Pomiary i analizatory w Pro Tools. Szczegółowa analiza.

W tym artykule przyjrzymy się bliżej pomiarom dźwięku dostępnym w Pro Tools Ultimate i Pro Tools Studio.

Użytkownicy Pro Tools Ultimate i Studio mają 17 różnych opcji pomiaru, użytkownicy Pro Tools Intro i Artist mają tylko 4. W zakładce Pomiar w oknie Preferencje Pro Tools możesz dostosować parametry, w tym szybkość i głębokość zanikania, punkt odniesienia, czas i miejsce integracji kolory na wyświetlaczu miernika ulegną zmianie. Dzięki temu możesz personalizować pomiary w Pro Tools dokładnie pod swoje preferencje. Zanim jednak zagłębimy się w 17 różnych opcji pomiaru dźwięku dostępnych w Pro Tools, potrzebujemy krótkiego spojrzenia na historię pomiarów dźwięku, aby zrozumieć, jak dotarliśmy do tego punktu, a także słownika, który pomoże zrozumieć różne terminy używane w audiometria. Wtedy będziemy mogli lepiej zrozumieć 17 opcji i dostosować je do naszych przepływów pracy.

Dlaczego potrzebujemy pomiarów dźwięku?

Pod koniec lat trzydziestych XX wieku, gdy na całym świecie nadawanie programów radiowych zaczęło nabierać tempa, zaistniało realne zapotrzebowanie na niezawodny miernik wyświetlający sygnał wysyłany do nadajnika. W Wielkiej Brytanii BBC opracowało miernik programu szczytowego (PPM). Mniej więcej w tym samym czasie niemieccy nadawcy prowadzili podobne badania, lecz ze względu na czas tuż przed II wojną światową nie mogli współpracować z BBC, ale obaj opracowali podobny miernik odczytu szczytowego ze specjalnie zaprojektowanym miernikiem, mechanizmem oraz płytkę elektroniczną niezbędną do stworzenia skali logarytmicznej.

W USA nadawcy radiowi rozważali ten sam problem, ale zdali sobie sprawę, że wdrożenie PPM we wszystkich stacjach nadawczych byłoby bardzo kosztowne, więc poszukali pasywnego, niedrogiego rozwiązania i zdecydowali się na to, co znamy dzisiaj jako miernik VU, co wymagało więcej prosty mechanizm licznikowy i jeden rezystor, więc był znacznie tańszy w realizacji. Miernik VU okazał się bardzo prymitywnym miernikiem VU, który przybliża chwilowe zmiany głośności w materiale programu, ale z tą wadą, że nie jest miernikiem szczytowym.

Jedną z „cech” miernika VU jest to, że górne 50% skali fizycznej reprezentuje górne 6 dB zakresu dynamiki, ale użyteczny zakres dynamiki miernika wynosi tylko około 13 dB. Dzięki temu małemu okienku jest mało prawdopodobne, aby jakikolwiek materiał o niskim poziomie drgnął, ale prawdopodobnie będzie mieścić się w granicach akceptowalnych dla nośnika zapisu i zamierzonego środowiska odsłuchowego. To, co zwykle dzieje się w przypadku tego stosunkowo małego okna sygnału audio, polega na tym, że użytkownicy mają tendencję do zwiększania poziomów dźwięku i/lub kompresowania dźwięku tak, aby poziom utrzymywał się w tym małym oknie, co nie zawsze jest konieczne.

Wraz z ewolucją urządzeń do nagrywania dźwięku wzrosło zapotrzebowanie na jakiś miernik poziomu nagrywania dźwięku, a niedrogi miernik poziomu dźwięku był oczywistym głównym kandydatem w czasach analogowych nagrań audio. Istnieje jednak duża liczba tanich liczników oznaczonych „VU”. Te różne mierniki często w rzeczywistości nie są zgodne z oficjalnym standardem mierników VU i przyczyniają się do nieporozumień wśród producentów programów.

— Zobacz też: Nasze ulubione przedwzmacniacze mikrofonowe roku 2024! —

Liczniki szczytowe i średnie

W przeszłości głównym miernikiem używanym w środowiskach DAW był miernik szczytowy. Chociaż spełnia swoją rolę polegającą na kontrolowaniu zapasu mocy w systemie cyfrowym, nigdy nie dostarczył żadnych znaczących informacji na temat postrzeganej głośności sygnału. W czasach studiów analogowych i magnetofonów poziomy szczytowe były mniej istotne, a miernik VU był powszechnie używanym urządzeniem. Chociaż istnieją różnice między poziomem postrzeganym a poziomem wyświetlanym na mierniku VU, było to nadal przydatne urządzenie, ponieważ zasadniczo jest to miernik uśredniający.

Jednakże wraz z postępem technologii i upowszechnieniem się cyfryzacji wzrosło wykorzystanie mierników odczytu szczytowego, początkowo LED i LCD. Nagrywanie na taśmie analogowej nie pozwala na zniekształcenia, ponieważ taśma zniekształca się delikatnie; jednakże dźwięk cyfrowy nie wybacza tak wysokich wartości szczytowych. Jeśli chodzi o nagrania cyfrowe, jest to albo bardzo dobre, albo bardzo złe, ponieważ zmiana o zaledwie 0,1 dB może zrobić różnicę. W rezultacie pomiar poziomu szczytowego stał się znacznie ważniejszy, a wyświetlacze LED i LCD sprawiły, że pomiar poziomu szczytowego stał się znacznie bardziej opłacalny. Zaobserwowaliśmy także wzrost pomiarów poziomu próbki w cyfrowych rejestratorach dźwięku, w tym w maszynach budżetowych, takich jak DAT i maszyn MD, ale wszystkie o zróżnicowanej i często nieznanej balistyce, co utrudnia interpretację wszystkich tych pomiarów.

W przypadku komputerowych programów DAW pomiar stał się częścią oprogramowania i był wyświetlany na ekranie, chociaż użycie ich zbyt wielu skutkowało większym obciążeniem przetwarzania grafiki na komputerach.

Pomiary z balistyką poziomów szczytowych na bardzo dynamicznych źródłach mogą zachęcić użytkowników do ustawienia zbyt niskich poziomów, podczas gdy RMS zapewnia bardziej realistyczny pomiar w stylu VU, który może powiedzieć, jaka jest „rzeczywista” struktura wzmocnienia. Pamiętaj jednak, że szczyty pozostają szczytami. Jeśli otrzymasz przekroczenie pomiaru szczytowego, jest to dokładnie to samo, co przekroczenie pomiaru RMS. Konsekwencją przeciążenia w dowolnym punkcie ścieżki sygnału audio są zniekształcenia; wartość RMS lub wartość szczytowa nie ma na to wpływu.

Zaczęliśmy już używać terminów takich jak RMS, Szczyt, Objętość i Balistyka, a ponieważ zaawansowane pomiary w Pro Tools obejmują 17 różnych mierników z różnymi funkcjami, parametrami i kryteriami projektowymi oraz umożliwiają dostosowanie wielu różnych parametrów, ważne jest, aby Zrozum, do czego służą różne parametry i jak wpływają na działanie miernika poziomu dźwięku.

— Zobacz też: 10 nowoczesnych reprodukcji kompresorów/limiterów LA-2A dla Twojego studia —

Balistyka określa reakcję miernika na przychodzący dźwięk. Przykładowo w przypadku objętościomierza igła potrzebuje około 300 milisekund od momentu dotarcia sygnału do miernika, aby pokonać bezwładność i osiągnąć pozycję odczytu. Podobnie igła potrzebuje kolejnych 300 ms, aby odzyskać siły po ustaniu sygnału. Podczas gdy BBC PPM ma czas narastania 10 milisekund, czyli trzydzieści razy szybciej niż miernik VU. Aby umożliwić użytkownikowi zobaczenie przejściowych wartości szczytowych, BBC PPM charakteryzuje się niezwykle powolnym czasem opadania (lub zanikania) wynoszącym 24 dB w ciągu 2,8 sekundy.
Współczynnik szczytu – opisuje różnicę w dB pomiędzy średnim poziomem sygnału (rodzaj poziomu wyświetlany przez miernik typu VU) a poziomem szczytowym (wyświetlanym przez miernik wartości szczytowej próbki). Fala sinusoidalna w stanie ustalonym będzie miała współczynnik szczytu 3 dB, a muzyka często będzie miała współczynnik szczytu około 10 dB, przy czym większość muzyki dynamicznej ma zazwyczaj współczynnik szczytu do 20 dB.
Czas zaniku to czas potrzebny, aby odczyt licznika powrócił do wyświetlanej wartości szczytowej. Często są one określane jako liczba dB w skończonym okresie czasu. Na przykład BBC PPM ma czas zanikania 24 dB w 2,8 sekundy.
Czas integracji to czas potrzebny miernikowi na wyświetlenie poziomu dźwięku od momentu doprowadzenia sygnału audio do miernika. Na przykład miernik objętości ma czas całkowania 300 ms. BBC PPM ma czas integracji 10 ms, podczas gdy DIN PPM ma czas integracji 5 ms. W przypadku mierników głośności BS1770 chwilowy pomiar głośności ma całkowanie 400 ms, a pomiar krótkoterminowy ma całkowanie lub, mówiąc prościej, jest uśredniany w ciągu 3 sekund.
K Scale Metering to skale oparte na wartości RMS z wbudowanym miernikiem wartości szczytowej próbki jako parametrem drugorzędnym, opracowane przez znanego inżyniera masteringu Boba Katza. System K starał się rozwiązać problem nadużywania kompresji dynamicznej i głośności wywołanej wojną podczas miksowania muzyki poprzez standaryzację pomiarów ze znanymi poziomami monitorowania. Skala K jest popularna w mikserach muzycznych, które wymagają wskazania głośności głównej. Należy zauważyć, że system K jest starszy od EBU R128 i ATSC A/85, które opierają się na standardzie BS1770, oraz że system K był zawsze projektowany do produkcji muzyki, a nie do nadawania. Ważne jest również, aby zrozumieć, że skala K Boba Katza nie ma nic wspólnego z ważeniem K, czyli krzywą korektora będącą częścią standardów BS1770.
Istnieją różne typy mierników programu szczytowego PPM. Podzielono je na kilka kategorii…
QPPM. Pokazuje prawdziwy poziom szczytu tylko wtedy, gdy przekracza on określony czas trwania, zwykle kilka milisekund. W przypadku pików o krótszym czasie trwania wskazuje poziom mniejszy niż prawdziwy pik. Stopień niedoboru określa się na podstawie „czasu integracji”. Zasadniczo istnieją dwie różne konstrukcje quasi-PPM, których korzenie sięgają mierniki pierwotnie opracowane w latach trzydziestych XX wieku dla sieci nadawczych AM w Niemczech (typ I – DIN) i Wielkiej Brytanii (typ II – BBC). Quasi-PPM wykorzystują krótkie czasy integracji, dzięki czemu mogą wykrywać wartości szczytowe trwające dłużej niż kilka milisekund. W pierwotnym kontekście nadawania radia AM w latach trzydziestych XX wieku przeciążenia spowodowane krótszymi szczytami uznawano za nieistotne, ponieważ ludzkie ucho nie było w stanie wykryć zniekształceń spowodowanych krótkotrwałym obcinaniem sygnału. Ignorowanie chwilowych przesterowań pozwoliło nam zwiększyć średni poziom modulacji. We współczesnej praktyce cyfrowego dźwięku, gdzie, miejmy nadzieję, standardy jakości są znacznie wyższe niż standardy radia AM z lat trzydziestych XX wieku, powszechnie uważa się, że obcinanie nawet krótkich szczytów jest czymś, czego należy unikać. W typowych rzeczywistych sygnałach audio quasi-PPM zaniża rzeczywisty poziom szczytowy o 6–8 dB.
SPPM. Jest to PPM dla dźwięku cyfrowego, który pokazuje tylko wartości szczytowe próbki, a nie rzeczywiste szczyty przebiegu (które mogą znajdować się pomiędzy próbkami i mieć do 3 dB większą amplitudę). Może mieć „prawdziwą” lub „quasi” charakterystykę integracji.
Prawdziwy miernik szczytowy. Jest to próbka PPM, w której sygnał jest najpierw ponownie próbkowany, zazwyczaj czterokrotnie, aby złagodzić problem z podstawową próbką PPM. Potrzebujesz tego ponownego próbkowania, aby ustalić, co dzieje się z poziomem sygnału między próbkami.
Miernik VU — miernik jednostki głośności (VU) lub standardowy wskaźnik głośności (SVI) to urządzenie wyświetlające reprezentację poziomu sygnału w sprzęcie audio. Oryginalne mierniki VU były mechanizmem mechanicznym, a masa igły powodowała stosunkowo powolną reakcję, która skutecznie integrowała sygnał z czasem narastania 300 ms. 0 VU odpowiada +4 dBu lub 1,228 Vrms. Miernik nie został zaprojektowany do pomiaru sygnału, ale do umożliwienia użytkownikom dostosowania poziomu sygnału do poziomu docelowego 0 VU (czasami określanego jako 100%), dlatego nie jest ważne, aby urządzenie było nieliniowe i niedokładne dla niskie poziomy. Rzeczywista skala waha się od -20 VU do +3 VU, z -3 VU pośrodku. Miernik VU celowo „spowalnia” pomiar poprzez uśrednianie krótkotrwałych szczytów i spadków i lepiej odzwierciedla postrzeganą głośność materiału niż nowocześniejsze i z natury droższe mierniki PPM. Balistyka miernika VU została zaprojektowana tak, aby dobrze współdziałała z językiem mówionym. Czas integracji wynoszący 300 ms oznacza, że sylaby są widoczne w mówionym słowie, dzięki czemu mowa wygląda bardzo komfortowo, należy jednak pamiętać, że nie oznacza to, że jest ona dokładna.

Zaawansowane możliwości pomiarowe

Po omówieniu podstaw pomiaru dźwięku i różnych terminów używanych w pomiarze dźwięku, przyjrzyjmy się 17 różnym opcjom pomiaru dźwięku dostępnym w Pro Tools Ultimate i Studio.

Sample Peak jest domyślnie używany w Pro Tools od chwili dołączenia go do Pro Tools 11. Skala i czas zaniku są obliczane w dB/sekundę, co skutkuje wolniejszym zanikiem pomiaru w porównaniu do starszych wersji Pro Tools, które używały tak zwanej obecnie Klasyka Pro Tools. Opcja Sample Peak jako jedyna z 17 typów mierników ma zerowy czas integracji próbek, dlatego musi wyświetlać pełną dynamiczną aktywność sygnału cyfrowego w każdej chwili, co oznacza, że musi wyświetlać wszystkie wartości szczytowe z każdej próbki audio, ale ponieważ jest to próbka miernika wartości szczytowych, nie pokaże, co dzieje się z poziomem szczytowym pomiędzy próbkami, ponieważ wymaga to ponownego próbkowania w celu określenia wartości szczytowych między próbkami lub rzeczywistych poziomów szczytowych. Jeśli chcesz określić prawdziwy poziom szczytowy, będziesz potrzebować wtyczki pomiarowej innej firmy.
Pro Tools Classic to starszy system ważenia i balistyki Pro Tools. Jest to pomiar, który Pro Tools miał przez długi czas przed Pro Tools 11 i podejrzewamy, że został uwzględniony w celu zapewnienia kompatybilności wstecznej i obsługi starszych wersji.
Liniowy zapewnia bezpośredni, liniowy pomiar szczytów próbek audio z dokładnością jeden do jednego w zakresie pomiarowym do -40 dB. Firma Avid zaleca rozwiązanie Linear do przetwarzania i miksowania muzyki.
Liniowy (rozszerzony) zapewnia taką samą balistykę jak liniowy, ale skala skali jest rozszerzona do -60 dB, aby wyświetlić więcej informacji na niskim poziomie.
RMS zapewnia ocenę balistyczną, która wyświetla średni poziom (średnia wartość kwadratowa sygnału) w danym okresie czasu. Jest to rodzaj pomiaru głośności, który podaje średni poziom sygnału, w przeciwieństwie do pomiaru szczytowego, który wyświetla szczytowy poziom sygnału w dowolnym momencie.
VU (jednostka głośności) był systemem pomiarowym popularnym do miksowania muzyki i dialogów. Skala VU używana w Pro Tools jest rozszerzona w dolnym zakresie od –23 dB do –40 dB, aby dostosować się do szerokiego zakresu materiału bez konieczności ponownej kalibracji.
Cyfrowe VU zapewnia balistykę VU z najnowocześniejszą skalą cyfrową.
PPM Digital ma taki sam czas integracji jak pomiar piku próbki, ale ma inną skalę i czasy zaniku. Popularny w Europie i Azji wśród nadawców, a także wśród konsol filmowych w USA, PPM Digital ma czasy integracji podobne do pomiaru szczytowego próbkowania, ale mają inną skalę i czasy zaniku. Opcja PPM Digital, podobnie jak wszystkie inne opcje miernika z wyjątkiem Sample Peak, nie raportuje każdego stanu przejściowego (np. serii bardzo szybkich stanów nieustalonych). Jednakże, choć rzeczywisty cyfrowy zakres dynamiki jest niedoszacowany, Avid twierdzi, że z czasem coraz bardziej odpowiada on głośności ludzkiego słuchu.
BBC PPM wykorzystuje odstęp 4 dB pomiędzy znacznikami skali. Inne organizacje na całym świecie, w tym EBU, CBC i ABC, stosują tę samą dynamikę, ale na nieco inną skalę.
PPM Nordic to skandynawska wersja DIN PPM z tymi samymi czasami integracji i powrotu, ale w innej skali. Posiada „TEST” odpowiadający poziomowi korekcji (0 dBc) i +9 odpowiadający maksymalnemu dozwolonemu poziomowi (+9 dBc). W porównaniu ze skalą DIN skala skandynawska jest bardziej logarytmiczna i obejmuje nieco mniejszy zakres dynamiki.
EBU PPM jest identyczny z brytyjskim PPM (BBC), z wyjątkiem skali metrowej. Jest to odmiana brytyjskiego PPM przeznaczona do kontrolowania poziomów programów w międzynarodowej wymianie programów (PPM typ IIb w IEC 60268-10). Skala miernika jest skalibrowana w dB w odniesieniu do poziomu ustawień oznaczonego „TEST”. Zaznaczenia znajdują się w odstępach 2 dB i przy +9 dB, co odpowiada dopuszczalnemu poziomowi maksymalnemu.
PPM DIN jest używany w radiofonii niemieckiej, nominalny sygnał analogowy odpowiadający dopuszczalnemu maksymalnemu poziomowi został znormalizowany na 1,55 V (+6 dBu) i jest to typowa czułość PPM typu DIN na wskazanie 0 dB. Poziom korekcji (-3 dBu) jest wskazywany na mierniku za pomocą skali na poziomie -9.
K-12 — Skala K jest skalą opartą na wartości skutecznej RMS z wbudowanym miernikiem wartości szczytowej próbki jako wartością drugorzędną. K-12 powinien być zarezerwowany wyłącznie dla dźwięku przeznaczonego do transmisji, chociaż inżynierowie nagrań do transmisji mogą wybrać K-14, jeśli uznają, że pasuje do ich materiału programowego.
K-14 przeznaczony jest do masteringu przy pracy na skalibrowanym zestawie masteringowym.
K-20. Używanie K-20 podczas miksowania zapewnia czysto brzmiący miks, co jest korzystne dla inżyniera masteringu. W tym momencie producent i inżynier masteringu powinni przedyskutować, czy program powinien zostać skonwertowany do K-14, czy pozostawiony na poziomie K-20. Podczas miksowania na taśmę analogową pracuj z K-20 i upewnij się, że poziomy szczytowe sygnału poza taśmą nie przekraczają +14.
VENUE Peak zapewnia taką samą wydajność balistyczną jak Sample Peak, ale ze skalowaniem miernika VENUE do +20 dB. Należy pamiętać, że VENUE wykorzystuje analogowy styl pomiaru zarówno dla wejść, jak i wyjść, więc ma zapas 20 dB powyżej punktu odniesienia 0 dB przed osiągnięciem maksymalnego poziomu operacyjnego.
VENUE RMS Zapewnia taką samą balistykę jak RMS, ale ze skalowaniem VENUE do +20 dB.

— Zobacz też: Historia firmy Pultec i legendarnego korektora Pultec EQP-1 —

Jakich opcji pomiarowych brakuje w Pro Tools?

Tom BS1770. To bardzo dziwne, że w tym samym momencie, gdy do procesów nadawczych, które w Wielkiej Brytanii i Europie stosowały PPM, wprowadzano przepływy pracy z kontrolą głośności, Avid w końcu dodał różne PPM związane z transmisją, takie jak BBC PPM, ale nadal nie dodał pomiaru głośności BS1770, co jest obecnie standardowym formatem pomiaru głośności w transmisjach telewizyjnych na całym świecie. Aby zmierzyć głośność za pomocą BS1770, nadal będziesz potrzebować wtyczki innej firmy.

Inna część standardu głośności BS1770 mierzy poziom szczytowy za pomocą miernika True Peak, w którym sygnał jest najpierw nadpróbkowany, zwykle czterokrotnie, w celu złagodzenia podstawowego problemu z próbkowaniem PPM. Ponowne próbkowanie jest potrzebne, aby ustalić, co dzieje się z poziomem sygnału pomiędzy próbkami, ponieważ specyfikacja odnosi się do pomiaru poziomu szczytowego z dokładnością do 1 lub 2 dB poziomu maksymalnego. Zdecydowano, że poziom szczytowy w standardzie BS1770 powinien być prawdziwym szczytem, który może być o 6 dB wyższy niż w przypadku niektórych mierników szczytowych. True Peak jest również ważny, jeśli dostarczasz muzykę do usług strumieniowego przesyłania muzyki, ponieważ musisz mieć pewność, że twoi mistrzowie nie przesadzą.

Поделиться ссылкой