Ломать, крушить и рвать на части: что делают со звуком эффект-процессоры

Оригинальность звучания музыкальных инструментов, появившихся в ушедшем XX столетии, достигалась не только за счёт каких-либо вывертов со стороны исполнителей, но — в огромной степени — за счёт технических ухищрений.

Как уже было упомянуто в статье, посвящённой электрогитаре, большинство музыкальных стилей, появившихся на протяжении минувшего двадцатого века, явились порождениями вполне конкретных технических достижений.

К таковым относятся не только, собственно, музыкальные инструменты (те, о которых мы рассказывали в серии Музыка и электричество, и электрогитара), но и специальные процессоры эффектов.

Нетрудно вспомнить, что первыми эффект-процессорами были, по сути дела, усилители. В частности, усилитель (или громкоговоритель) Leslie — "примочка" к органу Хаммонда, ставшая отраслевым стандартом вопреки настойчивой агитации компании Hammond против изделий Leslie.

 

 

Легенда гласит, что даже домашний орган Лоренса Хаммонда был оснащён "вражеской" примочкой. Зато совершенно точно известно, что подчинённые Хаммонда втихую использовали Leslie у себя дома.

Сейчас эффект-процессоры наиболее часто ассоциируются именно с гитарной музыкой. Более того, отдельные эффект-модули называют "примочками", а громкое название "процессора" заслуживают только устройства, позволяющие комбинировать сразу несколько эффектов.

Гитарный процессор Zoom 505. В связи с невысокой ценой и относительно пристойным качеством звучания, пользуется неплохим спросом. Дело вкуса, однако же...

На самом деле, все эти "украшения" звука используются отнюдь не только гитаристами. На борту у любого современного и не очень синтезатора обязательно имеется некоторое количество эффект-модулей (reverb, echo и chorus есть даже у "самоиграек").

Существуют эффект-процессоры, сделанные специально для вокалистов.

Tiamat в бытность свою Doom Metal командой, отличалась исключительной тяжестью звучания.

Но в общем, "дисторшн" (Distortion) и "перегруз" (Overdrive) ассоциируются, в первую очередь, с гитарой — причём тяжёлой, хотя эти эффекты используются практически в любых направлениях гитарной музыки. В то же время реверберация (Reverb) исключительно часто используется для обработки вокала.

Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые средства обработки акустического сигнала.

Амплитудные эффекты

1. Volume control — это, собственно, и не эффект вовсе, а просто регуляция громкости.

2. Tremolo и Auto tremolo — частое циклическое изменение высоты тона звука. Во втором случае характеристики тремоло определяются какими-либо ещё характеристиками (частотой тона, например).

3. Panning/ping-pong — циклическое смещение звука по стереопанораме (грубо говоря, имитация метания источника звука слева направо).

4. Gating/repeat percussion — тремоло со стопроцентной модуляцией сигнала волной квадратной формы (Square Wave).

5. Compression — сжимание динамического диапазона; увеличивается амплитуда слабого сигнала, в то время как амплитуда сильного сигнала уменьшается. Появились в 1970-е годы.

6. Expansion — эффект, обратный действию Compression: громкие звуки делаются громче, тихие — ещё тише.

7. Assymetric/Peak Compression — компрессия налагается только на громкий звук, в то время как общий уровень огибающей сигнала (waveform envelope) остаётся на месте.

8. Noise Gating — "гейтирование" шума. Поскольку шум, как правило, значительно тише основного сигнала, то при использовании данного эффекта устанавливается порог громкости, ниже которого сигнал просто подавляется.

9. Attack Delay — замедленная "атака" сигнала, вариант Noise gating с замедленным возрастанием силы сигнала. Иногда можно создавать эффект проигрываемой задом наперёд плёнки.

10. ADSR (attack, decay, sustain, release) — искусственное формирование огибающей. Эффект позволяет задать продолжительность "атаки", спадания (decay), удержания (sustain) и конечного угасания звука (release).

11. Limiting — разновидность ассиметричной компрессии, где обработке подвергаются только сигналы с определённой амплитудой.

12. Auto Swell — "раздувание", повышение уровня громкости сигнала (или нескольких определённых нот) с какого-то стартового уровня до максимума.

Эффекты задержки

1. Reverb — реверберация, имитация отражений звука от поверхностей в пространстве. Наиболее реалистично себя ведут, естественно, цифровые ревербераторы. Сейчас появляются всё более хитрые системы имитации акустики реальных помещений (ведь это всё — сугубая математика), но и от простейших "пружинных" ревербераторов исполнители не желают отказываться.

Схема устройства ревербератора Шрёдера.

2. Echo, Reverse Echo — комментарии, очевидно, излишни.

3. Flanging — эффект, который создаётся посредством смешивания основного сигнала с его несколько задержанной по времени копией, причём время задержки постоянно изменяется. Такой эффект несложно получить, используя стандартное оборудование, и, по легенде, этот эффект открыли Beatles во время записи альбома. Компьютерщики в таких случаях говорят, что "баг" стал "фичей".

4. Chorus — дублирование сигнала с небольшим смещением высоты тона и рассинхронизацией.

Ну и самое интересное, пожалуй, — это эффекты искажения сигнала, а точнее формы волны (waveform). Именно сюда относится Distortion.

Искажения формы волны

Эффекты Overdrive ("перегруз"), Distortion ("дисторшн") и Fuzz ("фуз") отличаются, по сути, только степенью искажения.

При подаче сигнала на усилитель, он "сдавливается" лимитером и волна приобретает прямоугольную или близкую к ней форму — в связи с "перегрузкой" (clipping).

Соответствующие иллюстрации вполне наглядно отображают происходящие процессы.

Чем острее углы, тем более скрежещущим оказывается звук.

Чем более "острыми" оказываются углы, тем более скрежещущим оказывается звук на выходе. Этим активно пользуются исполнители тяжёлой музыки, хотя, для того, чтобы поубавить немузыкального скрежета, используются специальные фильтры, скругляющие углы.

Степень искажения звука зависит напрямую от того, насколько увеличивается амплитуда обрабатываемого сигнала и насколько велика оказывается "перегрузка".

А чем она больше, тем более "квадратной" оказывается волна. Характерно, что звук "перегруженной" электрогитары напоминает звучание синтезатора, настроенного на тембр Square Wave/Lead.

Некоторые "примочки", обозначаемые как Fuzz Box, позволяли придавать волне совершенно квадратную форму. Это звучало хорошо до тех пор, пока исполнитель не брал две ноты сразу — тогда получалась грязь, поскольку возникало интермодуляционное искажение (Intermodulation distortion).

Если взять две чистых синусоидальных звуковых волны (синусоидальная волна лишена тембральных характеристик, это так называемый "белый" звук) и произвести их интермодуляцию, то зазвучат не только эти две волны, но ещё и две новые — сумма и разность частот обеих волн.

Если взять ноты с частотами "ля"-440Гц и "ля"-880Гц (чистая октава), то кроме них получатся ещё одно "ля"-440Гц, плюс "ля"-1320Гц (то есть, ещё на октаву выше). Это будет звучать просто роскошно.

Но если взять "ля"-440Гц и какую-нибудь другую ноту, разность и сумма будут совсем другими, и с гармонией можно будет распрощаться.

К тому же у синусоидальной волны, в отличие от тех, что производят другие инструменты, начисто отсутствуют дополнительные гармоники — которые тоже влияют на интермодуляцию. В итоге получается чёрти-что.

Существует и другие способы "музыкального искажения" звука. Например, посредством сильного лимитирования или компрессии. В отличие от перегрузки, звуковая волна при таком способе сохраняет многие свои характеристики, компрессии подвергаются только "пики" (наиболее высокоамплитудные части сигнала).

Существует также очень интересный эффект: играешь одну ноту, а получаешь октаву. Этого можно добиться с помощью полного или частичного "выпрямления" сигнала (на иллюстрациях).

Постепенное выпрямление (rectification) сигнала. В итоге получается октавное звучание.

Это, конечно же, далеко не все эффекты, используемые в музыкальной сфере. Но об остальных мы расскажем немного позже.

Продолжение следует.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru