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[资讯] 理解音频相位

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发表于 2022-5-9 | |阅读模式
理解音频相位$ o: B8 j8 ?4 T% M' f% O$ I' G
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你的混音是否曾经听起来“不那么对”,但你又不知道从哪入手去改变它?你可能遇到了相位抵消的问题,这是混音中的一种频率消失现象。要帮你解决这个问题,需要先理解相位 – 它是什么,为什么这么重要,不同相意味着什么。( |$ J6 J! u2 n0 Q
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2 I: V8 ]8 h  j" B$ a这篇文章会讲解声波和相位抵消的基础,以及这些问题对录音和混音过程造成的影响。我不是要让你对声波的物理特性有全面的掌握,而是争取让初入门的录音者避免由于话筒放置、反转极性和其他因素造成的问题。
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% |' ]8 }5 o  l- L) q, @$ Q声源产生声波,通过空气振动向四面八方传播。
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物理原理: N1 D  J7 c5 W. g4 J& K$ T' s6 L

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最基本的,相位指的是声波 – 简单来讲,就是空气的振动。当我们听到声音时,气压会改变我们听到的内容。就像石头落入水中溅起的波纹,而声音是由空气运动制造的。跟在水中一样,这些运动导致了波纹效果 – 波由波峰和波谷组成。这些波让我们的耳膜振动,我们的大脑会将这些信息转换为声音。2 T9 z7 V/ b4 Y( l$ I  \
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当我们录制声音时,话筒的振膜基本上是在复制我们耳膜的行为,与这些波一起振动。这些波峰让话筒的振膜向一个方向运动,而它们的波谷则会向相反的方向运动。, H; m  \6 z2 t8 k% J# I

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  C8 K1 i8 ^0 f1 t) P: p( I; G$ G5 H6 P谈谈相位
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当使用多个通道对单一声源进行录音时(比如,吉他的立体声拾音、鼓组的多话筒拾音或使用话筒/DI对贝斯进行拾音),就会发生相位抵消的问题。使用“单声道叠录”可以避免这些问题,但无法给你带来良好动态的立体声声场。实际上,在将立体声转换为单声道的过程中,通常就能暴露这个问题。  @- ?7 }8 ^0 l/ `( v: Z$ X7 ]

" @  Y- x# _, b6 A2 @下面的第一张图展示了同相信号的两个通道。当两个通道处于同相时,我们的耳朵会同时听到同等的振幅。% h# j# h" ^& r* _( @: k, ^# ^

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# P4 u9 n6 P" P% S$ [例1:左右通道同相。
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但如果立体声信号的一边进行了反转,如图2中显示的那样,信号便会彼此抵消。实际上,如果我们使用纯净的正弦波,将两个不同相的信号结合,结果会发生静音 – 因为声音彼此之间产生了抵消。$ {& \. Y& k% `5 _/ ^
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7 m( z; }% N- D: Y% h1 K例2:左右通道不同相。3 M+ U# V  ]1 Y; q$ c0 e0 {

* `* {1 Y4 e: F( C" O2 `0 ]当然,在真实世界中,我们通常听不到纯净的正弦波。因为我们听到的大多数音乐以及我们录制的大多数乐器是由多种波形及其谐波构成的,所以相位抵消的结果也会相当复杂。+ F' |1 w  i& H( @/ H6 i

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对听众而言- M* ?$ w# W' j8 d! ?9 ]! _& `3 N

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; C; @/ _7 {  V对于普通的听众,将音箱的接线弄错,意外反转了一个通道的极性就会产生相位抵消。不要惊讶,很多家庭立体声系统 – 甚至是项目工作室 – 监听音箱的接线都是不同相的。在一些环境中,如果不仔细去听,是发现不了问题的。通常,我们称之为叫做“不同相接线”,技术上讲就是极性问题。也就是说,极性反转听到的效果跟相位抵消是同样的。
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检查音箱最简单的方式就是将混音转换为单声道(之后会详细讲解)。许多立体声系统和大多数混音控制器允许你通过简单的一键式操作实现。不过,在立体声中,也能找到一些相位问题的迹象。5 E0 d4 _) p+ X  l& x* O
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相位问题听起来是什么样的?因为相位抵消在低频部分是最明显的,所以不同相的监听结果就是声音单薄,没有或仅有少量的低频声音。另外一个可能的结果是底鼓或贝斯吉他缺少准确的定位。比如,底鼓可能会在混音中移动,而不是来自于同一个点。# ^5 C! n8 B( J6 }$ n8 Q7 O
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另外一个立体声不同相的现象是摆在中心的信号消失,而摆在极端位置的声音得以保留。通常会是主人声或乐器独奏——主要的部分消失了,只留下混响。实际上,这就是许多老式卡拉OK歌曲“去人声”的工作原理 – 它们将立体声混音一边的相位进行了反转。主要是因为,大多数商业制作的音乐,主人声是是死死地放在中心的。2 b2 v& a% X" D, g. V# z
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) {+ _# A# |: k6 F# u4 i- o; R3 L2 V6 w在录音室里2 o* w1 v+ z& c6 G
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& b5 D9 S! `- p1 n; H相位问题在录音中又分不同的等级,可能会变得很复杂。在大多数录音工程中,我们要处理多种乐器和多支话筒。因为不同频率的波会在不同时间达到不同的话筒,所以有极大可能,一支话筒的振膜接收到了正相位,而另一支接收到了反相位,这些不同波形之间的相位关系很难预测。实际上,用上的话筒越多,相位问题就越难避免。
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6 ]& k& _) l) @, z让我们来研究一个简单的情形,如原声吉他的立体声录制。
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" j  Z! P3 b- w9 i) }% \4 U通常情况下,两支话筒的配置是,一支指向琴箱孔拾取较低的频率,而另一支话筒指向指板来拾取瞬态细节。当然,吉他的频率范围包括了几个八度,这意味着其中包括了各种波长的声音。因为话筒距离声源的位置是固定的,所以那些不同的波形会在不同的时间点到达话筒。不可避免地,有一些谐波会听起来很微弱。你最好将话筒做一些轻微的移动 – 不到一英寸的移动也会带来很大的改变 – 直到你耳朵听到不错的声音为止。另外一个解决方案是使用“M/S”拾音技术,在这里就不做详细讲解了。, M& B4 K6 y: y& L% v& @
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, n+ i# U3 x, e+ X, @7 ~UAD Little Labs IBP插件:调整相位的便捷工具。
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录音中使用的话筒越多,相位问题发生的可能性就越大。在现代录音中,通常指的是架子鼓。想象一下,即便只是一支军鼓,就会从上下两面进行拾音。因为鼓头的顶部和底部通常会向相反的方向移动(当顶部的鼓头被击中时,会向内移动,造成底部鼓头向外移动),这两支话筒不可避免地会接收到不同相的信号。现在,踩镲话筒、一对吊顶话筒以及至少一支底鼓话筒和一支通鼓话筒,更不要说氛围话筒了,准备面对大量的相位问题吧!这就是许多话筒以及话筒放大器和控制台,都提供了相位反转开关的原因。所以,许多“资深的”录音工程师会很怀念那些只用两三支话筒录音的日子!/ k. M8 X7 M0 ?. y" W. b+ O) [

  {0 i* c5 p) X1 u9 p9 Z) Y当然,还有许多其他为录音引入相位问题的可能。通过直接输入(DI)录制的贝斯音轨会太过干净,而大部分时候,与放在放大器琴箱的声音混合后,会引入不同相信号导致问题。某些延迟设置,包括混响的预延迟,为原始信号制造了延迟,会导致不同相,搞砸事情。有时候,某些外部设备,甚至是话筒线,也可能导致不同相的发生。; b( Y1 _$ s( A0 m$ f/ C

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: r( X/ L% A  f. U3 C4 s3 j  y6 j修正相位% I% |1 }  Q* \# P1 E* W/ c
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5 N% z( C9 k$ F6 j# V- V7 }8 x6 d那么,怎么修正相位问题呢?大多数时候,都只能“看情况”。假设你在录音过程中发现了相位问题,最简单的方式就是移动话筒,或反转话筒或输入通道上的相位。" U' l- Y6 Y, {1 e
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当你试图捕捉氛围感时,也有一个很好的小技巧:话筒摆放的3:1规则。简单来说,当使用两支话筒录制声源时,试着将第二支话筒与第一支话筒之间的距离保持为第一支话筒距离声源位置的三倍。如果第一支话筒距离声源一尺,那么第二支话筒应该放在距离第一支话筒三尺的位置。使用简单的3:1规则能减少由于话筒间时间延迟造成的相位问题。
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当然,如果到了混音阶段才发现问题,你可以将音轨放入DAW中,放大波形,对一个轨道做轻微地移动。你会被这几毫秒移动带来的变化所震惊。市面上有一些不错的相位排列插件,可以帮助到你 – 甚至可以作为不错的创造工具使用 – 其中之一就是Little Labs IBP相位排列工具,已登录UAD Powered Plug-Ins平台。
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) z; m. S' B8 A2 s: ^我们只探讨了比较表面的东西,其实相位问题是生活中不可避免的一个因素。& f1 ^8 q9 L2 U

+ N4 E+ {, K5 {- j6 _: X) f+ ^最重要的就是你能识别出问题。绝大多数相位问题是不会在立体声中表现出来的,只有将它们混合到单个汇总通道时才会体现。所以,在你混音时,有规律地进行单声道检查是相当重要的。在编曲和混音不太稠密或没有太多东西的时候,就可以开始检查基本的音轨,特别是鼓和贝斯。当你加入新的乐器,或改变轨道EQ,或增加混响时,都记得进行检查。
) k% v; c9 X9 O- w! W! V0 P2 u0 w. E2 F) U3 d, d
跟很多事情一样,越早抓出相位问题,就越容易修正它。祝你混音愉快!
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