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家庭影院低音炮永不拍邊的秘密

  許多重口味的家庭影院發燒友,在看片的時候喜歡把低音炮開的很大,就可能會導致低音炮拍邊或打底。無論拍邊還是打底,本質上講都屬于低音炮過載現象,就是說白了你的低音炮根本發不出這么大的聲壓,你卻硬讓他大聲。畢竟,在一般情況下,你的低音炮要還原各個音箱80Hz以下的超低頻,更要還原好LFE聲道+10dB后的超低頻,這對低音炮的壓力確實不小。

  可如果減小低音炮音量,低音炮雖然不拍邊了,但是整體的超低頻量感就少了,看電影肯定不爽。于是,一個問題就被提出了:如何在低音炮整體聲壓幾乎不變的情況下,只衰減接近過載的那部分信號?

  這就需要用到了一個動態處理器的模塊。在音頻領域上,所謂動態(dynamic),指的是”最大聲”和”最小聲”的差值。比如說, “大聲喊叫”和”悄悄耳語”,它們的聲音能量(響度)差別很大,即聲音的動態很大。動態處理器分為壓縮器和擴展器,說的通俗一些,兩者都是改變聲音的動態的。一個是減小(壓縮)動態的,一個是擴大(擴展)動態的。顯然,今天我們討論壓縮器。

  本次講解的是minidsp 2*4HD中的壓縮功能。壓縮器的四大重要參數:閾值(threshold)、壓縮比(ratio)、啟動時間(attack)和釋放時間(release)。

  閾值(threshold):也就是一個門限,一個規定壓縮器啟動的臨界門限。比如說,你設定的-20dB,其意義就是當電平超過-20dB的時候,壓縮器開始啟動,小于等于-20dB則不啟動。

  壓縮比(ratio):顧名思義,就是對信號進行壓縮的比例。當輸入信號超過閾值后,信號會根據壓縮比進行壓縮。壓縮比為1:1的時候,無論信號過不過閾值,都不會壓縮。壓縮比為N:1的時候(N>1),超過閾值每N dB,實際壓縮后增加1dB 。比如說,壓縮比4:1的意義就是,信號超過閾值每4dB,實際壓縮后增加1dB。同理,壓縮比為3:1的意義就是,信號超過閾值每3dB,實際壓縮后增加1dB(當然,N小于1的情況下,比如N=0.5,就是超過閾值每輸入0.5dB,出來為1dB,本質上相當于增加動態了,不在今天的討論范圍)??傊?,在信號超過閾值后,壓縮比越大,壓縮量越強,壓縮后動態越小。一般認為,1:1到3:1為輕度壓縮,3:1到6:1為中度壓縮,6:1到10:1為重度壓縮,超過10:1叫壓限,就是相當于起到了一個限位器的作用。

  啟動時間(attack):指的是壓縮器從開始啟動到壓縮器啟動完成的時間。假設,設定一個4:1的壓縮,當信號超過閾值后,壓縮器不是立刻從1:1到4:1,而是是一個線性的過程,即經過短暫的十幾毫秒或者幾十毫秒。若啟動時間為20ms,其意義就是從第0ms開始,壓縮器為1:1不壓縮狀態,到時間點為20ms時,壓縮器已經啟動完成到了4:1。從沒有啟動到啟動完成,這個時間段稱之為啟動時間。

  釋放時間(release):和啟動時間相反,當電平脫離閾值時,壓縮比從N:1回到1:1的時間。還是拿4:1舉例子,設定釋放時間200ms,有個相近的兩個波形(假設第一個波形超過閾值,第二個不夠閾值)。當壓縮器經過第二個波形的0ms開始,此時壓縮比為4:1,經過200ms的時間,壓縮器重新回到1:1。這200ms的過程叫釋放時間。

  別小看壓縮器的調整只有這四個數值,真正理解他們的含義,需要一定的時間。不同的數值,對壓縮出來的聲音風格相差甚遠。這里,我用Adobe公司的專業音頻編輯軟件:Audition CC 2019,來對比一下經過不同的啟動時間和釋放時間壓縮后的波形是什么樣的。為了方便觀看,假定被壓縮的聲音為規則的兩塊波形(一塊-1dB,一塊-8dB)。我們也同樣采用數字壓縮器——waves插件的c1 compress作為代表。壓縮比統一設定3:1,閾值-4dB,并對比了三組不同的啟動時間和釋放時間的圖,如下:

  Waves插件c1-comp界面:

  原始波形(1個-1dB,1個-8dB):

  Attack:20ms release:200ms

  Attack:20ms release:50ms

  Attack:5ms release:200ms

  可以看出來,啟動時間越長,相對的”音頭”就會被凸現出來,相反,啟動時間越短,電平一超過閾值就立刻被壓縮了,相對”音頭”就會少一些。當釋放時間越短,壓縮器就恢復的越慢,也就是當電平小于閾值的時候,壓縮器會相對緩慢地,從壓縮狀態恢復到不壓縮狀態。當然,無論如何,啟動時間和釋放時間都需要有個度,不能過短或過長。過短則可能導致聲音失真,過長則會失去壓縮器本身的作用。

  好了,有了壓縮的理論,那前后級的電平應該如何設置呢?

  一般情況下,無論在現場擴聲還是室內錄音棚,都建議用”前級減小,后級增大”的模式。在有低管的情況下,筆者建議av功放低音炮電平-10dB,把低音炮炮板上的音量開到最大;如果你是專業功放+無源炮的模式,同理,建議把專業功放上的音量旋鈕開到最大,然后兩者都通過低管來控制最終音量大小。

  這樣在調試過程中,方便統一管理,而不用每次起身去動炮板的音量旋鈕。這時候,你可能有疑問了,開到最大不是會過載,會損壞低音炮嗎?其實不然,最終的低音炮輸出功率取決于你的前后級的共同作用,就算你后級開到最大,你前級只進來一點信號,那么最終的輸出功率也不會大;相反,你后級只開一點,你前級開到滿,那么可能你信號在前級輸出的時候就已經過載了,削波失真了。

  削波的本質是一個啟動時間和釋放時間非???、且壓縮比很高的壓限器。舉個例子,舞臺擴聲的音響師,基本都是把后級專業功放開到3/4或最大,然后通過調音臺(前級)上的推子來控制各線陣音箱的總音量,而不是把調音臺開到最大,通過來回擰后級的旋鈕來控制總音量。

  同樣,在錄音棚里,有源監聽音箱就相當于后級,控制監聽音量時也是用前級,我沒有見過因為每次調整音量都得起身去動音箱后音量旋鈕的錄音師,那樣費時又費力。況且正規的監聽音箱,比如說真力,箱子上是沒有音量旋鈕的,所以只能通過你的前級來控制監聽音量,更加證明了”前級減小,后級增大”的科學性與實用性。

  下面開始實戰:

  打開2*4 HD的驅動,找到comp功能。根據科學經驗,釋放時間短,壓出來的聲音風格偏硬,釋放時間長,壓出來的聲音柔和。這個”長”和”短”是相對的,沒有絕對上意義的長短。一般認為,啟動時間在15ms到30ms相對適中,釋放時間在100ms到300ms相對適中。我根據自己想要的壓縮風格,設定啟動時間20ms,釋放時間200ms,壓縮比4:1。就剩下閾值了,閾值的設定得根據具體情況,沒法一概而論。

  打開踢館第一季的”ATMOS-bianxingjingang4(中字):公路大戰”,重點注意到2分36秒時刻的過橋翻身片段(因為我覺得這段超低頻動態很大,低音炮容易拍邊)。此時觀察2*4HD,看到output峰值電平-18dBFs。此時我覺得低音炮聲壓還算可以,到不了拍邊的地步。

  繼續加大功放音量,再測。這么一遍一遍的對比,直到我覺得低音炮快到極限了、再加大音量就會拍邊的地步時……好了。這時候我把數值記錄下來,此時2*4HD電平表峰值顯示-6dBFs。這時候,有個技巧,就是留下6dB的動態余量,也就是對于我的情況,我會把閾值設定在-12dB。這樣只要信號超過閾值,壓縮器就會啟動,就能有效的只壓縮近乎讓低音炮過載的信號,而對閾值以下的信號幾乎沒影響。

  OK,大功告成,接下來,再復查一下,再大聲壓播放其他低頻多的片段,可以看到低音炮依然也不會過載……(附上未壓縮前峰值圖和壓縮器參數)

  文章接近尾聲,再說幾點:

  首先,這個壓縮的步驟應該放在調炮的最后進行。家庭影院調炮三部曲:拉平20Hz到100Hz曲線、校準各聲道聲壓、與主箱融合。本文主要講壓縮,調炮的曲線什么的我就不講一筆帶過了。完成調炮三部曲后,最后才是對快要過載的大動態進行一定的壓縮,否則,如果你的炮的曲線都沒調好,那么先調壓縮沒有意義的。

  其次,有人可能問了,如果壓縮了,效果不就變差了嗎,本身的動態不就損失了嗎?我想說的是,如果你是高端炮,炮的數量多,功率又很大,大動態時依然能量儲備充足,那根本用不到壓縮!本文主要針對的是,低音炮數量和功率有限,但也想盡量開大音量卻又不想讓低音炮過載的燒友,只能舍棄一部分動態用壓縮功能。當然,如果想完美的還原電影的大動態超低頻,在錢包充足的情況下,還是加炮吧,多炮除了能讓整個空間的聲場更均勻、聲音甜區更大之外,也能分擔每個低音炮大動態時的壓力。作者超低頻狂熱者。

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