Что такое oversampling в fabfilter
Что такое oversampling в fabfilter
Одним из неприятнейших побочных эффектов при цифровой обработке является алиасинг (aliasing), в результате которого в обработанном сигнале появляются дополнительные гармоники. В отличии от аналоговой обработки, при которой мы получаем только чётные и (или) нечётные гармоники, в цифровых плагинах/девайсах могут добавляться грубые и даже диссонирующие с основным тоном составляющие. Их легко увидеть на анализаторе спектра. Для примера, сравните аналоговый дисторшн с цифровой эмуляцией (на входе синусоида 1000Hz):
Более высокие рабочие частоты увеличивают и разрешение, что может помочь сделать обработку более детальной. Посудите сами, в стандартной частоте 44100Hz время каждого отсчёта сэмплирования 22.7 микросекунды. Это значит, что каждое “мгновенное” действие при обработке будет происходить с этим временем, но никак не быстрее. Для справки, минимальное время атаки железного компрессора 1176 равно 20 микросекунд. Такие дела.
На RMM форуме несколько раз поднимались темы о пользе оверсэмплинга (апсэмплинга), но судя по регулярности их появления, ответ не очевиден или требует пояснения. Попробуем разобраться вместе.
Компрессия
Дисторшн и сатурация
Синтез
Обратите внимание, как ватный звук становится более детальным при двукратном оверсэмплинге и, тем более, четырёхкратном увеличении частоты. А вот на частоте 176400, действие оверсэмплинга едва заметно, вероятно здесь уже достигнут какой-то предел качества синтеза.
Мои примеры достаточно показательны, но в реальности не всё так плохо. Даже без оверсэмплинга, некоторые плагины имеют низкий уровень алиасинга или не имеют его вовсе, как, например,компрессор MDynamics от Melda Production. Некоторые плагины имеют неотключаемый оверсэмплинг, например, ReelBus (x4), с ним тоже можно спать спокойно. Если вы хотите узнать какой уровень алиасинга у любимых плагинов, можете посмотреть его самостоятельно с помощью утилиты VSTPluginAnalyser или поискать данные в соответствующей теме на gearslutz. Кстати, оверсэмплинг есть и в АЦП звуковых карт. Точно знаю, что у e-mu 0404 pci он x128. Любопытно было бы узнать, сколько у встроенных карт вроде RealTek, но по ним я так и не смог найти данных.
Подводные камни
Эта запись была опубликована 10.07.2013 в 1:29. В рубриках: Статьи, Эксперименты. Вы можете следить за ответами к этой записи через RSS 2.0. Также, вы можете пройти в конец страницы и оставить свой комментарий.
FabFilter Pro-L Оверсэмплинг
Данная статья является частью цикла статей FabFilter Pro-L
Алгоритму лимитера часто нужно сделать очень быстрые изменения в звуке, чтобы удалить пики при сохранении прозрачности и кажущемся объём. Эти внезапные изменения могут добавить алиасинг, что приводит к искажениям и в целом снижает качество звукового сигнала. Оверсэмплинг это способ уменьшить этот алиасинг, запустив внутренний процесс лимитирования с частотой дискретизации, которая в два или четыре раза выше, чем частота дискретизации хоста.
«Когда мне нужно, включить оверсэмплинг?«
Вам это нужно больше тогда, когда процесс лимитирования работает быстро (с использованием короткого времен Lookahead), а также при сильном лимитировании, что ведёт к более высокому уровню алиасинга. Алиасинг вызывает меж-сэмпловые пики, а они в дальнейшем могут привести к искажениям, например, во время Ц/А преобразования или преобразования в mp3. Есть только два небольших недостатка оверсэмплинга: это увеличивает нагрузку на процессор, и он может ввести очень небольшой упреждающий звон из-за фазо-линейной фильтрации, которая необходима. Как правило, этот эффект настолько мал, что его не слышно, но правильно знать об этом, а не слепо предполагать, что оверсэмплинг всегда лучше.
«Почему когда включен оверсемплинг, уровень выходящего сигнала может превышать установленный параметр уровня выхода?«
При использовании оверсемплинга, лимитирование применяется к звуку с повышенным количеством сэмплов (в два или четыре раза больше нормальной частоты дискретизации), гарантируя, что ни один сэмпл (сигнала с повышенной частотой дискретизации) не превысит установленного уровня выходящего сигнала. Хотя большинство алиасинга отфильтровывается на конечной стадии понижения дискретизации, всё ещё ещё могут существовать некоторые меж-сэмпловые пики. Из-за этих пиков, процесс понижения дискретизации который возвращает звук в оригинальную частоту дискретизации, может генерировать формы волны с несколько более высоком уровне, чем указанный уровень выходящего сигнала. Величина этого превышения сильно зависит от скорости и количества лимитирования. В большинстве случаев использование минимального времени Lookahead 0,1 мс сохраняет превышение в диапазоне от 0,1 дБ.
Использование ISP измерителя и оверсемплинга [ править ]
Как мы только что объяснили, оверсемплинг, уже может выявить наличие меж-сэмпловых пиков в полученном звуке. Но чтобы полностью раскрыть их, вы должны использовать ISP измеритель. Он также чётко визуализирует благотворное влияние оверсемплинга. Использование 4x оверсемплинга позволит резко сократить меж-сэмпловые пики, что в свою очередь позволяет увеличить уровень выходящего сигнала без меж-сэмплового клиппирования. Вы также можете ясно видеть, что если вы используете немного большее время Lookahead, это будет уменьшать меж-сэмпловые пики, и без оверсемплинга.
При использовании очень короткого времени Lookahead менее 0,1 мс (клиппирование), может стать трудно держать меж-сэмпловые пики в пределах рабочего диапазона. Опять же, в большинстве случаев, выбор 4x оверсемплинга в сочетании с минимальным временем Lookahead 0,1 мс, сохраняет меж-сэмпловые пики в небольшом диапазоне от 0,1 дБ.
FabFilter Pro-DS Расширенные настройки
Данная статья является частью цикла статей FabFilter Pro-DS
После того, как вы настроили основную работу де-эссера используя основные элементов управления, вы можете настроить звук больше, используя расширенные возможности Pro-DS.
Содержание
Обработка [ править ]
С помощью кнопок обработки, вы можете выбрать между Wide Band (широко полосный режим) и Split Band (полосо-разделяющий режим). Выбрав Wide Band, Pro-DS при обнаружении шипения будет подавлять весь (широко полосный) звук. Когда выбирается Split Band, ослаблены будут только высокие частоты. Разделение частот определяется в зависимости от настройки высокочастотного фильтра боковой цепи.
При работе с одиночным вокалом, вариант Wide Band часто даёт отличные результаты, но когда необходим де-эссинг полных миксов, или работа с более сложными звуками, часто лучше использовать режим Split Band оставляя низкие частоты нетронутыми. Однако в некоторых случаях, особенно с одним вокальным материалом, Широкополосные звучит более естественно. Отметим также, что обработка Split Band вносит некоторую дополнительную задержку.
Обработка Split Band (в сочетании с режимом Allround) также часто используется при мастеринге, где де-эссер функционирует как высокочастотный лимитер. Основная хитрость заключается в сжатии транзиентов на высоких частотах музыки, затем снова добавляя этот же частотный диапазон с помощью полочного фильтра эквалайзера (например FabFilter Pro-Q). Это действительно может осветить музыку, и склеить общее звучание, придавая ей хорошей остроты!
Сигнал входа боковой цепи [ править ]
В центре нижней части интерфейса, вы можете выбрать какой сигнал вы хотите использовать для боковой цепи: обычный (In) или внешний (Ext). Использование внешнего сигнала боковой цепи может быть очень полезным. Например, когда де-эссингу подвергает сильно обработанный/искаженный вокал, в таком случае вы могли бы использовать оригинальный «чистый» вокальный трек как вход для боковой цепи, что приведёт к улучшению результатов обнаружения.
Стерео связь и среднего только-mid/только-side обработка [ править ]
С помощью одной ручки Stereo Link и её кнопки режима стерео связи (доступно только в стерео версии плагина), вы можете одновременно установить переменную стерео связи, для входящего сигнала запускателя, и выбрать между нормальной стерео или только-mid/только-side обработкой.
Первая половина диапазона ручки устанавливает стерео связь от 0% (полностью несвязанно, каналы работают независимо друг от друга) до 100% (полностью связаны между собой, в результате чего для обоих каналов применяется одинаковое подавление.
При повороте ручки ещё дальше, вы в конечном итоге обрабатываете только mid-сигнал (моно содержание обрабатываемого звука) или только side-сигнал (стерео содержание обрабатываемого звука). С помощью маленькой кнопки в правой нижней части ручки Stereo Link, вы можете переключаться между ними.
Только mid или только side обработка может быть очень полезной, например, при мастеринге. Лидирующий вокал часто помещается в центре стерео изображения, поэтому де-эссинг только mid сигнала оставит весь стерео контент нетронутым, что обеспечивает наиболее прозрачный конечный результат. Как альтернатива, например, когда необходим де-эссинг бэк-вокалов стерео микса (часто они спанорамированы влево или вправо), вы можете выбрать только side де-эссинг, гарантируя, что Pro-DS оставит всё моно содержание нетронутым, например лидирующий вокал.
Чтобы лучше понять работу этих настроек, включите кнопку Audition прямо под ползунками фильтрующими боковой цепи. Теперь вы можете напрямую услышать эффект стерео связи и только-mid/только-side обработки!
Взгляд в будущее [ править ]
С помощью ручки Lookahead (взгляд в будущее), Pro-DS может быть установлен так, чтобы де-эссинг стартовал заранее, до 15 мс до того как уровень звука превысит порог и запустит подавление. Это отличный способ поймать транзиенты и/или начало шипения.
Часто, при де-эссинге вокал, значение Lookahead около 10 мс является оптимальным, чтобы убедиться, что вы ловите всё шипение. Оставив немного изначальных транзиентов нетронутыми можно сохранить «естественность» звуков «С», так что потратьте время на эксперименты и выберите подходящее значение для вашего звука.
Вы можете включить или отключить Lookahead с помощью кнопки, в правой верхней части ручки Lookahead. Когда Lookahead отключено, обработка установлена в Wide Band и выключен оверсэмплинг, Pro-DS работает без каких-либо задержек. Когда Lookahead включено, задержка составит 15 мс, плюс небольшая дополнительная задержка при использовании оверсэмплинга или обработки Wide Band.
При выборе значения Lookahead, может быть удобно включить прослушивание подавляемого сигнала, используя круглую кнопку в левой верхней части ручки Threshold. Таким образом, вы можете услышать ловите ли вы всё обнаруженное шипение.
Oversampling, upsampling и downsampling. В чём отличия?
В прошлой статье мы познакомились с понятием передискретизация. В этой разберёмся в понятиях oversampling, upsampling и downsampling для чего нужны и в чём отличия.
Oversampling, upsampling и downsampling
Как мы уже упоминали, изменение частоты дискретизации в основном делят на:
Эти понятия нам пригодятся для объяснения различий между терминами.
Downsampling
Итак, при уменьшении частоты дискретизации упрощённо происходит два этапа:
Сверху — исходный сигнал. В середине — этот же сигнал после фильтрации в цифровом фильтре нижних частот. Снизу — децимированный сигнал.
Так вот. Второй этап удаление или (отбрасывание) лишних отсчетов в англоязычной литературе иногда обозначают термином downsampling, что по сути может употребляться как синоним термина «децимация».
Upsampling
Этот термин, наоборот, связан с повышающей дискретизацией, при которой тоже упрощённо происходит следующее:
Сверху — исходный сигнал. В середине — этот же сигнал со вставленными нулевыми отсчётами (зеленые точки). Снизу — интерполированный сигнал (синие точки — интерполированные значения отсчётов)
В данном случае термином upsampling в англоязычной литературе обозначают первый этап (добавление отсчётов), что по сути может употребляться как синоним термина «интерполяция».
Oversampling
И децимацию и интерполяцию уже упомянули. Вроде бы и всё. Но в плагинах часто можно увидеть термин oversampling, да ещё и с каким-то настройками. Давайте разбираться.
Есть такое определение как « Дискретизация сигналов с запасом по частоте дискретизации». То есть применяется дискретизация сигнала на частоте, в несколько раз превышающей частоту Котельникова ( предел Найквиста ) с последующей децимацией. Вот она и называется в англоязычной литературе термином oversampling.
Например, возьмём сигнал с шириной полосы или самой высокой частотой B = 100 Гц. Зная, что есть предел Найквиста берётся частота дискретизации в 2 раза больше — 200 Гц (100 × 2). При oversampling 4x частота дискретизации в четыре раза превышает частоту дискретизации 800 Гц (200 × 4). В итоге фильтр anti — aliasing работает в переходной полосе 300 Гц. То есть получается следующая формула (( f s / 2) — B = (800 Гц / 2) — 100 Гц = 300 Гц.
Что даёт такой тип дискретизации сигнала?
Аналогичный подход применяется и при восстановлении сигнала по его отсчётам.
Применение oversampling на практике.
Для примера возьмём популярный лимитер FabFilter Pro-L.
Внизу плагина можно увидеть следующие настройки:
Для чего нужны эти настройки?
Алгоритм лимитера часто должен очень быстро вносить изменения в звук, чтобы убрать пики при сохранении прозрачности и видимой громкости. Эти внезапные изменения могут привести к появлению aliasing (наложение спектров), что вызывает искажения и, как правило, снижает качество аудиосигнала. Передискретизация — это способ уменьшить это наложение, запустив процесс внутреннего ограничения с более высокой частотой дискретизации, которая кратна частоте дискретизации хоста.
Когда нужно включить oversampling ?
Когда процесс ограничения звука работает быстрее (с использованием короткого времени lookahead ), и когда ограничение более интенсивно, то это приводит к более высокому уровню наложения спектров. Aliasing имеет эффект добавления ложных не музыкальных частот к звуковому сигналу, что ухудшает качество звука. Кроме того, aliasing вызывает более высокие пики между сэмплами, и они могут вызвать искажение позже, например, во время цифро-аналогового преобразования или преобразования в MP3. Но нельзя забывать и о недостатках oversampling, прежде всего увеличение нагрузки на процессор и некоторые проблемы из-за фазово-линейной фильтрации. Как правило, этот эффект настолько мал, что его невозможно услышать, но хорошо знать об этом и не слепо предполагать, что передискретизация это всегда хорошо.
Какой параметр oversampling выбрать?
В принципе достаточно 4-кратной (4x) или 8-кратной (8x) передискретизации. Такой параметр уже значительно уменьшит алиасинг и не вызовет чрезмерной загрузки процессора. Опции 16x и 32x могут привести к еще более высокому качеству звука, но для большинства систем это слишком сложно для работы в режиме реального времени, особенно если в сеансе есть и другие плагины. Вы можете использовать эти опции при рендеринге в автономном режиме.
Лимитирование и oversampling
Если True Peak Limiting включено, FabFilter Pro-L 2 гарантирует, что истинные пики на выходе не будут превышать потолочный уровень, установленный параметром Output Level в нижней панели. Однако, если передискретизация отключена, будет генерироваться больше пиков между сэмплами, поэтому лимитеру придется проделать большую работу, чтобы удержать их ниже верхнего уровня выходного сигнала. Включение передискретизации (например, с опцией 4x) уменьшит пики между выборками, что позволяет лимитеру увеличить общий выходной уровень и кажущуюся громкость. Короче говоря, рекомендуем использовать передискретизацию в сочетании с true peak, чтобы получить наилучшие результаты.
Спасибо, что читаете New Style Sound ( RSS-лента ). Подписывайтесь на новости или RSS и делитесь статьями с друзьями. Что такое RSS ( читать ). Скачивайте также бесплатные плагины на сайте.
FabFilter Pro-L Расширенные настройки
Данная статья является частью цикла статей FabFilter Pro-L
Большую часть времени, правильно выбранный пресет из меню пресетов FabFilter Pro-L работает очень хорошо. Но в некоторых случаях, вы можете захотеть настроить и отладить поведение лимитера. Чтобы получить доступ к дополнительным параметрам Pro-L, нажмите на кнопку Advanced прямо под ползунком усиления в левой части интерфейса, что расширяет панель. Повторное нажатие на кнопку будет скрывать панель.
Содержание
Style (стиль) [ править ]
FabFilter Pro-L поставляется с четырьмя продвинутыми и сильно программно-зависимыми алгоритмами лимитирования, которые имеют свой собственный особый характер. Одним из них не является лучше, чем другой; они все замечательны, и все они могут быть очень громкими, если вы захотите.
Лучше всего выбрать подходящий алгоритм в зависимости от того, какого эффекта вы хотите достичь: некоторые из них разработаны, чтобы быть как можно более прозрачным, в то время как другие могут добавить хороший панч или окрас. Вот краткое описание всех алгоритмов:
Ручка Lookahead устанавливает время взгляда в будущее для обнаружения начальной стадии «транзиента». Это позволяет лимитеру исследовать входящий звук заранее и предсказать величину подавления, необходимую для достижения требуемого уровня выходящего сигнала. Если время Lookahead очень короткое, лимитер не имеет достаточного времени, чтобы перейти к желаемому уровню: это, как правило лучше сохраняет транзиенты и увеличивает кажущуюся громкость, но за счёт возможных искажений. Более длинное время Lookahead безопаснее, но менее громко.
Очень короткое время Lookahead (менее 0,1 мс) будет приближено к ‘жесткому клиппированию’, внося искажения и алиасинг. Это приводит к меж-сэмпловым пикам, которые в дальнейшем могут вызвать искажения. Для уменьшения алиасинга и меж-сэмпловых пиков, мы рекомендуем использовать оверсэмплинг. Кроме того, включите ISP измерение, чтобы увидеть генерируемые меж-сэмпловые пики. Это позволяет соответствующим образом настроить уровень выходящего сигнала.
Attack и Release (атака и восстановление) [ править ]
Помимо быстрой стадии «транзиента», лимитер имеет более медленную стадию «затухания», которая отвечает на общую динамику входящего звука. Ручки Attack и Release управляют тем как быстро и сильно наступает стадия затухания. Более короткое время Attack позволяет установить стадию затухания раньше; более длительное время Release заставит это иметь больший эффект.
В общем, короткое время Attack и длинное время Release безопаснее и чище, но они также могут привести к накачке и уменьшить ясности. С другой стороны, длинное время Attack и короткое время Release могут увеличить кажущуюся громкость и присутствие, но за счёт возможных искажений.
Channel linking (связывание каналов) [ править ]
При лимитировании стереофонического сигнала, в большинстве случае желательно обрабатывать оба канала одинаково, чтобы избежать непреднамеренного изменения стереоизображения. Тем не менее, когда короткий пик происходит в одном канале, удаление его часто практически не слышно. В этом случае, лучше удалить его только в том канале, где она происходит.
Вы можете полностью контролировать это поведение с помощью двух ручек связывания каналов. Ручка Transient управляет количеством связки каналов для стадии «транзиента», что в основном работает на коротких пиках. Здесь часто хорошо работает установка менее 100%. Ручка Release управляет количеством связки каналов для стадии «затухания», здесь лучше всего начать со 100%, что будет полностью связать каналы. Тем не менее, вы конечно же можете экспериментировать с различными настройками параметров в зависимости от уровня лимитирования и характера входящего звукового сигнала.