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表头,不可忽视的利器!——Pro Tools 中的表头解析(1)

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· PT音频粉 添加于 2015-12-08 · 共有 1 条评论

1、无论是录音还是混音,动态范围和Headroom的重要性 

无论是录音还是混音,我们要实时的观察声音的表现,工具当然是表头,再深一点去看待这个问题,它就关系到动态范围,声音的瞬间峰值,通俗一点说就是声音的“情绪变化”“声大声小”,还有这些年一直热炒的响度概念。耳朵的判断要依靠表头的参考,才能更加准确。 

那么就从Headroom开始吧,峰值储备,这是个完完全全从模拟时代传承下来的词汇! 


就这一个词是十分了得,为什么呢?音频制作的流程中大部分重要环节都和它有关系呀!录音的时候,话放的Headroom是关键(这也决定了模拟话放的价格高低);话放和录入工作站之间dBFS的对接又离不开它,而这关系到你录音是否失真,成败与否;混音的时候也离不开它,即便今天PT11,PT12都是64bit混音,我们任然心中也要有个Headroom的概念;母带的时候更离不开它了;有人说DA那个环节总和它没关系了吧?非也,任然有着千丝万缕的联系,当年那个威震四方的3dB热信号还是基于Headroom的概念。大家看看,睁眼闭眼都是它呀。 

这个概念,不只是在录音领域,扩声领域也一样强调它,Headroom的控制能力,哪怕是那么一点点,也将取决于大型功放的价格高低,比如Lab.Gruppen这类强力的功放价格持续高昂,原因就是如此。
下面这张图,让我们图示一下Headroom的含义: 


在模拟时代,最后的载体一般都是开盘机,这就有一个很大的问题,因为和今天的数字录音大多的关注点都放在会不会超过0dBFS出现削波失真相比,在磁性录音时代还有一个困扰录音师的主要敌人:就是本底噪声。所以录音师在录音的时候还要考虑到录音的信噪比S/N ratio,所以要尽可能的使得录入电平高于底噪,但是问题就来了,抬高了增益口子,那么歌手或者乐手在演奏最高音量时,峰值会不会破,该如何去预见这个问题。最好的解答,就是掌握Headroom的数据!看上图,我们就会很容易理解Headroom的概念,那么就是在正常动态范围到削波失真点或者3%第三谐波失真点前的预留空间,这里有个参考点Reference level,一般的模拟设备都是以这个参考点到削波失真点之间的距离来和Headroom划上等号。 

那么这个参考点其实是再常见不过的了,那就是模拟表头上的0点,有PPM的0点,也有VU表的0点。普遍意义上也有0Vu,+4dBu,或者Test.关于专业的+4dBu和非专业的-10dBV这里就不多做解释了,从听感上说也差着分贝呢! 

从0点到无法忍受的三次谐波削波失真之间的距离我们就称它峰值储备Headroom。它也是衡量模拟设备好坏的重要性能指标,这就是为什么一般好的话放都会做到1%THD失真到达+26dBu,有的甚至是到削波失真3%第三谐波失真点前 +30dBu.现在一些数字话放能比较轻松的做到,那些A类的模拟话放真正做到这个参数那一定很昂贵了。 

当然比数字设备更美妙的是在从0点到最后的削波失真的路途中,好的模拟设备会一点点出现那具有魅力的偶次谐波浅失真,有一些“sweetspot甜点”是无比另人饶有回味的Vintage佳酿(以后有机会我们要扒一下就在这个“甜点”上那些所谓的软件插件厂商做的手脚),它们会随着不同的歌声、音乐和声音的变化产生完全随机连续的神奇变化而产生甜美或悦耳的谐波,就像这大自然创造了那么多美妙的事物,是那么的自然美妙,只一个词:随缘而生。那些无比经典的名字都无碍呼于此:Studer,德律风根,尼夫老先生的设计,API,Tube Tech,Mannley,Maselec(SSL4000真正的灵魂所在,Leif Mases的手笔)等等 ......所以他们被称为另人难忘的模拟艺术!说到这有点跑题了,言归正传,相比之下,数字表头dB FS就完全不是这么回事了,dBFS英文是dB Full Scale,也就是满刻度电平,一看就知道了,也就是一到0 dBFS一切都毁了,削波呀!所以,我们要给它倒过来从0刻度点向下留Headroom这就是为什么要有模拟表和数字表之间的对校,以及为什么要有K-system了(本篇后面会解释,这和缩混有密切关系!!!)。 

总结一下: 

Headroom在模拟混音时代,就是参考点+4dBu ,0VU以上的这部分空间,在录音和混音的时候,我们都需要对这段黄色到红色的亮灯区域做出判断,防止失真和不必要的声音损失。 


2、各种表头的对应关系,VU表和PPM表,K-system
 

下面的图将尽可能多的标准都罗列如下。

 


从上面可以看出,不同的国家和组织标准有不同的0点对应标准,除了上述的标准以外还有以下的:
US Broadcast(过去的传统标准,现代的US音乐电影和广播是+4dBu)+8dBu
German Broadcast -3dBu

VU表(Volume Unit)真是一个超级Old school古老的存在,1939年它就已经诞生了,在那个年代它叫SVI = Standard Volume Indicator标准音量指针,是由当时的CBS, NBC 和 Bell Labs贝尔实验室联合在美国发布的,指针的反应速度在300毫秒,满刻度回落也是这个速度,所以这个速度更贴近人耳对平均音量的反应速度(当然根据最新的研究这也不够精确所以有了当代的ITU表,后面会讲到),所以从那个年代开始它就和响度有了甚深的渊源。

 


上图为1939年西电公司出产的VU表

PPM表Peak Programme Meter,则比VU表的存在还要古老,1932年就开始研制,到了1938年有了现代的雏形。最早的PPM表反应速度是10毫秒,后来被调整到4毫秒,而又将刻度调整为最小4dB为一单位,这样的设计就是为了让人眼更适合去判断瞬态的峰值移动,之所以没有更小的dB数量格,是为了让音频工程师不至于计较那一点点的Headroom而导致不必要的瞬态失真,哪怕是1ms就会很严重。考虑人的视觉疲劳问题,PPM表的回落时间是1.5秒衰减20dB.

VU表和PPM表一个反应慢一个反应快,正好体现了平均的音量和瞬间的音量。所以VU表更接近人耳对响度的判断,而PPM表则是反应瞬态的音量大小。 


如上图PPM更多的显示的是Transient瞬态的峰值电平Peak  level,而VU表更贴近RMS均方根平均电平,也就是类似于响度,但是新的ITU BS.1770-3对响度有更进一步的显示。

下图从左到右,给出了一个科学的对照参考

从左到右依次是PPM表,VU表,传统VU表,16-bit数字dBFS表,
EBU 24-bit数字dBFS表,SMPTE24-bit数字dBFS表之间的对应关系。
我们都知道PCM采样动态范围的计算方法每个bit代表6dB的动态范围,16bit=96dB 24bit=144dB.

由下图我们可以看到

  • 16 bit的数字表头 0VU=-12dBFS
  • EBU 24-bit 0VU=-18dBFS
  • SMPTE 24-bit 0VU=-20dBFS 

不同的对应也是取决于不同的动态范围需求和情况 

16bit的动态范围本身就只有96dB所以建议对应0VU是-12dBFS,因为整体的动态范围都有限,那么这12dB的Headroom因为这个动态范围而决定。 

EBU和SMPTE的标准不同分别有18dB 和 20dB的储备,因为24 bit有144dB的动态范围。当然今天在Pro tools里时64bit浮点运算,动态范围远远超过了384dB的动态范围(因为是浮点运算),大型的分轨混音在这里面简直是如鱼得水!

曾经有朋友给我们PT音频粉发邮件,询问如何看待关于表头和混音的关系,我们写到这里虽然还没有具体的谈到PT里的表头,但是常用的表头类型我们已经在上面都基本介绍过了。关于这位朋友的问题也分开来看, 


总结如下:

  • 瞬态的表头可以实时的防止你的总线或者分轨不至于失真的很惨,尤其是数字0dBFS削波失真
  • 用VU表或者响度表来查看分轨或者总线的整体响度如何
  • 在混音中这两个方面都是要兼顾到的。同时就是你对音乐类型或者声音节目类型动态范围的把握和对设备Headroom峰值储备的把握,结合起来完成一个清晰标准的混音。

但是在Pro Tools中,在数字音频工作站DAW中,主要的表头是0dBFS表,我们的最高点是不可逾越的0dBFS,那么如何去把握Headroom呢?有一位著名的母带大师Bob Katz用他多年经验的总结和发明给了我们一个非常智慧的解决方案,

那就是:  

K-system

K系统的表头概念其实大大的方便了我们的缩混和母带之间的衔接,尤其、尤其是音乐后期!
数字dBFS表和DAW的出现,让很多人混音的习惯都发生了改变,大家慢慢都养成了习惯,顶着0dBFS进行混音,这样有了一个结果,歌曲越来越响,这个响度是从正常范围往0dBFS偏移,如下面的图:

 


这样的结果就是造成了那个老生常谈的问题:响度战争!

音乐内容也慢慢丢失了动态音量上的变化,失去了情感。

其实Bob Katz是想让大家重新回到类似模拟时代的混音方法,有一个0VU的参考点,然后再通过Headroom的判断来缩混,这样大家就不会再一味的去以0dBFS为标准了。他希望的结果就如下图:


以上两图取自于THOMAS LUND 《ITU-R BS.1770 Revisited 》,在 ITU表介绍部分还会用到。
     
如此这样,Bob Katz就发明了K-system,给数字dBFS数字表指定出明确的标准的Headroom.根据他的分类如下图: 

从左到右分别是:
  • 适合大动态HIFI,古典原声类音乐的K-20,留出20dBHeadroom
  • 适合流行类音乐的K-14,留出了14dB的Headroom
  • 适合广播的K-12,留出了12dB的Headroom

上图中还给出了0点的参考监听声场声压85dB校准参数,帮我们更好的理解这个0点,大家可以看到3个标准的0点在监听声场上其实是同一个声压音量。

预留的Headroom越小,那么节目内容对大动态范围的需求也越小,自然平均的响度就会越高。
确实也很有道理,古典HIFI音乐就是要真实的动态范围,不需要那么响;摇滚流行当然要给力一点;广播级的节目为了清晰可辨自然对响度更是需求。

那么在0dBFS表中就有了下图的关系,


  • K-20的0点=-20dBFS,
  • K-14的0点=-14dBFS
  • K-12的0点=-12dBFS

针对不同的节目类型,使用不同标准的K-system表头,缩混的时候视线以0点为标准,估算Headroom,预留动态范围,自然会制作出标准的作品。上图中还给出了具体单只监听音箱校准监听控制器的方法,粉噪0VU=83dBC SPL,以后有机会我们再来谈谈监听控制器监听音箱和表头之间的关系,和不同的调校方法。

那这样看来,缩混的时候,我们可以在总线看K-system表头,需要的时候最好每个分轨我们也能看到。之前我们只有用插件解决这个问题,其实在PT 11以后,我们可以很灵活的调节每一轨的表头标准。

当然不只是K系统,以上提到的所有表头类型,在PT里这回都可以灵活设置。


文章出自微信公众号:ProToolsFANS。扫描二维码:



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