Editujte a nahrávejte zvuk zdarma - Základy zpracování digitálního audia | Kapitola 3
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.
Hlasitost, nebo též hladina intenzity zvuku, je subjektivní veličinou závislou na úrovni akustického tlaku, jímž zvukové vlny působí na sluch. Hladina intenzity zvuku bývá udávána v decibelech (dB). Lidský sluch je teoreticky schopen registrovat signály od 0 dB (spíše od 3 či 5 dB) do 120 či 130 dB. U horní hranice nejde ani tak o slyšitelnost, protože hluk o intenzitě 130 dB již působí bolest a může sluch nevratně poškodit. Hladiny 120 dB dosahuje například startující letadlo.
Decibel je fyzikálně bezrozměrnou jednotkou určující poměr podílu dvou hodnot. Tzn., že pokud není vztažena ke konkrétní fyzikální jednotce (napětí, výkon, akustický tlak apod.), udává pouze poměr nějaké vstupní veličiny vůči veličině výstupní. Až když dB jsou vztaženy k nějaké konkrétní jednotce (dBFS, dB SPL, dBu, dBm…), začnou vyjadřovat konkrétní hodnotu napětí, proudu, výkonu atd. Decibel se ve svých vlastnostech podobá procentu, na rozdíl od něj však je logaritmickou jednotkou. Tato vlastnost souvisí s objevením Fechner-Weberova zákona, který říká, že lidské tělo vnímá podněty logaritmicky jejich intenzitě (i velké změny velkých podnětů způsobují jen malé změny počitků). Jednotka byla vytvořena v r. 1923 inženýry Bellových laboratoří a zprvu sloužila k určování útlumu telefonního vedení. Třeba útlum o 3 dB u výkonu znamená poloviční výkon, zisk o 3 dB pak dvojnásobný výkon apod. Neplatí to však pro všechny veličiny, jež mohou být k dB vztaženy.
Setkat se můžete také s údaji v dB SPL. SPL (Sound Pressure Level) je míra hladiny akustického tlaku ve vzduchu. Měří se v decibelech (dB) vzhledem k tlaku 20 mikropascalů. dB SPL se široce používá pro kalibraci signálů v zařízeních pro testování sluchu. Používá se také v řadě audio-akustických aplikací, jako je například měření citlivosti mikrofonu. V těchto hodnotách má např. lidský šepot průměrnou úroveň 30 dB SPL, běžný rozhovor 60 dB SPL a startující letadlo 120 dB SPL. dB SPL se často převádí pomocí „váhových“ stupnic (např. A-weighting scale) dB – dBA a dB HL – protože tyto umožňují úpravy zohledňující způsob, jakým lidé vnímají zvuk odlišně na různých frekvencích.
Pásmo lidského hlasu
Lidský sluch je nejcitlivější v rozmezí 250 Hz – 5 kHz. Oblast lidského hlasu se při běžné konverzaci v případě dospělých žen pohybuje od 165 do 255 Hz, hlas dospělých mužů mezi 80 – 180 Hz. Z přiložených grafů je patrné, že jak pásmo, kam spadá řečový projev žen, tak mužské řečové pásmo, spadá pod spodní okraj oblasti, v níž lidské ucho vnímá zvukové signály nejzřetelněji. Přesto dokážeme chybějící tóny bez větších problémů registrovat, jelikož se v lidské řeči nachází dostatek harmonických sérií, jež v naší sluchové percepci tento dojem zřetelnosti navozují.
Tyto grafy rozsahu lidského hlasu vám mohou později dobře posloužit jako obecné vodítko pro ekvalizaci – obzvlášť, když ekvalizujeme lidskou řeč.
Rozdílné vnímání hlasitosti
V roce 1930 přišli pánové H. Fletcher a W. Munson z Bellových laboratoří ještě na jednu zajímavou věc. Zjistili, že lidský sluch nevnímá hlasitost zvuku ve všech pásmech stejně intenzivně. Na základě zprůměrovaných pokusů s mnoha testovacími subjekty vytvořili tabulku, která ukazuje, že všichni lidé vnímají hlasitost basů, středů a výšek rozdílně, i když tyto zvuky mají nastavenu stejnou amplitudu. I na tomto grafu se ukazuje, že se sluch z evolučního hlediska vyvinul nejcitlivěji v pásmu rozsahu lidského hlasu.
Proklatý clipping
V decibelech kromě jiného zjišťujeme momentální maximální hlasitost zaznamenávaného či přehrávaného zvukového signálu, tedy úroveň hlasitosti zvuku v daný okamžik. Tyto špičkové hodnoty se označují termíny Peak nebo True Peak. Měří stejnou věc, True Peak ale nabízí přesnější výsledky. Na True Peak si musíme dávat bedlivý pozor – žádný měřák, který hodnotu True Peak ukazuje, by neměl přesáhnout 0,0 dB. Pak už dochází k tzv. clippingu (ořezu), ke zkreslení a nevratné ztrátě zvukových informací. Já jako mezní hodnotu nastavuji obvykle -0,2 dB, která vychází ze standardu Red Book (standard pro mastering Audio CD), doporučuji ale nastavit spíše bezpečnější hranici, třeba -0,6 dB až -1,5 či -2 dB.
Související články
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
