Editujte a nahrávejte zvuk zdarma - Základy zpracování digitálního audia | Kapitola 2
Seznam kapitol
Ať už streamujete nebo nahráváte podcasty, chcete, aby váš jedinečný hlas zněl dostatečně zřetelně, čistě a bez ruchů. Ale abyste mohli pomýšlet na umístění své nahrávky na některou ze streamovacích platforem, je nutné znát určité základy zpracování digitálního zvuku. Pojďme si tedy říct něco o frekvencích, hlasitosti, zvukové terminologii a streamovacích standardech.
Základní pravdou terminologie zvukového inženýrství je, že vyžaduje docela dobrou znalost angličtiny. Byly to totiž anglofonní země, kde se technologie, s nimiž dnes pracujeme, vyvíjely především. Prakticky to znamená, že zdaleka ne všechny aplikace, s nimiž se při úpravách zvuku setkáte, jsou přeloženy do češtiny (později uvidíte, jak v tomto ohledu dopadlo Audacity – prozradím, že ne moc dobře). Přitom není otázkou, kdy nebo jestli k překladu dojde, jelikož se tak v případě mnoha termínů nestane už nikdy. Tam, kde existují, si uvedeme i české ekvivalenty, nicméně vždy zároveň s původními anglickými výrazy. Kdybyste znali pouze ty české, ve zvukových aplikacích, kde se čeština až na výjimky nepoužívá, byste se úplně ztratili.
Jak na parádní zvuk nejen pro Youtube, Twitch nebo podcasty: Jaké jsou dnes možnosti a co to bude stát
Popularita podcastů neklesá, spíše naopak. Také na Youtube se snaží prorazit každý, kdo má co říct. Už jste asi zjistili, že…
Při psaní článku o podcastech, a poté při práci na tomto článku, mi došly dvě věci. Jednak jsem si uvědomil, že jsem tehdy udělal dobře, když jsem se rozhodl příliš nerozebírat možnosti softwarových úprav zvuku. Měl to být „jen“ článek o podcastech, přesto jsme v redakci už v té době věděli, že později poslouží za úvod tomuto průvodci. Spolu s tím mi došlo, že vám už nemůžu doporučovat samý placený software – ne v případě, kdy chci, abyste si to mohli sami osahat. Naštěstí všechno, co jsem našel a sám vyzkoušel, jsou vynikající bezplatné aplikace, které se placené extralize ve většině ohledů zcela vyrovnají.
Co se týče rozdílné úrovně uživatelů audioprodukčních zařízení, není třeba věšet hlavu nad tím, že asi nikdy nedosáhnete laťky, nad kterou už nebude nějaká další. Naopak, je to dobře. Jen maková hlava o sobě může tvrdit, že už ve zvuku (nebo v čemkoli jiném) umí a zná úplně všechno. To, že je stále co objevovat, je na životě to nejkrásnější. A i když se říká, že kdo chce umět všechno, neumí ve výsledku nic z toho pořádně, existuje v audio světě jedna výjimka. Hudební producent, zde myšleno člověk, který produkuje vlastní hudbu, musí kromě komponování, aranžmá či mixu zvládat ještě nahrávání, mastering a vědět i něco o akustice. Prostě mít zvukové inženýrství v malíku. Možná i tím, když to náš velekněz dovolí, vás jednou provedu. Zkraje byste ale byli z šíře tohoto oboru akorát vyděšení, prozatím se naučíme základy profesionálního masteringu nahrávek. A to není málo.
Frekvence, kam se podíváš
Úprava zvuku v jakémkoli audio editoru dopadne zákonitě špatně, jestliže člověk neví, co přesně dělá. Je třeba vědět, proč to zní, jak to zní, jakých ukazatelů si všímat, jaké by měly mít hodnoty atd. Nemusíte se ale bát, nebudeme rozebírat úplně všechny aspekty digitálního zvuku, ale jen ty, které se tak či onak vztahují k praktické části a nebudeme probírat nicneříkající vzorce a integrály.
Slyšitelné spektrum a formáty digitálního zvuku
Zdravý mladý člověk slyší zvuky v rozsahu od cca 16 či 20 Hz do cca 20 000 Hz (20 kHz). Horní hranice má tendenci klesat s věkem – řada starších dospělých není schopna slyšet frekvence vyšší než 16 kHz. Nejnižší frekvence, která byla identifikována jako hudební tón, je za ideálních laboratorních podmínek 12 Hz. Skutečně hluboké tóny (tzv. subbasy) mezi 4 a 16 Hz vnímáme nikoli sluchem, ale hmatem, celým povrchem těla. Na basech, a zejména subbasech, je zvláštní ještě to, že se pouhým sluchem obtížně lokalizuje jejich zdroj. Proto je skoro jedno, kam v rámci reprosoustavy umístíte svůj subwoofer.
Znalosti hodnot slyšitelného spektra využívá tzv. Nyquistův-Shannonův vzorkovací teorém – jeho reálný dopad slyšíte při poslechu jakékoli digitální nahrávky. Stojí totiž v pozadí standardu CD, jenž byl natolik dobře vymyšlený, že nám, nyní již v podobě hudebních souborů a streamů, slouží beze změny již od roku 1980. Kvůli limitům lidského sluchu není mnoho důvodů jej vylepšovat, a i když se snahy o to (např. SACD či Hi-Res Audio / HRA) čas od času objevují, jedná se spíše o marketingové kecy.
Vzorkovací frekvence Audio CD (CD-DA) je 44,1 kHz/16-bit, což je 2× 22,05 kHz. Není to náhodné číslo, hodnota vychází z Nyquistova-Shannonova teorému, jenž praví, že „vzorkovaný vlnový průběh obsahuje veškeré informace bez nejmenšího zkreslení, jestliže vzorkovací frekvence dvakrát převyšuje nejvyšší frekvenci obsaženou ve zdrojovém vzorkovaném vlnovém průběhu“. Stačila by tedy i hodnota 40 kHz, při vývoji standardu CD-DA (tzv. Red Book Standard) se však „pro jistotu“ přidala nějaká ta rezerva.
Vedle vzorkovací frekvence je dalším parametrem digitální nahrávky bitová hloubka. Jedná se o počet číslic použitých k uložení každého vzorku signálu, v případě kvality 44,1 kHz/16-bit (CD-DA) to znamená, že se každou vteřinu načte 44 100 vzorků a každý ze vzorků nese 16 bitů informace. Vyšší bitová hloubka má na kvalitu záznamu větší pozitivní dopad než navyšování vzorkovací frekvence ad absurdum. Slepé poslechové testy žádné markantní rozdíly v souboji Hi-Res Audio vs. obyčejné CD neprokázaly. Podle mě je asi tak jediným opravdu smysluplným standardem HRA 48 kHz/24-bit; pokud máte pocit, že vám nestačí kvalita CD, ukládejte v této kvalitě – já to tak dělám.
To, v jaké kvalitě chcete nahrávat, si musíte rozmyslet předem, pozdější převod do vyšší samplovací frekvence je velmi problematický a degraduje kvalitu záznamu. Vámi zvolenou vzorkovací frekvenci a bitovou hloubku zároveň musí podporovat i váš mikrofon / zvuková karta. V případě mikrofonů pro USB se s hodnotami přesahujícími kvalitu CD setkáte jen výjimečně. Při ukládání ve vyšší kvalitě než CD navíc zjistíte, že se podstatně zvyšuje datový tok. Což je kromě nesmyslnosti samotného HRA jeden z důvodů, proč se v praxi s touto „vyšší kvalitou“ setkáte jen málokde.
Základní formát nekomprimované digitální zvukové nahrávky je PCM / LPCM (Linear Pulse-Code Modulation – pulzně kódová modulace s lineárním kvantováním) a na ní založený souborový formát digitálního audia WAV (Waveform audio file format), jenž patří mezi kontejnery RIFF (Resource Interchange File Format). WAV je velkou měrou shodný s typem dat, jaká jsou uložena na CD. Nicméně jeho nevýhodou jsou poměrně vysoké nároky na diskový prostor.
Rychlost internetu byla hlavně zezačátku opravdu zkouškou trpělivosti. Pro sdílení hudby bylo třeba vymyslet něco, co bude žrát o poznání méně dat. A formát MP3 (MPEG-1 Audio Layer III), představený v r. 1993 Fraunhoferovým ústavem pro mediální komunikaci v Ilmenau, byl k tomu úplně ideální. Tak moc, že dominuje až dodneška. Tento kompresní formát, náležející do standardizační skupiny MPEG (Moving Pictures Expert Group), dosahuje své úspornosti pomocí psychoakustického modelu, a to odebráním zvukových informací, které člověk neslyší nebo si je neuvědomuje. Záleží ovšem na datovém toku, jenž může být variabilní nebo fixní; v praxi je při tocích na/pod 128 kbps komprese zřetelně slyšitelná, zní to hrozně, kdežto toky 256 kbps a vyšší rozeznáte od nekomprimovaného bezeztrátového originálu jen stěží.
Alespoň při práci se zvukem se snažte ztrátovým formátům, jako je AAC, MP3, OGG či WMA vyhnout. Odstranění dat vzniklé při kompresi je nevratné, nejen proto se tyto soubory nehodí pro uchovávání zdrojových masterů. Při dnešních rychlostech internetu už ani není moc důvodů skrze tyto kontejnery své nahrávky šířit, nicméně většina on-line platforem pro publikování zvuku a videa si do ztrátových formátů audio i video stopu po uploadu stejně sama převede.
Pokud můžete, zvolte bezeztrátový open-source kompresní formát FLAC. Výsledné soubory jsou totožné se zdrojovým WAV originálem, ale mají zhruba poloviční velikost. K archivaci jsou úplně nejvhodnější, kromě toho je podpora pro ukládání ve FLAC implementována ve všech klíčových aplikacích. Přehrát je dneska umí i kávovar.
Související články
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
