Аналоговий проти цифрового: відмінності, переваги та недоліки аудіотехнологій
Коли аналогове аудіо Звуковий тиск передається як безперервний електричний сигнал — без дискретизації. Цифровий аудіо На відміну від цього, цей сигнал вибірково перевіряється через фіксовані інтервали часу (частота дискретизації) та зберігається як послідовність чисел. Обидва підходи успішно довели свою ефективність у професійних застосуваннях. Змішування і Освоєння їхні сильні та слабкі сторони — у цій статті технічні відмінності пояснюються нейтрально та на основі вимірюваних фактів.
Це стосується не кожного випадку, але час від часу це стосується аналоговий звук im Змішування або Освоєння занурити ноч набагато попереду аудіо плагінів.
Цікаво те, що справді існують наукові таблиці та факти, які ставлять аналогове мікшування та мастеринг набагато вище аудіоплагінів. Тож справа не в магії чи інтуїції, факти говорять багато про що.
Але це не означає, що він у вас є Хіт номер один може створювати лише аналогічним чином. Є багато чудових пісень, які також можна створювати цифровим способом, виключно "в коробці" (В коробці) виникли. Але якщо справді глибокий і насичений звук генерувати аналогічно – все ще найкращий спосіб.
Ще одну річ, перш ніж ми заглибимося глибше. Як це часто буває, диявол криється в деталях, і це занадто часто ховається в найтемніших куточках математики обробки сигналів. Ось чому ми намагаємося не використовувати тут занадто багато технічного жаргону та пояснити це дуже просто.
SAMPLERATE – ТОЧНІСТЬ І РОЗДІЛЬНА ЧАС
Усі аудіосистеми (DAW) мають свої обмеження. Але буває, що аналогові схеми не завжди обмежені 22 кГц або 48 кГц (як це працює в цифровому форматі на частоті 44,1 кГц або 96 кГц частота дискретизації funksioniert), і навіть якщо комбінована смуга пропускання вхід-вихід становить лише 20 кГц, окремі гілки однієї схеми можуть Мати смугу пропускання в діапазоні мегагерц або вище.
Але навіщо це потрібно? Люди чують лише до 20 кГц і тільки в молодому віці або якщо ваш батько собака 🙂
Жарти вбік, під час самої обробки, особливо якщо якась швидка константи часу в обробка динаміки беруть участь (наприклад, у звуковий компресор 1176…), побічні продукти синтезу керуючих сигналів або навіть сам керуючий сигнал можуть виникати та мати набагато ширшу смугу пропускання, ніж може сприйняти людське вухо.
Порівняно з базовими алгоритмами цифрової обробки це дозволяє аналоговим схемам “піки між зразками«реагувати та генерувати керуючі сигнали з частотного вмісту, який перевищує діапазон чутності людини або Межа частоти Найквіста цифрової системи значно перевищує.
Аудіосхема з більшою смугою пропускання, якщо її не дуже ретельно спроектувати, може бути більш сприйнятливою до коливань на частотах, що значно перевищують діапазон нашого слуху. Це явище може зменшена Габаритна висота, дивні спотворення та інтермодуляція в нашій пісні, жодна з яких не звучить справді приємно. Тим не менш, не варто зневажати тим, що при правильній схемотехніці «вбудованого» Справжня пікова обробка під час прогулянки до н.е.-конвертер (Перетворення з аналогового на цифровий варіант) може заощадити кілька дБ запасу по гучності.
НЕЛІНІЙНІСТЬ – РІЗНЕ РІВНЕ КРАЩЕ?
Аналоговим пристроям у музиці також не потрібно якимось чином зшивати різноманітні математичні криві, щоб це зробити насичення, спотворення і моделювання інших нелінійностей - речей, властивих цифровій обробці звуку найважче падінняробити правильно. Натомість може аналогове обладнання точно такий же ефект с набагато вища точність досягнення, щоб ви могли досягти ідеальних, недосконалих результатів у мікшуванні або мастерингу. Це не обов'язково Перенапруження використовувати. Він продовжуватиме працювати, навіть якщо ви оновили DAW або плагіни.
ПЕРЕДИСЕМПЛІНГ ПРИ РЕДАГУВАННІ АУДІО
Передискретизація* або передискретизація виникає, коли сигнал із a вища частота дискретизації обробляється, ніж насправді потрібно для відображення смуги сигналу. Перевибірка може мати переваги в деяких програмах.
*Правильними термінами для цього процесу, якщо він виконується в цифровому форматі/ITB, були б підвищення дискретизації, обробка та зменшення дискретизації, але оскільки ефект збільшення пропускної здатності такий самий, як якщо б спочатку сигнал був передискретизований під час перетворення в цифровий, більшість використовує плагіни - виробники використовують термін передискретизація як пояснення.
Цей процес вимагає дуже хороших фільтрів у плагінах, щоб уникнути створення частотного вмісту, якого не було в оригінальному аудіо, тим самим запобігаючи спотворенню звуку. змішувати або отримати ступінь магістра.
Багато цифрових динамічних процесорів із хорошим звучанням (плагіни VST) мають вбудовану передискретизацію, щоб забезпечити точнішу природна реакція зменшення посилення доставити.
Але навіть передискретизація не зрівняється з цим Точність добре розробленої аналогової схеми. Це особливо важливо для обробки, що залежить від часу. Тому різниця набагато помітніша в динамічних процесорах (таких як компресори, обмежувачі, гейти тощо), де точність Криві часу атаки та звільнення вирішальним чином впливає на тональний характер стиснення, обмеження, розширення або стробування. Плагіни повинні принаймні перевищувати вибірку як аудіо, так і схем синхронізації, щоб мати шанс порівняння.
ПРОПУСКНА СПУСТНІСТЬ АНАЛОГОВИХ ПРИСТРОЇВ ТА ПЛАГІНІВ
Тема пропускної спроможності аналогових пристроїв і плагінів уже торкалася в тексті вище, але ми хочемо заглибитися в неї більш детально.
Кожного разу, коли звуковий сигнал нелінійний працює, що створює один додатковий частотний контент. Отже, якщо вершину зрізано, все, що знаходиться над зрізом, має кудись подітися, тому що дуже малоймовірно, що воно вилетить у повітрі...
У аналогових пристроях ці вищі частоти або зникають у ланцюзі, або досягають аналого-цифрового перетворювача та втрачаються там.
З аудіоплагінами все може бути складніше. Щоб залишатися вірним теоремі вибірки, цифровий алгоритм повинен поєднати цей перерозподіл енергії з набагато більш обмежений набір доступних частот.
Як це впливає на звуковий сигнал?
Отже, щоб почути приємні обертони 2-ї та 3-ї гармоній у вашій пісні, коли відбувається насичення компонента 14 кГц звуку "S" при частоті дискретизації 48 кГц, вам доведеться вжити більш рішучих заходів. Частоти 28 кГц і 42 кГц просто не «існують» у частоті дискретизації 48 кГц, тому що через те, як працює фізика, вони перевищують обмеження частоти Найквіста.
Якщо ви не будете обережні, ці вищі гармоніки відображатимуться неправильно на 20 кГц і 6 кГц. Якщо це відбувається, це зовсім погано, це явище називається Збудження. Тут можна почути дивний звук під час обробки якість металік або пластик. Знайти хороше рішення цієї проблеми плагіна не завжди легко і завжди вимагає Компроміси в конструкції фільтра та використанні ЦП.
АНАЛОГОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ПЛАГІНІВ
Ви хочете створити реалістичну аналогову копію? Тоді пристебніться, тому що це буде непросто.
Ми намагаємося пролити світло на технологічне болото та дати базовий огляд без технічного жаргону.
Моделювання аналогової схеми означає, що нам потрібно з’ясувати, як працюють схеми по відношенню до різних рівень вхідного сигналу і частотний вміст вести себе так, щоб ми знали, що виходить на іншому кінці для будь-якого введення. Недостатньо випробувати емуляцію за допомогою тестового сигналу, а потім зробити це однаково для всіх звуків. Ви повинні зробити це здійсненним за допомогою різних звуків, і це стане одним Балансування під час кодування плагінів.
Щоб зробити це акуратно і правильно, нам потрібно знати електричні компоненти цього кола (Резистори, конденсатори, транзистори, трубки, котушки індуктивності тощо), і чим точнішою має бути модель, тим краще ми маємо описати ці елементи. Звичайно, резистор — це просто дріт, який не любить, щоб через нього проштовхувалася велика кількість електронів, але чи однаково він діє для всіх типів аудіосигналів? Що, якщо цей опір знаходиться поблизу громіздкого індуктора або перегрітої трубки?
Кожного разу, коли ми створюємо кращий, більш повний опис для кожного елемента для досягнення більшої точності, екстраполяція в плагінах VST або AU стає складнішою. Він може стати настільки складним, що в ньому буде майже неможливо орієнтуватися, або буде надто важко обчислити в реальному часі.
Само собою зрозуміло, що є багато більше часу на розробку тому потрібні гроші, щоб ця екстраполяція працювала справді добре. З цієї причини багато плагінів мають спрощену версію. І хоча він працює в реальному часі, слід сказати, що навіть якщо дивитися на нього здалеку, він нагадує лише те, що може зробити справжня схема, тому що важливі деталі відсутні.
Чогось не вистачає в аудіоалгоритмах, і це теж можна почути. Якщо напівміри прийнятні для вас на ваших треках, то це круто, але я припускаю, що більшості з вас потрібно більше.
БІЛЬШЕ ГЛИБИНА В РЕДАГУВАННІ АУДІО
Давайте подивимось на бічні ланцюги динамічні процесори, як аудіо компресори або Обмежуючий-Плагіни. Вони використовують діоди (серед багатьох інших елементів) для створення керуючої напруги з аудіосигналу. Діод - це aодносторонній клапан' для електричного струму, і кожен раз, коли цей клапан відкривається або закривається, він робить це дуже швидко і, отже, створює короткий високочастотний шум, схоже на «клацання», яке створює відсутній або поганий зразок у цифровому записі звуку. Тобто немає проблем для аналогової схеми із природно обмеженою смугою пропускання, яка просто фільтрує цей шум, але в цифрових плагінах потрібно бути обережним із такими речами, інакше це більше роботи, ніж того варте.
І тоді є нелінійність у кожному третьому компоненті та по-різному для кожного окремого транзистора, лампи, трансформатора та багатьох інших елементів.
висновок: Аналогові пристрої не турбуються математичними рівняннями, вони просто роблять свою справу з плавними переходами, складними кривими або дивними відсіченнями та без затримки. Просто неперевершений.
Нелінійності в цифровій обробці зазвичай обробляються більш-менш складними поліноміальними функціями передачі - кривими, які повідомляють вам, яким рівнем має бути вихідна вибірка для даної вхідної вибірки. Іноді потрібно поєднати різні, щоб отримати різну насиченість для різних рівнів або різної полярності, якщо це асиметрична насиченість діє. Ці рівняння та їхні криві зазвичай є наближеними показниками того, що може зробити один транзистор, трубка, трансформатор або ціле електричне коло, але це лише наближення.
ТАКОЖ БІЛЬШЕ ГЛИБИНИ ДЛЯ ВАШОЇ ПІСНІ?
Перевірте наше аналогове мікшування та/або мастеринг зараз, будь то для CD чи потокових служб! Скористайтеся більш ніж 20-річним досвідом і нелінійністю найкращого апаратного забезпечення!
СКЛАДНІСТЬ АНАЛОГОВОГО АУДІО АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Чим точнішими мають бути ці наближення, тим довшими та більшими є рівняння, що означає складнішу математику, довший час обчислення та вищий рівень помилок. Тому в більшості випадків це компроміс між точністю, використанням ЦП і розсудливістю інженера DSP, щоб розробити хороший аудіоплагін. Це «останні кілька відсотків».
Тож давайте глибше. Давайте побудуємо справжню електричну модель кола, яке нам подобається за теплий тон і глибину.
Не хвилюйтеся, вам не потрібно вивчати електротехніку три семестри, щоб прийти, і вам не потрібно все розуміти. Він лише призначений для ілюстрації складнощів справжнього аналогового моделювання в плагінах, щоб ви могли ще більше оцінити чудове звучання плагінів і отримати уявлення про те, чому все ще так багато слабких місць.
Почнемо з рівнянь Кірхгофа, які використовуються для обчислення струмів і напруг в електричних колах, і приступимо до роботи! Після кількох днів моделювання та виконання рівнянь довжиною 20 см на кількох аркушах паперу ми нарешті отримали функцію передачі. 7-го порядку (оскільки досить маленька аудіосхема легко 7 конденсаторів може мати). Готово?!
На жаль, це станеться нескоро. Кожен конденсатор також є крихітним індуктором і має деякий струм витоку (паралельний опір) і деякий послідовний опір (ESR). Це практично подвоює кількість реактивних частин у ланцюзі та подвоює порядок передатної функції.
Ой, я забув згадати, що є різні Операційні підсилювачі мають різну швидкість наростання мати це в одному залежна від рівня поведінка високого зрізу Нокдаун. Але у вас немає операційних підсилювачів, тільки транзистори чи лампи? Паразитні ємності, нелінійні функції передачі, опори витоку між шарами N і P, .... Здається, математика вибухає з кожною правильною моделлю, яку ви хочете інтегрувати. Ви так старалися, що вийшло?
індукційні котушки
Чи можливо, що я бачив в цьому прекрасному Neve 33609 вхідний, міжкаскадний і вихідний трансформатори? Оооо, один навіть має третинну обмотку - о, чудово!
Не здавайтеся зараз!
Перш ніж ви навіть подумаєте про це, тільки це коефіцієнт передачі і щось насичення застосувати...існує також паразитна ємність між обмотками, яка утворює резонансну петлю з індуктивністю обмотки, послідовним опором кожної обмотки та, ймовірно, трохи менше десяти інших електричних паразитів побічні розлади, що ви повинні враховувати, коли вирушаєте в подорож, щоб створити ідеальну модель трансформера.
Дискусія давня, практика прагматична — як поєднуються аналогове та цифрове в сучасному мастерингу, описується... Посібник з мастерингу.
Властивості насичення та гістерезису сердечника залежать від його сплаву, процесу виробництва, форми, процесу виготовлення та можливих фізичних недоліків, таких як Б. один ненавмисний повітряний зазор в сердечнику, яка не ідеально зібрана.
Деякі трансформатори та котушки індуктивності навіть починають шуміти фізично, тому що магнітні сили перемістіть їх настільки далеко, щоб ви могли їх почути. Це інше нелінійні втрати енергії, який потрібно враховувати для ідеального шаблону. До речі, наведений вище текст стосується індукторів, які використовуються в багатьох вінтажний еквалайзерконструкції використовуються (наприклад, Pultec EQP-1A), певною мірою для магнітної стрічки та багато в чому для стрічкових головок.
ТВЕРЕЗИЙ ВИСНОВОК
Тепер, коли всі вищезазначені моменти розглянуто з усіх боків, як щодо належного моделювання дискретної, старовинної, трансформаторно-симетричної стрічкової машини класу А?
Чи я зараз чую від вас, що краще б вистрелити собі в ногу?
Ну, мабуть, це єдина правильна відповідь.
І я скажу чому...
Як бачите, мають засоби цифрового аудіо більшість проблем, коли справа доходить до прямого звуку не звучить ідеально дозволити. Тому що, як на щастя, нам подобається ця недосконалість, тому що ми відчуваємо, що це записи повніше, плавніше, благозвучніше нехай звучить - і звісно суб'єктивно краще багато в чому.
Ми засвоїли цей звук тілом і душею, специфічне звукове враження від аналогових пристроїв, які використовуються в наших улюблених піснях. Це тому, що ми любимо пісні та звуки, які вибрали інженери та продюсери, вони стали частиною спільної естетики. Під час створення треку ці звуки є орієнтиром, якого ви хочете досягти та перевершити.
Знаючи це, невипадково багато аудіоінженерів, які використовують гібридні налаштування, перейшли до робочого процесу, який виглядає приблизно так:цифровий для хірургії та корекції, аналоговий для кольорового“. Він використовує найкраще з обох світів і використовує різні технології для завдань, з якими вони справляються найкраще.
Аналоговий проти цифрового: короткий огляд прямого порівняння
| критерії | Аналоговий | Цифровий (ITB) |
|---|---|---|
| звуковий характер | Безперервний сигнал, природне насичення та теплота через нелінійності | Дискретний сигнал; з правильним підсиленням звучить нейтрально та прозоро. |
| Динаміка та запас потужності | М'яке кліпування, овердрайв звучить музично | Жорстке обмеження гучності на рівні 0 dBFS, можливе точне планування запасу по перевантаженню |
| шелестіти | Присутні тепловий шум та смуговий шум (характеристика) | Шум квантування (при 24 бітах < -144 dBFS, практично нечутно) |
| Workflow | Апаратне забезпечення, патч-бей, відкликання – це складно; кожен пристрій унікальний. | Повністю відкликабельний, з керуванням версіями, можлива віддалена робота |
| Коштувати | Високоякісне обладнання є дорогим у придбанні та обслуговуванні. | Масштабований; можливий вхід з невеликим бюджетом |
У нашій статті показано, як ця різниця проявляється у щоденному мікшуванні – і коли аналогове обладнання справді виправдане порівняно з плагінами. Змішування з аналоговим обладнанням проти плагінів.
Чи справді аналоговий звук звучить краще за цифровий?
Загалом ні. Аналогове обладнання, завдяки своїй нелінійності, генерує природну теплоту та насиченість, які приваблюють багатьох музикантів. Чи то краще Це залежить від стилю та мети. Цифровий дизайн часто забезпечує ще точніші, нейтрально-прозорі результати. У професійних умовах... Освоєння Студії часто поєднують обидва світи.
Яка основна відмінність між аналоговим та цифровим аудіо?
Аналоговий звук – це безперервний електричний сигнал. Цифровий звук – це дискретна послідовність чисел (відбірок), яка перетворюється назад на аналоговий сигнал під час відтворення. Ключова відмінність полягає в обробці сигналу: аналогова обробка використовує реальні фізичні явища (транзистори, конденсатори, трансформатори), тоді як цифрова обробка використовує математику.
Чи можуть плагіни замінити аналогове обладнання 1:1?
Ні, не повністю. Плагіни математично моделюють поведінку аналогових схем — чим точніше модель, тим вище навантаження на процесор. Найтонші нелінійності (такі як ті, що зустрічаються у швидких перехідних процесах або перевантаженні) важко відтворити. Однак високоякісні емуляції дуже близькі до цього.
Для яких музичних творів доцільний аналоговий мастеринг?
Аналогова обробка особливо корисна для музики, яка має теплий характер звучання та природну насиченість: рок, джаз, співаки/композитори, вінілові записи. Для EDM або дуже прозорих поп-міксів цифрова обробка є кращою. Освоєння часто точніші. Багато студій, як-от Peak-Studios, використовують гібридний підхід.
