TRACT声场校准系统插件介绍和使用分享

7291021

WAVES TRACT声场校准系统插件- 介绍和使用



1




2018年，fbxxxx上面突然发布了一个视频，在xx展哪里Waves发布一个新的现场系统调试插件，不同于之前的X-FDBK和Sub Align系统调试插件，不单单只是解决针对现场系统的某一个环节的问题。比如反馈或者低音相位对齐。而是可以绕过处理器来进行系统调试，关于系统调试作用性或者正确性就不展开讨论了。



了解一下TRACT的校准系统：

  



TRACT简介


以下应用Waves官网对于系统调试的介绍："正如画家需要一幅干净的画布开始作画，混音师需要一个平衡良好的音响系统来进行混音。由于每个音响系统都不一而同，并且在各种环境中表现各异，我们就需要校准系统以平整其性能；在现场设置中，这被称为PA调整。



如果不进行这种调节，系统的频率响应就会表现得异常：音乐听起来可能与我们习惯的不同，而且混音效果也不会达到我们的预期。还有更糟糕的，如果一个系统的时间不对齐，则可能出现相位抵消，给宝贵的低频冲击力带来致命影响。"



但是我们由于在许多情况下是使用第三方的设备，我们对系统处理器的调节都是受限的，并且在试音检查前的时间相当有限。这时候TRACT插件可以很好帮忙我们解决频响和相位的问题 并且解决时间也会大大缩短。（请注意：因为TRACT需要搭配Smarrt v8版本或者Smarrt di软件使用，不然就只是一个拥有8段IIR均衡滤波器。无法使用fir自动化eq。）



PS：TRACT的IIR滤波器包含有钟形滤波、低/高搁架滤波、平顶滤波（Flat-Tops）、巴特沃斯（Butterworth）和林奎茨-瑞利（Linkwitz-Riley）曲线，以及具有可变频率枢轴点的倾斜均衡器（Tilt EQ）和2阶全通滤波器。








2







下图为TRACT插件的界面，我们将会从界面开始来介绍这插件的详细用法






在我们开始之前我们将会看到一个smarrt和TRACT的基础教程，之后我们将会详细解说使用方法。




TRACT连接Smarrt基础视频




我们的第一步是需要做什么尼？就是请打开Smarrt测量软件。你看到没错，就是需要先打开Smarrt软件。因为TRACT调整你的系统是需要一个参考数据，而这个数据的提供者就是Smarrt。并且Smarrt和TRACT还需要进行数据交换。并且这个数据交换需要在Smarrt哪里设置api端口。所以第一步就是设置我们的Smarrt。



关于Smarrt的测量设置这里就不展开说明了，不明白的可以上淘宝找罗维老师的视频看一圈就可以了。我们这里只说api通信问题就好了，这时候有两种通信方法1: 就是本机同时使用MultiRack或者LV1宿主和Smarrt。2: MultiRack或者LV1宿主和Smarrt是分开两个电脑的。



准备好后，打开Smarrt，之后如下图：Mac的情况下点击Options菜单里面的General选项。



接着出现如下图选择api选项卡，在status哪里有几个选项设置的，首先port填写的26000这个是端口数字，默认就可以了。不需要更改，还有password也不需要填写，我们做的动作很简单就是把enabled隔壁的小窗口打个勾，之后port隔壁的有个小圆圈显示绿色并且ip address也会显示交换机的ip地址。这样关于smarrt就端就设置好了。



（这里有个小技巧及提醒，显示ip address的地址出现的时候，看一下前两三个数字是否和交换机默认管理员地址一样就知道是否连接正确。还有一点，在下图哪里tf设置general settng选项里面的fft选项从默认MTW更改为任何其他设置时，必须通过取消选中和重新选中启用了API的框来重新启动API。，不然也会导致无法进行通信。





到这里之后Smaart就基本设置好了，我们就可以返回到控制端了，在现场使用中，TRACT同时支持MultiRack机架和LV1调音台，关于两者之间的不同之处，我们在后面再详细论述，吗。我们现在先将焦点集中Smaart和TRACT之间的连接和使用之中，

7291021

下图就是TRACT的插件界面，现在我们第一步就是需要连接Smaart获取数据。






我们需要点击界面的Smaart的齿轮按钮，如下图框线标题



之后点击那个问号下方的按钮框线标题




如果我们之前Smaart设置正确的话，我们将会得出如下图的交换机ip地址（这些数字的是多少没有关系，而是代表着出现了这些数字的意义就代表了你TRACT和Smaart之间的通信没有问题。





之后我们点击CONNECT按钮，如下图





当CONNECT变成DISCONNECT的时候就代表着Smaart和TRACT建立通信并且已经连接上，之后我们点击Smaart按钮取消通信连接设置，到这里准备工作已经全部完成。





4


在正式测量校准系统之前，我们需要借助官方说明书来介绍一下关于TRACT插件两个版本的不同之处和各自延迟情况。TRACT分为两个版本包括相位最小化FIR和线性相位FIR组件。在LIVE应用为了延迟需求我们通常是使用相位最小化的FIR版本，



关于相位最小为当振幅和相位响应以可预测的方式相关时，这种关系称为"最小相位"，并且(有时)是滤波器的理想属性。（澄清一下，"最小相位"并不意味着不存在相移。它是指在特定的振幅响应条件下相对应的相位响应偏移最小，并且可以通过频率响应变化来预测相位响应变化。系统测量程序可以通过给定的振幅响应来计算最小相位响应。而最小相位FIR。它的响应可以和参量均衡器生成的IIR滤波器一模一样。关键的区别在于FIR滤波器的响应与驱动信号完全无关。它是有限长度的脉冲响应，频率解析度与长度相关。



这样我们使用者来讲FIR均衡的最小相位和IIR均衡的最小相位在这个插件上的是一样的，但是如果自动和手动选择的话，我更倾向于自动化eq来节省我的时间。



而线性相位FIR滤波器可以在影响振幅响应的同时不影响相位响应。在使用高低通的滤波器组的前提下，用具有相同振幅响应的FIR滤波器代替了高通和低通 IIR滤波器。这种滤波器的相位响应在频率轴线上是一条直线，因此被称为"线性相位"。TRACT的线性相位组件，可以做到相位直线化，但是会导致延时量的增加，频率越低延时量越大。这是由FIR原理确定的。我们可以用下图的公式计算出FIR的所需延时。





上图在48Khz采样点1024下，当频率在47.6hz延时有21ms。在现场使用的情况下21ms延时量是无法接受的。为了减少延时量只能提高分频点到100hz得到10ms或者更高的频率就可以得到一个相对合适的延时量采用在现场演出里面。又或者在混音过程使用，利用daw的自动延时补偿来进行监听音箱的校准框线标题



上两段引用文字来自于sac的fir思维，作者：Pat Brown 翻译：易科国际




上面的几段文字描述了FIR均衡两个类别之间的区别，作为使用者的我们不需要太详细了解其中的原理。反而我们需要了解到这个插件是否改变了声音，而这个声音是否是我们需要的，而FIR均衡造成频响和相位之间的变化我们其实可以忽略的。就类似使用这个插件，声音有变化，而且变的好听这个就可以了。



说完这个插件的两个fir组件的选项，基于我们现在是使用在现场LIVE情况下，我们选择TRACT的LIVE最小化相位版本来展开下面的实战。



上面说到插件已经和Smaart连接好了。之后就到使用环节。请记住，这里涉及到测量选位问题。关于如何选点就不在这里展开描述了。



插件的测量选择项目有两个选择，一个rta，一个Transfer 。都可以进行capture（捕捉）和merge（平均）。但是只能选择其中一个rta或者Transfer进行capture和merge。并且rta模式下还可以显示频谱模式。如下图：





我们在TRACT插件下方选项卡，有gen按钮 模式选择框，开始停止按钮，



rta模式下使用比较简单，因为没有时值参与并且测量到的数据包含了直达声和环境反射声混合数据，更贴近真实人耳对声音在空间的反应。在多点平均后。可用来稍微修正简单系统的房间均衡用。减少过强的反射声。有或者在主PA上面在系统调整准确的情况下作为房间均衡用。



而Transfer模式下，更多的用来测量系统里面或某一子系统的频响曲线，而频响曲线的均衡调整在tract里面是最小相位化的FIR Eq，会对系统里面音箱原始相位产生改变。而line线性模式下因个人原因，并不会对音箱的原始相位产生任何改变，相应的也不会令到相位变平直化（PS：关于相位平直化是否对音质是否有好处我个人存在疑问，欢迎各位老师过来指点关于这方面的知识）



我们从左到右解释一下选项卡作用：


  

GEN：遥控Smaart信号发生器开关，用于遥控打开和关闭Smaart的信号发生器MEASUREMENT：选择测量菜单在您的Smaart的“测量配置”页面中创建的测量中进行选择。如图对比





Start/Stop Analysis：打开或关闭Smaart分析。启用/禁用在TRACT显示中查看Smaart数据。

Views menu：选择显示格式。视图选项因测量类型而异。RTA测量：RTA条、RTA线或摄谱仪TF测量：幅值、相位或幅值+相位。以及光谱能量图（限RTA模式）如图：



  


Smoothing：平滑度

Averaging：平均化 平均值是测量数据更新的速度。这有助于将有用的信息外来因素中分离出来，如噪声、混响和位置相关的声学异常。对于PA调谐，建议使用1或2秒的平均值。如果当前活动测量使用全局频谱设置进行频谱平均，则遥控器栏上的平均选择器控制全局设置。否则，它只适用于主动测量。





Delay Measurement and Correction: 遥控Smaart的延迟测量和插入模块，三个按键。Find DLY，Track，Insert Delay。基本会用Smaart的知道怎样使用。就详细解说了。唯一解说一下三个数值的意义：

MEASURED：FIND DLY时候找到的延迟值

CURRENT：当前实时延迟值

DELTA：前两者之间延时差

7291021

以上就是关于下方选项卡的全部简介。


5



下面将会根据如何捕捉曲线和如果应用FIR EQ做出描述。

捕捉曲线选项卡



您最多可以捕捉八个测量值以进行FIR处理。将保存在空的单元格中。您可以在捕获上面的单元格中为其指定一个唯一的名称。选择一个捕获单元以在图形上显示其捕捉。您可以显示任意多个捕获，但只有在捕获下拉菜单中选择的单个捕获用于计算FIR滤波器曲线。要删除曲线，请选择一个或多个捕捉单元格，然后单击“清除”。可以合并多个捕获以创建新的平均捕获。您可以合并来自同一测量类型的一个或多个捕捉单元的数据：将光谱捕捉与其他光谱捕获（光谱仪除外）合并，或将幅值捕获与其他幅值捕获（相位除外）合并，或将相位与相位合并。但是你不能将频谱捕获与幅度或相位捕捉曲线合并。



关于自动FIR EQ曲线控制模块




从左到右


Captures menu：捕捉菜单，显示捕捉曲线管理面板中的捕捉。选择将用于计算FIR滤波器的捕捉。选择捕捉曲线后，其序列号将突出显示。无法清除在此处选择的捕捉曲线。黄色FIR滤波器曲线将出现在图表上。

Banding menu：分辨率菜单用于设置FIR的分辨率。它决定了FIR曲线的平滑度与细节。它还控制过滤器在图形上的外观。最大FIR分辨率受遥控面板（即带状/平滑菜单）中的源单元波段选择的限制。例如，如果在遥控面板中将频带设置为1/3倍频程，则FIR分辨率不能更高。但是，您可以使用FIR波段控制来降低高分辨率捕获的分辨率。设置范围：1倍频程到1/48倍频程。

Reference Curve：目标曲线，目标曲线是用于计算FIR滤波器曲线的目标均衡曲线。它们被定义为目标曲线值减去捕捉值。目标曲线用紫色虚线表示。也可以从捕捉或IIR曲线创建参考曲线。（自带4种：平直，低频+6，低频+9，人耳等响，目标曲线。


Constraining the FIR：FIR EQ控制调整模块。如下图






左侧两个标记红色：将FIR滤波器曲线计算幅度限制在定义的振幅内。

底部红色标记：将FIR滤波器曲线计算限制在指定的频率范围内。

右侧黄色标记：FIR振幅偏移标记，在修正曲线时，在上限和下限标记，在定义的限制内上下移动曲线。



TRACT还可以支持通过加载捕捉的曲线里面储存为专属的目标曲线，但是就我自己使用在这个功能来讲，最有用的就是，可以通过测量一个吉他音箱曲线保存后，加载在吉他手的监听音箱上，某程度顶替吉他音箱作用。显得有点鸡肋。强烈建议可以通过添加更多第三方软件的目标曲线来进行频响修正。





06



IIR Filter Section：IIR滤波器模块。




除了自动化FIR EQ之外，TRACT还拥有8个自定义的IIR EQ（4个滤波模式，1个高低切（Butterworth BTW or Linkwitz-Riley, and dB/octave (-48 dB/octave to -6 dB/octave)，1个2阶的全通滤波。）






Flat-Top：平直带通滤波器：增益（-15分贝至15分贝）、频率（20赫兹至20千赫）、宽度（0.50至6.00）有两个Q值控制：一个用于开始（Q-LOW）和一个用于结束（Q-Hi）。范围：0.50至1.00。

Bell：常见的钟形滤波器 ，控制：增益（-15分贝至15分贝）、频率（20赫兹至20千赫）、Q（0.10至60）窄Q设置下的钟形将成为正dB值的“峰值滤波器”和负dB值的“陷波滤波器”。

Shelf：搁架滤波器（-15分贝到15分贝），频率（20赫兹到20千赫），架子类型（低搁架或高搁架），Q（0.05到1.00）。

Tilt：倾斜搁架滤波器（Tilt Shelf），随着增益的变化，EQ图围绕选定的标记倾斜旋转。在本例中，曲线围绕标记4的选定频率旋转。控制：增益（-15分贝至15分贝）、频率（20赫兹至20千赫）、Q（0.05至1.00）

CUT：高低切(High/Low Cut），控制：频率（20赫兹到20千赫），类型（LPF/HPF），斜率（有两种巴特沃斯 BTW或林奎茨-瑞利 Linkwitz-Riley滤波器类型以及倍频程可选（-48 dB/倍频程到-6 dB/倍频程）。PS：LWR（Linkwitz-Riley）斜率不支持-6或-18的dB/Oct值。当使用LWR斜率选择这些值时，BTW（巴特沃斯）斜率将用于过滤器。

All Pass：全通滤波器，“全通”滤波器形状是“仅相位滤波器”，其相位响应取决于频率和Q参数（Q设置截止频率周围相位变化的斜率）。请注意选择“全通滤波器”时，标注栏标记上显示的AP符号。频率控制：(20 Hz to 20 kHz), Q (0.3 to 10.0)。PS：全通滤波器不会在图形上创建轨迹，因为没有振幅值。通过观察smarrt相位信号，以了解此滤波器对信号相位的影响。




7



Master Section：通道主控模块，可以控制插入TRACT插件通道的延时，GAIN电平输出，反相等通道主控工作。


DELAY：通道延时模块，应用于插件通道的输出延时调整，可以使用不同的刻度手动调整。（时间刻度有MS毫秒，FT英尺，M米。）

Apply Delta：单击按钮可以插入之前find delay功能的测量得到的延时差值（延时差数值在上面的远程控制面板中显示）。

Phase：相位开关，可以通过开关，控制是否将输出相位翻转180° 。

Gain Out：用于调整插件的输出电平。




就对我个人使用习惯来讲，我更喜欢使用Sub Align这个插件来进行低频的管理校正。无论对于全频或者超低音箱的低频管理更方便以及直观。


以上就是官方对于Sub Align的介绍。有兴趣的小伙伴可以去详细学习这个软件的使用，我们先回到TRACT这个插件使用上面。



在官方手册里面，提供了三个的测量教程，分别是主扩PA全频，前补，超低的测量以及如何搭配TRACT使用。



上图是关于PA主扩的测量选点，这里选择了四个点。分别是主扩音箱的轴心的2个点，前补音箱和主扩音箱的交汇的一个点，调音台的一个点。关于如果搭配TRACT使用也是很简单，4个点捕捉完成数据后，平均出一个新的数据。选择好目标参数。一键FIR。快捷简单。





这一张图就是关于前补音箱的测量了，也很好理解，就是分别测量主扩音箱和前补音箱的曲线后，平均化曲线。个人更建议增加一个前补音箱正轴心的测量参数曲线，一共三个曲线作为平均化曲线的计算参数会更加贴近实际使用听感。

关于低频测量，官方手册并没有给出图片。而是纯文字解说。






按照文字解说的步骤；先是选择好某一个测量点，通常是调音台作为测量点。之后打开主扩音箱，查找延时，捕捉曲线后，得到主扩音箱的频向+相位图。之后关闭主扩音箱打开低频音箱。点击SUB ZOOM按钮，显示从27赫兹到240赫兹的频率范围。观察主扩音箱和低频音箱的相位以及培训耦合情况。通过调整主控模块的延时或者IIR模块的全通滤波功能，使到主控和低频音箱的分频点交合处相位结合。这样就完成低频的测量和耦合了。而是我个人使用过程中，一来比较繁琐和普通的低频校正耦合没有很好的优势体现。而且就算是打开了SUB ZOOM功能后在TRACT里面的频响+相位图也比较难看清楚相位曲线。个人更倾向使用更简单化的Sub Align。



08


以上基本就是我对于TRACT的了解和对于TRACT如何使用的教程。2018出的插件现在才出感受和教程，拖更王一定是我了。哈哈哈哈，其实也不怪我，主要关于FIR这个概念，我基本断断续续的找了很久的资料，也纠结了很久，FIR究竟是神器还是一个概念性上的神药尼？



在AES协会的论文里面FIR应用最早的论文大约在1981年左右出现。比较多成熟应用的论文多件于95-05年之间。应用过程关于音频应用中遇到的最多的问题通常都是时滞（延迟）问题。ROOM EQ在实际应用中平直化后并没有想象中的美好（频响或者相位平直化后高频单元负载功率出现过大提前老化或听感因为测量时引入混合过多反射声做为捕捉曲线造成主观听感难听）。



还有关于FIR的相位平直化，并没有想象中的美好，特别是中低频的相位平直化带来的时滞问题，当然现在有FGPA技术可以令到时滞减到很少的。但是中低频的的相位可能是平直了，但是音箱的好不好听或者耦合的好不好，可能并不是单纯一个相位或者频响的平直化就可以概括完的。单单一个单元群延迟引起的相位失真也不是FIR就可以解决的了。





WAVES的TRACT插件，在某程度上通过最小相位和线性相位的自动化FIR EQ令到我们在在测量的系统校正修正过程的耗时和过程大大减轻。但是我们更要清晰明了的了解到我们为什么要这样做，这样做的目的是什么。TRACT插件拥有的超低延迟和低相位失真，特别是低相位失真这个特点。可以取代我们在使用调音台或者处理器调整均衡器时候，因为均衡器调整造成过多的相位失真令到声音劣化。