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母带

【母带】数字母带的底层逻辑

来学点信息论吧(悲)

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前言

所以母带到底是什么?从历史的发展来看,是拷贝磁带,是编辑元数据,是制作CD。是从混音师手里接过文件让它变得更适合传播媒介,符合媒体平台的规范。

似乎应该是这样,但这并不能解释为什么母带之后的作品似乎质感上提升了。当然质感这种描述太过于笼统,用一个最简单的标准来看,那就是在数值不变的情况下,感知响度提升了。

正好最近在学信息论,解答了很多数字信号处理所解答不了的问题。要想回答这个问题,首先要明白信号是什么,信息又是什么?如何使信息量最大化。以下是书本中的几个要点,我后面慢慢解释。

  1. 信号是信息的载体。
  2. 对于信道而言,所能传输的信息量是有极限的。且当信号均匀分散在信道内时,传输的信息量最大。
  3. 信息可以用被消除的不确定性来表征。

然而还有一个问题无法解释,那就是动态范围。不过从模拟电路的角度来看也会得到一些有趣的结论,即:

  1. eq的增益其实会使这个频率的动态范围变大??!

不过在那之前,我先给大家理清一些概念!

母带到底做了什么?

如果有人问我母带过程之后发生了什么的话,我一定会说响度提升了。但是如果你去问那些从十年、二十年前一路走来的母带工程师们,你所收到的答案很有可能并不是这样的。

尤其是如果你喜欢收集实体专辑的话,可能会发现近几年黑胶唱片这种形式有开始逐渐流行的趋势,很多听的到名字的歌手、乐队,如果可以的话,都喜欢发售黑胶制作的专辑。我对黑胶唱片的了解说实话并不多,并也不知道国内有哪些专门制作黑胶唱片母带的工作室或母带师。但是磁带这种介质的母带制作确是比较有迹可循的,虽然我并没有亲身经历过,但听说过一些故事,磁带模拟的插件也使用过不少。当然开盘机早已停产,所以像我这种资历浅显的制作者们或许很难有机会再见到完好的磁带机,今天这篇文章关于历史的很多东西也只是我听人所说过罢了。

对于磁带而言,如果将音频信号刻录进以后再回放的话,你会发现:音频的频率均衡和频段上动态都会发生不小的变化。那么当然需要通过对信号的调整,使刻录在磁带后回放的声音和混音完以后的声音能够恢复一致。

当然是在调音台上调整,调整的也是刻录进磁带前的信号,而不是通过什么神奇的手段直接去对磁带进行处理。对实体介质进行处理是很困难的事情,我身边很多年轻的朋友似乎想当然的认为母带师们有着某种魔法,其实没有那么夸张。

当然在磁带之前母带工程师就已经存在了,随着技术发展,不同时代的母带工作有着不同的工作重点,在磁带之前的母带工作更为复杂和令人困惑,这主要是因为过去用来记录声音的模拟介质本身的特性,感兴趣的朋友可以自己去了解一下。

绕这么大一个弯我想告诉你的是:母带可以做的事情不只是提升响度这么简单,均衡、动态甚至声场与染色等等都是母带阶段可以去处理的事情,甚至可以说提升响度以外的其他工作才是母带工程师真正的看家本事!

响度战争

响度战争可能有的朋友已经了解了,我就大概概述一下。大概就是在二十年前的美国发生的一次大家都不断压榨动态范围,提升唱片响度的一个事情。母带是提升响度的工作环节这样的观念大概也是这个时期诞生的。这个事情的起因其实很好理解,因为当时播放的平台没有响度归一化这样的做法,所以当播放不同响度的唱片的时候响度大的唱片听起来就爽,买的就更好。

大家要知道真的要说的话,音乐其实是没有响度标准的,因为不同的歌其实需要的响度不一样,管弦乐需要的响度可能-24~-30LUFS,但对重金属可能-3LUFS的声音才有那种味道。也就是说不同的风格不同的歌情况是不一样的。目前网络音乐平台使用的响度标准其实是沿用了广播的-14LUFS的那个标准(有的可能调整为-11LUFS,看具体是哪个平台)

根据这个来源自广播的响度标准,平台制定了响度归一化算法,即无论你上次响度是多少,都会变成一样的大小。*如果本身响度大的话,就只是减少音量罢了,但要是本身响度小的话,就会被二次限幅。*由此所有的歌曲响度被统一,听众也就不需要再切换歌曲的时候频繁地去调整他们的音量大小了。

响度战争结束了?

那响度战争似乎就此结束了,为什么我要再提出来呢?

因为响度战争其实依旧在进行!

我不知道为什么似乎今天国内很多人都认为响度战争结束了,或者说按照标准做才是好的,好听的。哪怕自己依旧在把响度做得很大,并且认为这是万恶的商业化,为此谴责自己的良心!

可是实际上动态大并不意味着好听!只有被合理控制的动态才是好听的动态!

  1. 响度实际上取决于你的歌曲风格,声音元素越大,声场越大,响度就越不应该做大。
  2. 反之,如果你想要贴脸的,粗放的,或者说声场偏小的声音,那么把响度做大才是合理的
  3. 一般而言,大多数的风格,副歌或者是你的歌曲中响度最大的部分做到-7~-6LUFS是完全合理且正常的
  4. 过多的动态只会让声音变得虚弱且发散,过大的响度会使声音变得又糊又炸失去细节

所以我既不支持响度战争无止境地提升响度,也不支持完全放弃响度提升!对于一首歌曲来说,它应该达到的响度在编曲完成的时候就已经初见端倪了!你要记住的是:只有合适的才是最好的!

数字时代的母带

由此进入正文,数字时代的母带我们会做那些事情呢?

通常首先会先在总线上做响度的提升,例如总线压缩、限幅和削波。就像上文说的那样,你需要判断响度的提升到怎样的情况才是最好的。当然如果你的客户有别的想法,那就当我没说。

接着声音必然会变糊,所以我们需要恢复一下。于是母带eq登场了,你可以找到是什么乐器变糊了,或者它有点淹没在整体里了,那就找出这个乐器的频率,并且针对性地提升。此外你还需要考虑频率避让的问题,一个简单的办法是在M与S之间寻找冲突的频率,并且解决它们。

eq的处理量是很小的,通常的说法是不要超过3db,但在我实际工作的过程中,感觉有点时候0.3个db都已经足够了。(所以你需要一些好的监听设备)

很多人会认为混音好的话eq没必要再做特别多,这是正确的。按照上述的eq处理我们可以让声音在特定的频率变得更加清晰,但如果你反着做的话也可以让特定的频率更糊。同样的,你甚至可以在MS之间增加一些对比度。我的意思是母带环节只要你愿意都可以做,尽量保持混音时的状态只是为了方便与客户的交流,避免一些麻烦而已。

然后就没有了,剩下的都是一些不太重要的补充。比如染色,分段压缩甚至混响。染色和混响其实很离谱但很好理解。毕竟响度其实反应的是声音的密度,谐波可以增加频域的密度,混响则是时域。如果你学会上面的内容,那么分段压缩又有什么难的呢?

接下去才是本文的精髓,让我们从工科的角度来审视一下刚才提到的这些操作!

信息论?

我们所听到的声音,其实也是传递给我们的信息。母带实际上是控制记录信息的数字媒介。

而这门课程的一个核心话题就是:信息到底是什么?

第一点,信号是信息的载体。音频的信号最终会以电信号的形式传递出来。更详细的过程也无非是ADDA,不多解释了。但是信号等同于信息吗?是不等同的。换言之,你听到的感知到的才是信息,但是信号里面还有很多信息是你所听不见的,是冗余的。这个你也可以从心理声学的角度去理解它,无非是频域和时域的遮掩效应,同样也不多解释了。

第二点,其实信息论这门课程中是用熵去定义的。对于发出信号的部分,被称为信源,而信源熵是有最大值的。均匀分布的情况下熵最大。换言之,如果声道中的声音元素可以分散开来互不干扰的话,就都有机会被听清了。然而这种情况太过于理想,而且听到过多的信息也会使人感到混乱。

第三点,不确定性,在我看来这与编排的关系更大。好的编排可以创作出有记忆的声音。一个再好听的片段,不断重复也会让人感到无聊。通过编排的改变创造出不同段落各种各样的变化,也是使得信息更加丰富的重要环节。

换句话说,想要做到感知响度的提升,最重要的就是声音元素都有合适的摆位,减少信号中那些冗余的信息,以及有趣的编排。

所有梦想始于一个推子!

所有人都知道推子上3db的增益意味着信号被放大了1倍,-3db会使信号减小一半。但有没有想过,这是怎么实现的?

对于推子来说,其输入信号是电流I而非是电压。这里可能很多人会难以理解,为什么是电流而不是电压?因为在推子之前就已经将电压信号转化为了对应的电流,这里的对应,其实是电流大小不受推子的影响的意思。

推子其实是一个滑动变阻器,不管我的推子是多少,推子的输入电流是不变的。也就是说输出的电压按照欧姆定律V=IR的方式在放大。如果输入信号的动态范围是X,那么在3db的增益以后,动态范围就是2X。人耳的感知是指数级的,db的衡量方式也是,这就导致了动态范围的2倍感觉上其实很小,但它是真实存在的。

那么同样的eq的提升是不是意味着这个频率的信号的动态范围也被提升了呢?答案是正确的。从电平的增益管理来看,eq的提升之后往往是output的衰减。很多人都觉得先eq增益后电平衰减和先eq衰减后电平增益是一样的,那么从动态范围的角度看是这样吗?

并不是。电平的处理是全频段的处理,而eq只是特定的频段。如果假设处理前后的响度计的数值是保持不变的,那么就意味着信号的动态范围是不变的。可是如果eq会使动态范围改变的话,那么上述的eq处理其实是重新分配了给不同频率的动态范围。

还是母带?

显然感知响度才是真正的信息!这也解释了为什么有的时候明明你的歌曲数值的响度很大了,但依旧比人家的要差。母带时思考的不仅是提升响度,还要思考感知响度。所以母带过程中的频率处理才是真正的精髓!

首先,如何减少信号中的冗余信息?对于eq,处理一下可能存在的瑕疵,重新分配一下信道,让声音之间补充一些需要的避让,强化一下声音的层次,如果说混音没有做好的话。首先除了RL,双声道还可以分为MS。也就是说你现在有四个通道了。相互之间的避让,声音元素的层次,这些不单单是在RL上做,MS也可以。

(当然啦,最近也流行把混音时,乐器的总线逐一导出去做母带,称为分轨母带,这样的话你的可操作性更大。)

其次,但更重要的是,eq的处理不仅是处理了频率,同时也改变了动态。而不同的频率对于人耳而言权重是不一样的。如果可以的话,我自然希望那些在感知上占比更多的频率,它们的动态范围更大。

重新审视你的编曲和混音

真正决定歌曲响度的从来不是母带,而是编曲和混音。你要明白如何给你的歌曲增加有用的信息,减少冗余的信息。当然这两者之间也存在一种平衡,取决于你是否要追求听感的丰富。(因为我也见过一些朋友就喜欢简洁的风格)

对于那些你觉得最重要的,希望被单独听清的声音元素,应该尽量不要让它们在同样的位置上。而依旧不可避免会有很多东西相互干扰,那么就可以使用MS可以让宽的东西更宽,中间的东西更在中间,甚至是一些频率相互避让开来。

你还可以耐心去做一些有趣的编排。整体做完以后,还可以重新考虑一下歌曲中的瞬间。往往打动人心的,就是这些瞬间。一些自动化的处理会很有帮助。