ما هو التدريج

قد يبدو عالم الصوت الرقمي مربكًا. على سبيل المثال، في فيزياء الصوت، يتم قياس جهارة الصوت بالديسيبل، وتكون القيم إيجابية دائمًا، ولكن في محطات العمل الرقمية (DAWs)، يصبح الديسيبل فجأة سلبيًا. وما هذا السحر العجيب؟

لغز آخر: على شاشة DAW، يمكنك أحيانًا رؤية مستويات الإشارة أعلى من الصفر، وأحيانًا تظهر حتى ديسيبل "إيجابي". ماذا يعني كل هذا؟ ساعدني على الفهم! تُسمع مصطلحات "الحجم" و"الكسب" و"المستوى" باستمرار حولنا وعلى موقع YouTube - ولكن ما الفرق بينهما؟

دعونا نحاول فهم هذا بدون صيغ معقدة. بعد كل شيء، نحن في الغالب موسيقيون، ولسنا مهندسين. وفي الوقت نفسه، سوف نتعلم كيفية تنظيم ما يسمى "مستوى الإرتفاع" بشكل صحيح في مشاريعنا الموسيقية التي تم إنشاؤها باستخدام منصة العمل الصوتية.

لا يوجد حجم في التسجيل الصوتي الرقمي. ما هي الديسيبل "الطبيعية".

"جهارة الصوت" هي أكثر من مجرد كلمة تحاول وصف شدة ضغط الصوت المطبق على الأذنين. يُنظر إلى الأصوات الهادئة والصاخبة لكل شخص بشكل ذاتي. إن ما يعتبر "مرتفعًا" بالنسبة لشخص ما قد يكون "مرتفعًا للغاية" بالنسبة لشخص آخر.

يتطلب صنع الموسيقى دائمًا مراعاة معايير ذاتية، مما يتعارض أحيانًا مع التفاهم بين المشاركين في العملية الإبداعية. لذلك، من المهم أن يكون لديك فهم أكثر موضوعية للحجم عند العمل في المشاريع الموسيقية.

في الطبيعة لا يوجد نظير مباشر للحجم، كما هو الحال في العالم الرقمي. ينتقل الصوت عبر موجات مرنة في وسط غازي أو سائل أو صلب. مصدر الصوت هو جسم مادي يتعرض لاهتزازات ميكانيكية، مثل الوتر أو الحبال الصوتية البشرية.

دعونا نحاول أن نتخيل ذلك بصريًا، على الرغم من أنه ليس علميًا للغاية: بعد أصوات الوتر، يهتز بشكل جانبي (في مساحة ثلاثية الأبعاد) بتردد وسعة معينين، مما يخلق موجات مرنة حول نفسه.

وتسبب هذه الموجات مناطق ذات ضغط جوي مرتفع ومنخفض تنتشر عبر البيئة الغازية. ويصف الفيزيائيون هذه الاهتزازات بأنها "ضغط الصوت".

لقياس شدة ضغط الصوت، طور العلماء صيغة تأخذ في الاعتبار الضغط نفسه، والمقاومة الصوتية للوسط ومتوسط ​​الوقت. يتيح لنا ذلك الحصول على القيمة الجذرية لمتوسط ​​مربع شدة الصوت عند نقطة معينة في الزمان والمكان.

في الموسيقى، تكون الاهتزازات الصوتية دورية بشكل أساسي، تشبه اهتزازات الوتر. في بعض الأحيان نقوم بتقييم شدتها باستخدام مفهوم "سعة ضغط الصوت"، ولكن في الواقع هذا ليس مهمًا جدًا.

ما يهم حقًا هو أن الديسيبل الموجب (يُشار إليه بـ "+") في الفيزياء يشير إلى شدة ضغط الصوت، ولكن فقط نسبة إلى نقطة محددة على المقياس. الديسيبل هي وحدات نسبية أو لوغاريتمية أو وحدات فرعية ولا معنى لها إلا إذا كانت هناك "نقطة بداية".

في الفيزياء، نقطة البداية هذه هي مستوى ضغط يبلغ 20 ميكروباسكال (μPa) - وهذا هو متوسط ​​عتبة السمع البشري عندما لا يسمع الأصوات بعد ويشعر بالصمت. على الرغم من أن القطة ربما لن توافق على هذا.

تتم دراسة درجة جهارة الصوت التي يدركها الشخص بشكل منفصل، باستخدام وحدات القياس الخاصة به، مثل الأموال، وتكوين تردده وعوامل أخرى. ولكن عند العمل مع منصة العمل الصوتية، فإن هذه التفاصيل ليست مهمة جدًا. الشيء الرئيسي بالنسبة لنا هو عدم الخلط بينه وبين الديسيبل.

0 ديسيبل SPL (مستوى ضغط الصوت) يعني الصمت بالنسبة للشخص. فيما يلي بعض القيم النموذجية للمقارنة:

• 15 ديسيبل - "بالكاد مسموع" - يشبه حفيف أوراق الشجر؛
• 35 ديسيبل - "مسموع بوضوح" - على سبيل المثال، محادثة مكتومة، بيئة هادئة في مكتبة أو ضوضاء في المصعد؛
• 50 ديسيبل - "مسموع بوضوح" - يشبه هذا محادثة بصوت متوسط، أو شارع هادئ، أو تشغيل الغسالة؛
• 70 ديسيبل - "صاخب" - على سبيل المثال، المحادثات الصاخبة على مسافة 1 متر، أو ضجيج الآلة الكاتبة، أو شارع صاخب أو مكنسة كهربائية عاملة على مسافة 3 أمتار؛
• 80 ديسيبل – “صاخب جدًا” – يشبه صوت المنبه العالي على مسافة 1 متر، أو الصراخ، أو صوت دراجة نارية مع كاتم صوت، أو صوت محرك شاحنة يعمل. إن الاستماع لمثل هذه الأصوات لفترة طويلة قد يسبب فقدان السمع؛
• 95 ديسيبل – “صاخب جدًا” – على سبيل المثال، ضجيج سيارة مترو الأنفاق على مسافة 7 أمتار أو عزف بيانو عالٍ على مسافة 1 متر؛
• 130 ديسيبل - "الألم" يشبه صفارة الإنذار، أو ضجيج غلايات التثبيت، أو أعلى صرخة أو دراجة نارية بدون كاتم للصوت؛
• 160 ديسيبل - "الصدمة" هي المستوى الذي من المحتمل أن تتمزق عنده طبلة الأذن، مثل انفجار بندقية بالقرب من الأذن، أو منافسة في نظام صوت السيارة، أو موجة الصدمة من طائرة أسرع من الصوت أو انفجار بقوة 0.002 ميجا باسكال.

تسجيل الصوت. الحجم والربح

عندما نسجل الصوت، علينا تحويل الاهتزازات الصوتية الدورية في الهواء إلى اهتزازات كهربائية. منذ اختراع الفونوتوغراف عام 1857، قام العلماء والمهندسون بتجربة طرق مختلفة لتسجيل الصوت.

اتضح أن الطريقة الأكثر فعالية والأرخص هي استخدام الأجهزة الكهربائية مثل الميكروفونات والالتقاطات المغناطيسية والكهروضغطية (للأوتار وأحيانًا الآلات الإيقاعية مثل البيانو).

تعترض هذه الأجهزة الكهروصوتية تقلبات ضغط الصوت والهواء (تسجل الالتقاطات المغناطيسية اهتزازات الأوتار، وأجهزة الاستشعار الكهرضغطية تسجل اهتزازات الجسم) وتحولها إلى إشارة كهربائية تناظرية.

وفي لحظة هذا التحول «يختفي» الصوت بالنسبة لنا. بعد ذلك نتعامل فقط مع الذبذبات الكهربائية "الهادئة" أثناء عملنا.

هذه الاهتزازات هي التي تنتقل داخل المعدات الموسيقية - مكبرات الصوت، والمؤثرات التناظرية، ومسجلات الأشرطة، وما إلى ذلك. ولكي تتحول هذه الاهتزازات، سواء تم تضخيمها أو معالجتها أو تسجيلها ببساطة على شريط مغناطيسي، إلى صوت مرة أخرى، يجب تحويلها مرة أخرى. إلى صوت باستخدام جهاز خاص لاهتزازات الهواء. هذا الجهاز يسمى مكبر الصوت.

تتمتع الإشارة التناظرية بالخاصية الرئيسية - فهي مستمرة في الوقت المناسب وفي كل مللي ثانية - أو على الأقل جزء من المليون من الثانية - ولها معلمة معينة. لنفترض أنه في حالة التمثيل الإلكتروني التناظري للصوت، يمكن أن يكون هذا هو السعة (أكبر انتشار للقيم من المتوسط).

تُظهر لنا الإشارة التناظرية المستلمة من الميكروفون تاريخًا من التغيرات المتكررة في ضغط الصوت على مدار فترة زمنية. نحن نغني، على سبيل المثال، أغنية خططنا فيها دقيقتين من الغناء في الآيات والجوقات، وعند التسجيل، نحصل على سجل من التغييرات في ضغط الصوت على غشاء الميكروفون.

يتم تمثيل الإشارات التناظرية الكهربائية التي يتم الحصول عليها عن طريق تحويل الاهتزازات الصوتية بسهولة في شكل رسوم بيانية تشبه الجيب. الصوت الموسيقي وغير الموسيقي هما في الواقع مجموع معقد من الجيوب الأنفية.

ولكن يمكن أن يكون الأمر بسيطًا أيضًا - عندما يمنحنا مولد النغمة التناظرية موجة جيبية واحدة بتردد، على سبيل المثال، 440 هرتز (لاحظ "أ")، نسمع "صافرة" واضحة ولكنها مملة من مكبر الصوت.

وأخيرا، هنا نصل إلى المكسب. كلمة مكسب تعني مكسب. قمنا بتعيين مستواه مع المنظمين على مكبرات الصوت وبطاقات الصوت. وهذا يختلف عن مقابض التحكم "الحجم" أو "مستوى ضغط الصوت" (المستوى) حيث يمكننا تضخيم الإشارة إلى ما هو أبعد من الحد الذي يبدأ بعده تشويهها.

الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة: الشكل الجيوب الأنفي الخاص بنا (تذكر أنه يرمز لنا ويصور لنا إشارة تناظرية داخل جهاز كهربائي) عبارة عن "تلال" و "أودية" مستديرة متناظرة تتكرر بشكل دوري.

يمكننا زيادة ارتفاع «التلال» وعمق «الوديان» (أي السعة)، أو بمعنى آخر «تقوية الإشارة»، «زيادة الكسب» ليس إلى أجل غير مسمى.

لن نتحدث عن تصميم دوائر الأجهزة هنا، دعنا نؤمن بأن كل واحد منهم لديه حد مادي يمكن للجهاز أن يزيد من سعة الإشارة بشكل متناسب - دون "كسره".

عندما يصل الكسب إلى نقطة حرجة ويتجاوز القيم المسموح بها، تبدأ الدائرة الفيزيائية للجهاز بقطع "الجبال" من الأعلى وتقليم "الوديان" من الأسفل.

في لغة الهندسة يسمى هذا "القصاصة التناظرية". في هذه الحالة، بالإضافة إلى إشارة الصوت المفيدة، يمكن سماع الصفير والخشخشة والطقطقة من مكبرات الصوت. في الهندسة الصوتية يسمى هذا أيضًا "التشويه غير الخطي".

الآن يمكننا أن نفهم أن مستوى الصوت في التكنولوجيا الموسيقية هو تغيير في سعة الإشارة قبل الحد الذي تبدأ بعده في التشويه. و"المكاسب" يمكن أن تتجاوز هذه الحدود بسهولة.

المفارقة هي أنه عندما يتم زيادة الكسب بكميات كبيرة تتجاوز القيمة المسموح بها، فإن ضغط الصوت الناتج عن مكبرات الصوت (التي يتم إخراج الإشارة المعالجة إليها) لا يزداد دائمًا. ما ورد أعلاه ينطبق على معالجة الصوت الرقمي.

لنفترض، داخل DAW، الذي يرسل الإشارة المعالجة إلى بطاقة الصوت، عند قص ورفع الكسب على وحدة التحكم الافتراضية إلى منطقة القيم المجنونة، لا تحدث زيادة حقيقية في مستوى الصوت. في مكبرات الصوت الخاصة بشاشات الصوت، نسمع فقط إضافة المزيد والمزيد من التشويه. ويرجع ذلك إلى التمثيل الخاص للصوت في "الرقمي"، والذي سنقول عنه بضع كلمات أدناه.

والآن دعونا نعود إلى "الديسيبل السلبي". تذكر أن الديسيبل هي وحدات نسبية لا معنى لها إلا إذا كانت مرتبطة بنقطة مرجعية معينة.

في التسجيل الصوتي، تعتبر هذه النقطة هي مستوى الإشارة الذي يبدأ بعده التشويه. تم تصنيفه على أنه "صفر". كل شيء في المنطقة "إلى الصفر" هو إشارة بدون تقطيع، ويُشار إلى مستواها بالديسيبل بعلامة "ناقص". كل ما سبق هو إشارة مشوهة مع قطع في السعة ("القمم والوديان"). ويرمزون إليه بالديسيبل بعلامة "زائد".

من المعتاد عرض مستوى الصوت بالديسيبل "السلبي" على كل من الأجهزة التناظرية والرقمية. إنها مريحة ومرئية.

ماذا يحدث للحجم الرقمي؟

في بطاقات الصوت الخاصة بنا، يتم تضخيم الإشارة التناظرية أولاً قليلاً بواسطة مضخم أولي ثم يتم تمريرها عبر محول تناظري إلى رقمي (ADC). للتبسيط، هذا ما يفعله ADC:

1. 1. فهو يقطع نطاق التردد، ويزيل الأشياء غير الضرورية، على سبيل المثال، الصوت الذي يقل عن 20 هرتز، والذي لا يزال الشخص غير قادر على سماعه؛
   2. يقوم ADC بتقسيم الإشارة المستمرة إلى عدد معين من القيم الفردية (أخذ العينات والتكميم)، أي أنه في الواقع يحول الموجة الجيبية الناعمة إلى سلسلة من "الأعمدة".

يحدد تكرار أخذ العينات عدد هذه "الأعمدة". يحدد عمق البت الكمي، أو "عمق البت"، دقة كل تمثيل "عمود".

كلما ارتفع معدل أخذ العينات (المزيد من الأشرطة)، كلما اقتربت الإشارة الرقمية من الموجة الجيبية الناعمة الأصلية.

يؤثر عمق البت على دقة قياس الإشارة في وقت معين. كلما زاد عدد البتات، قل الخطأ. 16 بت للصوت ليس سيئًا، 24 بت أفضل.

• يقوم ADC بتشفير أو "تحويل" كل "عمود"، ويمثله كرقم محدد برقم تسلسلي.

في محطاتنا الصوتية الرقمية، يتحول الصوت المادي أولاً إلى إشارة تناظرية ثم إلى إشارة رقمية باستخدام ADC، ويصبح مجموعة من التجريدات الرياضية. من المهم فهم أن الصوت هو مجرد رياضيات. لا يوجد "صوت" حقيقي في الأسلاك أو البرامج.

مستوى الصوت "الصفر" في محطة الصوت الرقمية، والذي يبدأ بعده التشويه، هو أيضًا مشروط. بالنسبة لعمق ADC 24 بت، يكون "الصفر الرقمي" مجرد 24 "خلية" ثنائية، تحتوي كل منها على القيمة "1".

نظرًا لأن الخلية الخامسة والعشرين وجميع الخلايا اللاحقة مفقودة، فإن الإشارة التي تتجاوز "الصفر" لا يمكن أن تزيد في الحجم. وبدلا من ذلك، يتم إضافة المزيد والمزيد من التشويه إليها.

عند العمل مع مستويات الصوت في محطات الصوت الرقمية، من المهم تجنب التشويه. لأن الإشارة الرقمية المجمعة من الحافلات الرئيسية لمحطة الصوت الخاصة بنا يتم إرسالها إلى محول رقمي إلى تناظري (DAC)، والذي يقوم بإخراجها إلى شاشات الصوت أو سماعات الرأس. وهنا نسمع تشويه (قص) مما يدل على تلف المسار الصوتي. في بعض الأحيان قد يكون التشوه أمرًا ممتعًا، كما هو الحال عند إضافة تشويه طفيف في الشريط (الشريط)، والذي يمكن لمهندسي الصوت استخدامه بشكل هادف.

كيفية التعامل مع مستويات الصوت في منصة العمل الصوتية الخاصة بك

عادةً ما تطلب العلامات التجارية العالمية في الغرب والشرق، والتي لديها مهندسو صوت ضمن طاقم العمل أو تتعاقد معهم، مقطوعات موسيقية ومقطوعات موسيقية من موسيقيين دون إتقانها بمستويات صوت لا تزيد عن -6 ديسيبل في الذروة. إنهم بحاجة إلى هذا من أجل الحصول على "مساحة للحجم" لمزيد من المعالجة.

من المهم أن نفهم أننا نتحدث عن القمم، وليس متوسط ​​مستوى ضغط الصوت للموسيقى التصويرية، والذي يتم قياسه بـ RMS أو LUFs (متوسط ​​جهارة الصوت الرسمي مقترنًا بجهارة الصوت المدرك).

يفرض المنطق والخبرة أنه عند تسجيل الأصوات والآلات الحية والتركيبات من خلال بطاقة الصوت، يمكننا التحكم في مستوى الكسب على الإدخال ورؤية مستوى -dB داخل DAW.

احرص على التأكد من أن قمم الإشارة المسجلة عند الإدخال لا تتجاوز -6، -5 ديسيبل مقبولة، ولا تسمح بوصول "الدخل" إلى 0 ديسيبل.

باستخدام السِنثس الافتراضية والأدوات التي تم أخذ عينات منها داخل منصة العمل الصوتية الخاصة بك، يمكنك أن تشعر بمزيد من الحرية. ومع ذلك، من الضروري أن يكون هناك دائمًا "إرتفاع" في الحجم عند مخرجات الأدوات الافتراضية ومعالجة المكونات الإضافية.

عند بدء ترتيب في مشروع ما، يوصى بضبط خافتات وحدة التحكم DAW على الفور لجميع المسارات على -10، أو يفضل -12 ديسيبل. سيؤدي هذا إلى إنشاء احتياطي حجم.

من المهم أن تتذكر أن الموسيقى التصويرية تحتوي عادةً على الدراما. تتطور الأحداث الموسيقية، مما يؤدي إلى ذروتها. وعندما تدخل العديد من الأدوات إلى موطن القوة في نفس الوقت، فإن إجمالي مستوى الإشارة على الناقل الرئيسي سيتجاوز بالضرورة مستوى الإشارة لأي مسار معين. ولذلك، ينبغي أن توفر بطاقة التعريف الخاصة بالمعالجة النهائية (الإتقان) ملفاً لا تتجاوز فيه القمم dB 6-.

من الأفضل تجنب تجاوز هذا المستوى على الحافلة الرئيسية أثناء الترتيب والخلط المسبق بدلاً من إضاعة الوقت في خفض مستوى كل مسار لاحقًا. يجب أيضًا أن تكون على دراية بإمكانية أتمتة الحجم، مما قد يؤدي إلى مشاكل إضافية. يُنصح بالحصول على نفس الصورة المقصودة في الأصل في المزيج الأولي.

غالبًا ما تكون المخاوف من أن يبدو المزيج "هادئًا" لا أساس لها من الصحة. الصوت في منصة العمل الصوتية لا يكون أبدًا "هادئًا" حقًا - إنه مجرد تجريد رياضي. لن يخيب أمل مهندس التسمية الذي حصل على سيقان أو مزيج جاف مع -8 أو حتى -10 ديسيبل. سيقوم بإجراء جميع التعديلات اللازمة بنفسه.

عند العمل مع مستويات الصوت في منصة العمل الصوتية لديك، هناك بعض القواعد التي يجب اتباعها والتي ستساعدك على تجنب معظم المشكلات.