующее: "К вашему вниманию - эта запись, возможно, не звучит так громко, как другие записи в вашей коллекции. Это сделано намеренно, чтобы сохранить динамику и утонченность музыки. Будьте так добры, используйте ручку громкости". Последовавшие за этим выпуски Fear of a Blank Planet и Nil Recurring были отмастеренны даже на меньших громкостях, сохраняя исходный динамический диапазон.
Была создана также организация Turn Me Up! (http://www.turnmeup.org/), сертифицирующая альбомы с адекватным уровнем громкости и призывающая продавать более тихие записи с приклеенным на них стикером "Turn Me Up!".
Об этом можно рассказывать еще долго, так как информации очень много. Но вместо этого, на случай вашей заинтересованности, я оставляю несколько ссылок, по которым можно прочитать дополнительную информацию:
Википедия - http://en.wikipedia.org/wiki/Loudness_war
The Loudness Wars: Why Music Sounds Worse - http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=122114058&sc=nl&cc=mn-20100102
Dynamic Range Day 2011 - March 25th - NO MORE Loudness War - http://dynamicrangeday.co.uk/
Even Heavy-Metal Fans Complain That Today's Music Is Too Loud - http://online.wsj.com/article/SB122228767729272339.html?mod=googlenews_wsj#articleTabs%3Darticle
И также могу посоветовать просто ввести в Гугле "Loudness War".
На этом таки всё. Я, возможно, сильно увлёкся, но надеюсь, не зря. Спасибо за внимание!
P.S. Пост не был бы написан без помощи моей жены, rotiferko, указавшей на сохраненные в Semagic черновики, после того, как он предательски решил зависнуть, когда большая часть текста уже была напечатана.