Editujte a nahrávejte zvuk zdarma - Základy zpracování digitálního audia | Kapitola 5
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.
Slovníček pojmů
Clipping
Nastává, pokud signál překročí hodnotu True Peak 0,0 dB (či 0,0 dB FS apod.). Zvuková vlna se ořízne, dochází ke zkreslení zvuku a nevratné ztrátě zvukové informace.
DAC (Digital-to-Analog Converter)
Nebo také D/A převodník, je elektronická součástka pro převod digitálního signálu na analogový. S DAC se setkáme ve všech zařízeních schopných přehrávat digitální zvuk, protože tento je před reprodukcí nutné převést na analogové elektronické signály. Přístroje schopné i nahrávání obsahují ADC (Analog-to-Digital Converter) převádějící analogové signály na digitální; ADC dělá totéž, co DAC, akorát v opačném pořadí.
dB (decibel)
Fyzikálně bezrozměrná jednotka určující poměr podílu dvou hodnot. Není-li vztažena ke konkrétní fyzikální jednotce, udává jen poměr vstupní veličiny vůči veličině výstupní. Až když jsou dB vztaženy k nějaké konkrétní jednotce (dB FS, dB SPL,…), začnou vyjadřovat konkrétní hodnotu. Decibel se podobá procentu, na rozdíl od něj však je logaritmickou jednotkou.
dB FS (dB relative to Full Scale)
Jednotka pro měření amplitudy v digitálních systémech, jako je například PCM systém digitálního zvuku, která má určenu maximální hranici True Peak 0 dB. Jednotka db FS je totožná s jednotkami dBov a dBO.
dB RMS (dB Root Mean Square)
RMS, česky „efektivní hodnota“, je doba průměrování, na níž se vztahuje suma čtverců dílčích vzorků signálu. RMS na rozdíl od Peak / True Peak neměří momentální, ale průměrnou úroveň signálu (hlasitosti) za určitou časovou periodu. Oproti LUFS „vnímá“ RMS hlasitost více strojově.
dB SPL (dB Sound Pressure Level)
dB SPL se používá pro kalibraci signálů, např. při testování sluchu, udává také citlivost mikrofonu. Jedná se o míru hladiny akustického tlaku ve vzduchu měřenou v dB vzhledem k tlaku 20 mikropascalů. dB SPL se často převádí pomocí „váhových“ stupnic (např. A-weighting scale) dB – dBA a dB HL – umožňujících zohlednit způsob, jakým lidé vnímají zvuk odlišně na různých frekvencích.
Dynamický rozsah (Dynamic Range / DR)
Dynamika je hodnotou vycházející z rozdílu mezi nejtiššími a nejhlasitějšími pasážemi nahrávky. Vypočítává se speciálními měřáky. Naměřený dynamický rozsah digitálního systému je poměrem úrovně signálu v plném rozsahu ke spodní hranici šumu (noise floor) RMS. (Noise Floor je spodní hranice hluku v dB přirozeně produkovaná zařízením, i když jím neprochází signál.) Teoretické minimum šumu je způsobeno kvantizačním šumem. Nízký dynamický rozsah zapříčiní plochý a neživotný zvuk nahrávky, bohatá dynamika opak. Dynamice škodí hlavně nadužívání kompresorů.
EBU R 128 a ITU-R BS.1770
Hlasitostní a dynamické vysílací standardy, resp. normy, jejichž součástí jsou speciální algoritmy, doporučení a jednotky LUFS (EBU R 128) a LKFS (ITU-R BS.1770). ITU-R BS.1770 je standard mezinárodní, z nějž většina ostatních norem, včetně evropské EBU R 128, vychází.
Headroom
Bezpečnostní zóna umožňující zvukovým špičkám překročit nominální hladinu, aniž by došlo k poškození systému či zkreslení zvukového signálu jeho oříznutím (clippingem). Digitální systémy umožňují hnát signál až na samou hranici 0 dB FS, ke clippingu může ale i tak docházet (např. kvůli ISP, viz. další díly průvodce). Rádiové vysílání operuje s headroom -9 dB FS, digitální nahrávky s -18 dB FS, studiové mastery s -24 dB FS.
Hertz (Hz)
Jednotka frekvence (kmitočtu) náležející do soustavy SI. Tato odvozená jednotka vyjadřuje, kolik cyklických (pravidelně se opakujících) dějů se odehraje za jednu sekundu (vyjádření v základních jednotkách je tedy s−1).
HRA (Hi-Resolution Audio)
Formáty digitálního zvuku s kvalitou vyšší, než jakou má CD-DA (Audio CD má 44,1 kHz/16-bit). Za HRA je považována třeba kvalita 48 kHz/24-bit, která ještě dává smysl. Vyšší hodnoty jsou funkční jen z hlediska marketingu, slepé poslechové testy neprokázaly oproti CD kvalitě žádný zásadní rozdíl.
LUFS / LKFS
LUFS (Loudness Unit Full Scale) jsou jednotky podobné dB RMS, měří průměrnou úroveň hlasitosti za určitou dobu. Na rozdíl od dB RMS však LUFS říkají, jak tuto hlasitost vnímá člověk, ne stroj nebo počítač. Proto se LUFS staly průmyslovým standardem. LKFS (Loudness, K-weighted, relative to Full Scale) jsou totožné jednotky, jen jinak nazvané. LUFS se používají především v Evropě, LKFS v USA, Japonsku, Austrálii aj. zemích. Obecně doporučené hodnoty pro stream a podcasty jsou: - 14 až -16 LUFS, norma ITU-R BS.1770 či EBU R 128, True Peak -1 dB, lépe -2 dB.
Master a mastering
Master je originální nahrávka v nejvyšší kvalitě. Obvyklá kvalita digitálního studiového masteru je 48 kHz /24-bit s headroom -24 dB FS. Masteringem rozumíme finální zpracování zvukové nahrávky před jejím vydáním. Úpravy, které je nutné provést, se liší podle výsledného média, kde bude nahrávka zveřejněna.
Peak / True Peak
Peak i True Peak měří momentální úroveň (hlasitost) přehrávaného signálu. True Peak je přesnější než Peak; jeho hodnota nesmí přesáhnout 0,0 dB. Doporučené hodnoty True Peak: -0,2 dB až -0,6 dB, lépe však -1,5 či -2 dB.
PCM / LPCM (Linear Pulse-Code Modulation)
Pulzně kódová modulace s lineárním kvantováním je nejpoužívanějším systémem pro ukládání digitálních zvukových záznamů. Na jejím principu funguje např. formát WAV, MP3, FLAC a mnohé další.
Zisk (Gain)
Zesiluje výkon či amplitudu signálu. Definujeme jej jako poměr amplitudy nebo signálu na výstupu obvodu vůči amplitudě na vstupu.
Zvuková vlna (sound wave)
Rozeznáváme její amplitudu, vlnovou délku a fázi. Amplituda (amplitude) určuje maximální hodnotu periodicky se měnící veličiny, resp. udává „výšku“ zvukové vlny. Vlnová délka (wavelenght) určuje počet opakování periodického zvukového kmitu pro daný časový úsek, tedy vzdálenost dvou nejbližších bodů zvukového vlnění kmitajícího ve fázi. Vlnová délka je totožná s frekvencí – čím kratší vlnová délka, tím vyšší frekvence. Fáze (phase) je kladnou a zápornou částí vlny, která se spolupodílí na výsledné frekvenci jejího rozkmitu.
Závěr
Myslím, že jsme toho pro začátek probrali tak akorát. Příště si vysvětlíme, co jsou to zvukové filtry, resp. VST efekty, jak se instalují a jaké druhy a proč budeme v pozdějších ukázkách používat.
Mezi tyto externí pluginy patří nejen parametrický ekvalizér, ale také kompresor a jemu příbuzný limiter. A k čemu že tyhle věci vlastně jsou? To máte tak, bez kompresoru neexistuje mnoho jiných způsobů, jak srozumitelnost / hlasitost tišších pasáží nahrávky srovnat s těmi hlasitějšími. Bez limiteru bude pak taková naboostovaná věc clippovat, poněvadž dojde k přesažení True Peak. No a parametrickým ekvalizérem můžete zvuk projasnit, ořezat z něj nepotřebné frekvence, a zčásti tak již odstranit nechtěné ruchy, šum a další bordel.
Blíže se také podíváme na zoubek skvělému bezplatnému audio editoru Audacity. Nastavíme a připravíme si ho na první nahrávání – k němu se s vámi podělím o čerstvé tipy ohledně kvalitních levných mikrofonů a celkového nastavení nahrávacího řetězce. Ve stručnosti si shrneme ta nejdůležitější doporučení z článku o podcastech, tentokrát však doplněná o řadu nových postřehů z praxe, k nimž jsem při psaní tohoto průvodce dospěl.
Kupředu se budeme posouvat postupně, s ohledem na rozdílnou úroveň znalostí každého ze čtenářů. Ale až dojdeme na konec – a to nebude trvat dlouho – budou vaše nahrávky na úplně jiném levelu a vy ovládnete základy zvukového masteringu. A to neumí jen tak kdekdo, ne?
