Статьи:

Профиль:

Параллельная компрессия

Оглавление
Обработка звука
Временные преобразования
Частотные преобразования
Амплитудные преобразования
Параллельная компрессия
Другие преобразования

Параллельной компрессии (Parallel Compression, Upward Compression, New York Compression, иногда Side-Chain compression) приписываются многие чудеса. Это и прозрачность звука, и сохранение его первоначальной окраски, и нежное обращение с фронтами (transients) сигнала, и добавление такого «мяса» и «плотности» которое обычным способом (downward compression) получить очень тяжело или даже невозможно. Скажите, ну какой звукорежиссер пройдёт мимо
такого прекрасного метода? Не я! Стал пробовать. Признаюсь честно, иногда мне нравился результат, иногда нет что вполне нормально. В конце концов никто не говорил что он подойдёт для любой ситуации. Но одна мысль не давала мне покоя — почему? Почему это не работает так как подсказывает логика? Что я ожидал так это ощутимое «смешивание» необработанного и компрессированного сигналов как это происходит, например, при подмешивании к чистому сигналу сигнала от дисторшн эффекта. В место этого всё звучало как «морфинг» между необработанным и компрессированным сигналами. В конце концов я решил разобраться в чём дело, взял калькулятор и начал вспоминать алгебру :) В этой статье я хочу поделиться своими «открытиями» и мыслями по этому вопросу.

Определение

Параллельная компрессия это такой способ компрессирования сигнала при котором к необработанному (Dry) параллельно подмешивается компрессированный сигнал (Wet), как показано на блок-диаграмме внизу:

с

Здесь, голубым цветом показано движение необработанного сигнала, красный это сигнал с выхода компрессора. Каждый сигнал проходит через свой регулятор изменяющий значение от 0 до 1, затем оба сигнала поступают в сумматор и с него через регулятор Make Up на выход.
Выходной сигнал с сумматора (зелёный) и есть сигнал получаемый в результате параллельной компрессии. Для простоты объяснения я буду иногда называть всю вышеописанную схему просто параллельным компрессором. Так же чтобы упростить вычисления я буду пользоваться абсолютными значениями (Вольт) а не логарифмическими (дБ). Вначале постараемся понять что происходит с Отношением компрессии (Ratio), а затем с временами Атаки (Attack) и Восстановления (Release).

Отношение компрессии. Пример 1

Исходные данные:

Входной сигнал изменяется от 0 до 6.

Порог компрессора (Threshold) равен 1.

Отношение компрессии (Ratio) равно 5:1

Уровень необработанного (Dry) сигнала равен 1.

Уровень компрессированного сигнала (Wet) так же равен 1.

Что же мы получим на выходе сумматора? Что бы легче понять посмотрим на график ниже:

е

Горизонтальная ось соответствует сигналу на входе схемы и вертикальная ось представляет сигнал на выходе т.е. после сумматора. Голубая линия показывает поведение необработанного сигнала. Т.е. то что поступает на вход схемы (0, 1, 2, 3 и т.д.) проходит без изменения через сумматор и появляется на выходе. Красная линия отображает сигнал на выходе компрессора.
Здесь мы видим что сигнал от 0 до 1 проходит на выход без изменения. Но как только уровень его начнёт превышать единицу, включается компрессор и дальнейший рост выходного сигнала будет определяться отношением компрессии (Ratio) в нашем случае 5:1. Это мы и видим на графике т.е. когда входной сигнал изменился от 1 до 6 (на пять) выходной изменился лишь на единицу т.е. от 1 до 2.

Это всё были очевидные факты известные каждому звукорежиссеру. Теперь начинаются более интересные вещи. Что же мы имеем на выходе сумматора? Что бы это узнать нам просто нужно сложить две кривые — необработанного и компрессированного сигналов. Смотрим: оба сигнала на уровне порога срабатывания (Threshold) равны единице, значит сумма даёт два, это одна точка. При входном сигнале равным шести, необработанный сигнал равен так же шести, а сигнал на выходе компрессора равен двум что в сумме даёт нам восемь, это вторая точка.
Строим и получаем розовую кривую. Теперь самое интересное. Возьмем и понизим значение регулятора Make Up до 0.5 т.е. попросту сделаем уровень выхода в два раза тише. Это нужно для того чтобы лишь визуально совместить точки перелома розового и красного графиков по вертикали для их дальнейшего сравнения.
»Замечание! Мы не изменяем отношение между сигналами, мы просто уменьшаем общий уровень выходного сигнала т.е. звук остаётся тем же самым.»
Для того чтобы увидеть это на графике мы умножаем значения розовой кривой по оси Output на 0.5. Получаем зелёную кривую которая представляет собой суммарную кривую компрессии всей схемы. (Я хочу подчеркнуть что розовая и зелёная кривые представляют один и тот же звук.
Разница лишь в том что в первом случае (розовый график) громкость на выходе выше.) Чтобы подсчитать действительное отношение компрессии (Ratio) разделим изменение сигнала на входе на изменение сигнала на выходе:
(6-1)/(4-1) = 1.6666…
Таким образом, при данных исходных условиях (см. выше) реальное Отношение (Ratio) параллельного компрессора равно 1.67:1.
Я уже слышу ваш вопрос: «А если мы будем использовать тот же компрессор в обычном включении с порогом срабатывания равным 1 и с отношением компрессии равным 1.67:1, получим ли мы тот же самый звук?» Это очень хороший вопрос! Мы ещё к нему вернёмся а пока продолжим наши исследования.
Отношение компрессии. Пример 2
Исходные данные:

Входной сигнал изменяется от 0 до 6.

Порог компрессора (Threshold) равен 1.

Отношение компрессии (Ratio) равно 5:1

Уровень необработанного (Dry) сигнала равен 0.5.

Уровень компрессированного сигнала (Wet) равен 1.

Повторив все вычисления с новыми данными мы получим картину изображённую на Рис.3
Замечу лишь что в данном случае, для того чтобы совместить точки перелома розового и красного графиков по вертикали, нам придётся уменьшить Make Up примерно до 0.667. Каково же отношение компрессии всей нашей схемы в данном случае? Вычисляем:

(6-1)/(3.33-1) = 2.14

То есть, при уменьшении уровня необработанного сигнала на половину действительное значение Ratio параллельного компрессора равно 2.14:1. Запомним и это.

о

Отношение компрессии. Пример 3
Исходные данные:

Входной сигнал изменяется от 0 до 6.

Порог компрессора (Threshold) равен 1.

Отношение компрессии (Ratio) равно 5:1

Уровень необработанного (Dry) сигнала равен 1.

Уровень компрессированного сигнала (Wet) равен 0.5.

На этот раз мы оставим уровень необработанного сигнала нетронутым а компрессированный сигнал уменьшим в два раза. Пересчитав всё снова мы получим картину изображённую на Рис.4
Как и в примере 2, для того чтобы совместить точки перелома розового и красного графиков по вертикали, нам придётся уменьшить уровень регулятора Make Up до 0.667.

п

Каково же отношение компрессии всей нашей схемы в данном случае?

Находим:
(6-1)/(4.67-1) = 1.36
Таким образом, при уменьшении уровня компрессированного (Wet) сигнала на половину действительное значение Ratio всей схемы параллельной компрессии равно 1.36:1.
Я думаю мы сделали достаточно экспериментов чтобы собрать их все на одном графике и сделать кое-какие выводы. Итак посмотрим на Рис.5

н

Легко заметить что изменение отношения между необработанным и компрессированным сигналами приводит к изменению действительного Ratio всей схемы параллельной компрессии. Крайними значениями отношения компрессии (Ratio) будут 1:1 (при Dry=1, Wet=0) и 5:1 ( при Dry=0, Wet=1). Все остальные значения, получаемые при различных положениях регуляторов (faders), будут распределяться между этими двумя крайними значениями.

Другими словами, теоретически, разницы между тем что мы изменяем положение регуляторов (faders) в параллельной компрессии и тем что мы крутим ручку Ratio (от 1:1 до 5:1) у того же компрессора в его обычном подключении нет никакой. Но это всё теория которую ещё нужно проверить на практике.
Время Атаки и Восстановления
Строго говоря никаких изменений временных параметров компрессии при смешивании необработанного и компрессированного сигналов происходить не должно. Т.е. параллельный и эквивалентный ему обычный компрессор должны вести себя одинаково. Замечу лишь что некоторые модели изменяют свои временные характеристики при изменении других регулировок таких как Порог (Threshold) и Отношение (Ratio). А вот это уже может и будет причиной разности между временами Атаки и Восстановления у параллельного (когда внутреннее Отношение сравнительно высоко) и ему эквивалентного обычного компрессора (у
которого Отношение будет гораздо ниже).
Тестирование
Для эффективного сравнения схемы параллельной компрессии и эквивалентного ей обычного компрессора нам нужна программа которая бы быстро переводила исходные данные из первого варианта во второй. Я не буду утомлять вас формулами и расчётами и предлагаю воспользоваться уже написанной для вас программой Parallel Compression Calculator (PC).
Кликните дважды на ‘ParallelCompCalculator.exe’, Windows выкинет окно с предупреждением, кликните на Run. (Ни какой установки в систему, запись в регистр и т.д. не произойдёт. Это простой калькулятор написанный чтоб удовлетворить каждого у кого нет Excel или Java на своём компьютере) В левом окне мы вводим те установки что применяем при параллельной компрессии, затем кликаем на Calculate и в правом окне получаем результат для стандартного компрессора. Введя этот результат встандартный компрессор мы можем начать их сравнивать.
Вот теперь начинается самое интересное. Я бы посоветовал вам перестать читать и обратиться к практике потому что тот вывод к которому вы придёте навсегда изменит ваше отношение к параллельной компрессии! Но я прошу не доверять мне и проверить всё самим.

Вернулись? Вы конечно же заметили что обычная компрессия звучит немного громче и сам звук получается более компрессированным чем при параллельной компрессии. Нет, никаких погрешностей в расчетах здесь нет. Ответ заключается в форме передаточной кривой параллельной компрессии. Это ясно видно на рисунке внизу:

а

Или это можно представить вот так:

е

Интересно, не правда ли? Теперь давайте поразмышляем почему параллельная компрессия считается прозрачной. В качестве примера возьмем те установки что предлагает Боб Кэтц в своей книге «Мастеринг аудио. Искусство и наука»:

Threshold = -50dB

Ratio = 2:1 … 2,5:1

Make Up = -15 … -5dB

Dry Signal Gain = 0dB

Переведя их в установки обычного компрессора получим:

Threshold = -50dB

Ratio = 1.0274:1 … 1.0804:1

Make Up = 1.42163 … 3.87551

(Теперь мы видим как осторожно Боб работает со звуком, и ничего кроме уважения это не вызывает.) Такие установки дают показания на индикаторе Gain Reduction от -1 до -3дБ и согласитесь что нужно иметь очень «грязный» компрессор чтобы он был заметен уже при такой маленькой компрессии. Вот вам и причина прозрачности. Некоторые инженеры говорят что искажения получаемые при параллельной компрессии меньше чем при обычной т.к. мы подмешиваем лишь часть компрессированного (искаженного) сигнала. Звучит разумно. Но опять-таки уровень каких искажений окажется ниже: у компрессора с Gain Reduction = -25dB и Make Up = -15дБ или с Gain Reduction = -1dB и Make Up = 1.4dB? Определённо, нам есть над чем задуматься.
Заключение
Так что же есть параллельная компрессия? Метод позволяющий получить «отличный от других» звук или ещё один способ делать тоже самое? Стоит ли это того что бы организовывать шины, посылы, возвраты и затем думать «как много нужно добавить»? Или куда понятнее пользоваться стандартным способом? Я надеюсь эта статья поможет вам найти свои ответы. К какому бы выводу вы не пришли, музыка это больше чем цифры, значения, методы… И если это звучит хорошо, значит вы на правильном пути.
Виталий Золотарёв.

Один комментарийПараллельная компрессия

  • Giorgio

    музыка это больше чем цифры, значения, методы… И если это звучит хорошо, значит вы на правильном пути.

    БРАВО!!! Лучше и не скажешь.

Вы должны быть залогинены для комментирования.