Akustiline modelleerimine võib anda meile tipptasemel varustuse heli ilma kallite kuludeta
Ma olen muusik. Või vähemalt olin varem. Ma pole viimase 20 aasta jooksul palju mänginud, kuid mul on endiselt minu usaldusväärne Martin D-18 akustiline kuuekeelse kitarr, mille ostsin uuena Ann Arbori folkloorikeskusest 1971. aastal 371 dollari eest (hinda võin kinnitada, sest originaaltšekk on alles!). Vahepealsete aastate jooksul soetasin paar teist kitarri, sealhulgas USA-s toodetud Fender Stratocaster. Kui ostsin oma Strati, vajasin ka võimendit. Tahtsin sellist, mis võimaldaks mul uurida palju erinevaid helisid, oleks piisavalt kompaktne, et seda stuudio nurka mahutada, ja mis ei maksaks palju.
Salvestusinsenerina ja plaadiprodutsendina tean, kui hoolikalt valivad professionaalsed kitarristid seadmeid, mida nad oma individuaalsete helide tekitamiseks kasutavad. Albert Lee mängib oma Music Mani elektrikitarri ainult Lexicon PCM 42 digitaalse viiteliini kaudu – muud viivitusliinid seda ei tee. Tal on mitu sellist vanaaegset seadet. Stuudio ja Supertrampi kitarrist Carl Verheyen ei teinud nalja, kui ütles mulle oma Collector’s Editioni DVD intervjuu ajal, et tema heli sõltub reverbi ja viivituse kasutamisest: "Ma lihtsalt ei saa ilma nendeta mängida." Alates instrumentidest kuni kaabliteni ja protsessoritest kuni võimenditeni – sellise kaliibriga muusikud määratlevad end oma heli järgi. Ja nad ei säästa selle saavutamiseks kulusid. Kõlab tuttavalt, eks?
Aastaid tagasi vaatasin, kuidas kitarrivirtuoos Eric Johnson vaatas Dallases toimunud kitarrishowl 1960. aastate keskpaiga originaalset Fender Twin Reverb võimendit. Eric mängis minu õnnetul Jennifer Warnesi albumil palju aastaid tagasi ja on üks detailidele orienteeritud muusikuid, keda mul on kunagi olnud rõõm salvestada. Nendel muusikutel on kõrvad ja vahendid, et otsida ja osta mis tahes varustust, mida nende süda ihkab. Carlil on Marshall Stack tema tohutu rokiheli ja muude kitarride ja võimendite jaoks, kui ta soovib džässilikumat tooni. Tõenäoliselt on tal paarkümmend kitarri ja sama palju võimendeid.
Aga mida me ülejäänud peaksime tegema? Ma ei taha ega vaja erinevat võimendit iga muusikastiili jaoks, mida mulle meeldib mängida. Ma tahan ühte võimendit, mis suudab ühes seadmes korrata Carli Marshalli stacki või Ericu vanaaegse Fender Twini heli. Mida teha?
Akustiline modelleerimine
Vastus on akustiline modelleerimine. Selgub, et praegusel digiajastul on nutikad elektriinsenerid ja uuendusmeelsed programmeerijad loonud süsteeme, mis on võimelised replitseerima mis tahes analoogseadmete heli – sealhulgas kitarrivõimendid, vanaaegsed signaaliprotsessorid, rullikutevahelised magnetofonid ja tipptasemel seadmed. HiFi varustus. Kasutades tohutult võimsaid ja odavaid digitaalseid signaaliprotsessoreid, on võimalik kujundada riist- ja tarkvara, mis suudab mõõta ja kopeerida akustilist energiat, mis jõuab meie kõrvu mis tahes analoogkomponendist, kaablist või kõlarist.
See lihtne idee jääb sageli tähelepanuta, kui püüame leida järjest paremat heli – nn absoluutset heli. Keskendume tavaliselt seadmetele, kaablitele, vormingutele, diskreetimissagedustele, sõnade pikkusele ja muudele teguritele. Päeva lõpus on olulised vaid akustilised lained, mis jõuavad meie kõrvatrumlitesse. Kogetav truudus sisaldub täielikult meie kõrvu jõudvate õhumolekulide tihenemise ja vähenemise piirkondades. Kõik!
Hakkasin mõtlema akustilise modelleerimise võludele ja selle võimalikule rakendamisele tipptasemel helis pärast seda, kui lugesin järjekordset naeruväärset ülevaadet RCA-ühenduste, kõlarikaablite ja toitejuhtmete "eelarvelisest" reast teisel audiofiilide veebisaidil tuntud kaabli kaudu. tootja. Eelarve tähendab sel juhul umbes 600 dollarit ühemeetrise RCA-kaabli eest! Iga kord, kui loete arvustusi säravate kirjeldustega, nagu "heli, mis on ühtne ja täpne", "lava kohalolek ja mikrodünaamiline täpsus" või "muudab süsteemid kõlama sidusalt ja meelelahutuslikult", leidke tipptasemel helisüsteemide kohta mõni muu teabeallikas. Ma tunnistan, et isiklik maitse ja esteetiline valik on meie hobi peamised tegurid, kuid need peavad jääma teaduse, inseneriteaduse ja tehnoloogia tagaplaanile – või vähemalt peaksid. Milliseid tehnilisi näitajaid peaksime kasutama "mikrodünaamilise täpsuse" mõõtmiseks? Ole nüüd. Me väärime paremat.
Mighty Morphing kitarri võimendi
Sobiva kitarrivõimendi otsingu juurde tagasi tulles tutvustati mulle Line 6 muusikariistade firmat kohaliku muusikapoe külastuse ajal. Poe omanik pöördus minu poole Line 6, väga uuendusliku ettevõtte poole, mille asutas 1996. aastal CSU Dominguez Hillsi (ülikool, kus ma praegu õpetan helitehnikat) endine üliõpilane Marcus Ryle. Ettevõte tegutseb Californias Calabasases ja on olnud nii edukas, et Yamaha ostis need ära.
Marcusel oli geniaalne idee analüüsida hoolikalt "ikoonilisi" kitarrivõimendeid ja seejärel kavandada digitaalsed algoritmid, mis suudaksid kopeerida kõnealuse võimendi analoogsignaali teed, vooluringe ja heli. Mul oli tegelikult võimalus nende rajatist külastada ja Marcus tegi mulle palju aastaid tagasi ringkäigu. Ta viis mind "võimendi" stuudiosse, kus neil olid kõigi aegade parimate kitarrivõimendite kõik markid ja mudelid – vintage ja kaasaegse disainiga. Line 6 insenerimeeskond tükeldas iga vooluahela ja lõi digitaalsete protsessorite ja tarkvara abil uuesti analoogsignaali tee. Ja see töötas! Minu väikesel Spider võimendil on pöördnupp, mis saab nuppu keerates muuta heli Marshalli virnast Fender Twiniks. Muud nupud ja lülitid võimaldavad kasutajal peenhäälestada või reguleerida põhiheli üksikuid parameetreid.
Mu kõva kitarrimängiv poeg polnud veendunud, et midagi peale analoogvõimendi suudab tema heli edastada, mistõttu ostis ta väga kalli ja suure Mesa Boogie võimendi ja kõlarikapi. Ei läinud liiga kaua aega, enne kui ta taipas, et selle behemoti trepist üles-alla vedamine ning autosse sisse- ja välja toomine ei too seda läbi. Lõpuks valis ta Line 6 võimendi ega ole kunagi tagasi vaadanud.
Ja mitte ainult analoogkitarri võimendid on asendatud digitaalse modelleerimisega. Enamik kommertssalvestusi salvestatakse ja miksitakse digitaalsete helitööjaamade (DAW) abil, nagu Pro Tools, Logic või Nuendo. Ja peaaegu kogu töötlus – ekvalaiseerimine, reverb, dünaamika töötlemine, nagu tihendamine ja piiramine jne –, mida varem tehti analoogse pärakäigukastiga, on asendatud digitaalsete pistikprogrammidega, mis modelleerivad nende analoogseid eelkäijaid. Näiteks muinasjutuline ja "peab olema" UREI 1176 kompressor/piiraja on nüüd koodina olemas koos peaaegu iga teise vanaaegse signaalitöötlusseadmega. Paar aastat tagasi müüsin oma 1176 maha. On ka digitaalseid pistikprogramme, mis teevad asju, mis võivad juhtuda ainult digitaalvaldkonnas.
Virtuaalsed instrumendid on saanud sama kohtlemise. DAW-d ja muud digitaalsed muusikageneraatorid suudavad väga täpselt taasluua mis tahes akustilise trummikomplekti, klaviatuuri või muu muusikariista heli. Need ei ole tegelikult näited akustilisest modelleerimisest, vaid pigem virtuaalsete instrumentide kasutamine – mida me varem nimetasime sämpleriteks – domineerib suures osas tänapäeval välja antud kommertsmuusikast. Klassikalised torumikrofonid on läbinud sama modelleerimistöötluse.
Mõõtmine ja modelleerimine
On olemas tehnikad meie kõrvu siseneva akustilise energia hoolikaks mõõtmiseks, kasutades väga väikeseid ja väga täpseid mikrofone, mis on paigutatud just väliskõrva sisse. Nagu mainisin oma 3D-teemalises teoses, kaasahaarav heli, AIX Studiosit on korduvalt kasutatud ideaalse kuulamisruumina ja sellest sai Smyth Research A8 "ruumi realiseerija" omanike lemmik mõõtmiseks. See seade taastab kuulamiskeskkonna ja teatud kõlarite komplekti akustilised omadused töötlemiskasti ja Staxi elektrostaatiliste kõrvaklappide komplekti (või mis tahes hea kvaliteediga kõrvaklappide) kaudu. Smythi kasti omanikud broneerisid paar tundi minu miksimis- ja masterdamisruumis, et mõõdetaks nende isiklikke peaga seotud ülekandefunktsioone (HRTF) ja laaditaks nende Smythi seadmetesse. Aktiivse peajälgijaga kombineerituna pole praktiliselt mingit võimalust teha vahet tegelikus kuulamisruumis kõlarite tekitatud heli ja Smyth Research A8 toodetud digitaalselt loodud ja kõrvaklappide kaudu edastatava versiooni vahel. Teisisõnu,
Paljude suuremate järeltootmisrajatiste kvaliteedikontrolli inimesed mõõdavad nende suurtes dubleerimislavades ja istuvad seejärel väikeses kapisuuruses ruumis, et kuulata võõrkeelseid dubleerimisi läbi Smythi kastide. Suure mitmekanalilise ruumi heli taastatakse kõrvaklappide kaudu. Miks raisata aega suures toas, kui saate seda kõrvaklappide kaudu modelleerida?
Siin on minu miljoni dollari idee: julgustagem kasutama akustilist modelleerimist, et akustilise modelleerimise võlu abil tuua monumentaalselt kõrgetasemeliste lairibalaiusega võrdlushelisüsteemid nendeni, kellel on piiratud eelarve. Kui meie kõrvus kostvat heli saab täpselt tabada ja analüüsida, saab tuvastada ja tabelina koostada mis tahes heliteguri täpsed parameetrid. Kõigi muusikakomponentide amplituudi, sagedusjaotust ja ulatust, faasisuhteid, tühistamist, moonutusi ja muid elemente saab täpselt määrata ja uuesti luua, kasutades akustilise modelleerimise tehnikaid. Kuna nii palju muusikat levitatakse digitaalsete võrkude kaudu ja reprodutseeritakse tarkvarapleierite abil, ei tohiks olla keeruline lisakoodi lisada mis tahes soovitud heli kopeerimiseks. Alustame millestki lihtsast, nagu "heli"
Me kõik teame, et kaablite küsimus, mis on teie süsteemi heli aktiivseks kaasaaitamiseks, on kuumalt vaieldud teema. Vahetult viimase paari päeva jooksul nimetas üks kommentaator mind trolliks, kuna ma ei usu "mikrodünaamilisse täpsusesse" kui kaablite atribuuti. Ja Austraalia audiofiilide saidil tehtud ülevaade veetis paar esimest lõiku, jättes kõrvale kõik, kes usuvad teadusesse ja inseneriteadusesse, enne kui kallite kaablite voorusi ülistas. Paljud audiofiilid kalduvad teaduse aktsepteerimise asemel selle argumendi subjektiivse poole poole. Kuid akustiline modelleerimine võib olla selle tüütu probleemi lahendus.
Tean Jonathan Reichbachi, Sonic Studio juhatajat ja omanikku ning auhinnatud Amarra tarkvarapleieri programmeerijat. Mis siis, kui suudaksin veenda teda ja teisi tegijaid lisama oma mängijatele rippmenüü või märkeruutude seeria? Konkreetse seadistuse valimine lisaks signaali teele mõned DSP-koodi read ja modelleeriks kallite RCA-ühenduste, kõlarikaablite, toitejuhtmete või muu täpsed "heli" omadused. Kujutan ette nuppe ja nendega seotud juhtliugurit, mis võimaldaksid üksikutel kasutajatel lisada või vähendada oma süsteemide heli "mikrodünaamilise täpsuse", "lava kohaloleku", "sidususe" või "madala taseme detaili" hulka. Kujutage ette kokkuhoidu! Selle asemel, et katsetada kalleid ühendusi, kõlarikaableid ja toitejuhtmeid, kõik võimalused oleksid digitaalsete muusikapleierite pistikprogrammidena saadaval. Kui 1000-dollarise USB- või HDMI-kaabli vahetamisel tavalise väljalaskekaabli vastu on akustilistes lainekujudes tegelikult mõõdetavaid erinevusi, siis me lihtsalt mõõdame need erinevused ja programmeerime need pistikprogrammi. Ma ei kujuta ette, et tipptasemel kaablitootjad seda pingutust toetaksid, kuid tehnoloogia marss on peatamatu.
Üks minu lemmikkaabli atribuudi märkeruutudest annaks võimaluse muuta kaabli suunda neile, kes usuvad, et elektronid voolavad kaablis paremini ühes suunas. Kui saate seda mõõta, saame seda modelleerida.
Kuid kaablite helilised "kasud" oleksid alles algus. Kindlasti jätkuvad vaidlused selle üle, kas eri tüüpi kaablite vahel on tegelikke mõõdetavaid erinevusi. Võib olla huvitav vaadata üle meie analüüsi püüdmisetapi algandmed ja näha, kas erinevad toitejuhtmed tekitavad meie kõrvades erinevaid lainekujusid.
Siiski pole kahtlust, et elektroonika on võimeline tootma erinevaid helisignaale. Seda ideed toetav uuenduslik ettevõte võiks hankida parimatest parimaid heliseadmeid, analüüsida vooluringe, luua tarkvara ekvivalente ja pakkuda eelseadistusi, mis kordaksid tuntud tootjate, nagu McIntosh, Meridian, Goldmund, seadmete omadusi. ja teised. Kasutajad saavad valida oma lemmikud, kerides lihtsalt puuteekraanil loendit ja vajutades nuppu Vali.
Audiofiilsete tootjate, nagu Wilson, Magico ja B&W, kõlareid saab samuti akustiliselt modelleerida ja paljundada nagu elektroonikat. Tegelikult võiks kõlarite modelleerimisel olla suurim kasu. Audiofiilid võiksid osta väga võimeka täisulatusega kõlarite komplekti ja lasta need digitaalselt "häälestada", et need vastaksid 100 korda kallimate kõlarite omadustele.
Võimalused on lõputud
Akustilise modelleerimise abil oleks võimalik astuda sammu edasi ja korrata selliseid protsesse nagu Master Quality Authenticated (MQA) või Fidelizer. Lõppude lõpuks kasutasid MQA leiutajad originaalmeistrite "heli" mõõtmiseks sarnaseid analüütilisi meetodeid, et säilitada see heli, kui seda õigesti taasesitada, kasutades nende litsentsitud ja väga kalleid dekoodereid ja tarkvaratööriistu. Mis siis, kui keegi lihtsalt mõõdaks kalli MQA-ga varustatud süsteemi kaudu meie kõrvu jõudvaid signaale ja muudaks lõpliku väljundsignaali akustilise modelleerimise abil MQA versioonile vastavaks? Pole põhjust, miks seda ei võiks teha. Tõesti.
Järeldus
Audiofiilid väärivad täpset teavet kõigi komponentide kohta, mis aitavad kaasa absoluutse heli taasesitamisele. Riistvarast tarkvarani, toitejuhtmetest digitaalsete ühendusteni – peame maksimeerima truudust ilma kulusid maksimeerimata. Akustiline modelleerimine on vastus. Või vähemalt on see vastus. Marcus Ryle’i ja Line 6 töö ja mõju muusikariistatööstusele oli revolutsiooniline. Pistikprogrammid, mida Waves ja Izotope salvestustööstusele pakuvad, on muutnud. Kes vajab enam haruldasi ja kalleid toruseadmeid, kui samaväärne on Pro Toolsi rippmenüüst saadaval? On aeg, et audiofiilne tööstus/olmeelektroonikatööstus võtaks omaks ka akustilise modelleerimise. Pole enam $600 RCA-kaableid! Pole enam 8000 $ Etherneti kaableid! Kõik, mida saab teha analoogdomeenis, saab teha koodis.