Цифровая студия: тон генераторы и сэмплеры.

Корнышев Александр, звукоинженер.

Пришла пора поговорить о столь милых сердцу каждого аранжировщика тон-генераторах (синтезаторах) и сэмплерах, а самое главное — об их месте в процессе создания конечного аудиоматериала на цифровой студии звукозаписи. Многое из нижеизложенного, конечно, будет справедливо и при работе на аналоговом оборудовании, но цифра есть цифра и требует к себе особого отношения.

Тон- генераторы.    Изначально все тон-генераторы имели исключительно аналоговую "начинку", то есть весь процесс образования и прохождения звука от осцилляторов до выходных аудио разъемов строился на основе классической аналоговой схемотехники. Эти синтезаторы и по сей день не утратили актуальности, вне зависимости от музыкальной стилистики. Они, обычно, однотембральны, по MIDI принимают только ноты, подчас ничего не передавая, но качество звука у них выше всяких похвал, поэтому с их "аналоговостью" мы миримся, как и с вокалистами.    Позже, в синтезаторы все глубже стали проникать цифровые элементы и микропроцессоры, звук приобрел цифровую основу, то есть исходный набор волновых элементов состоял из сэмплов, но стандарты на "синтезаторную цифру" зависели от волюнтаризма разработчика, а внешняя аппаратура звукозаписи и микширования не позволяла работать ни в каком другом виде, кроме аналогового. Этим, во многом, обусловлено просто отвратительное качество бортовых ЦАП многих тон-генераторов, выдающих на выходе весь спектр шумов и помех — от родного аналогового "шипения" до интермодуляционных искажений и биений с частотами внутренних задающих генераторов. Попутно замечу, что это даже гораздо в большей степени касалось (и касается) дешевых цифровых эффект-процессоров, работать с которыми зачастую просто невозможно, поскольку выходной сигнал с них напоминает по характеру мультимедийные приложения.    Но, поскольку "машинный парк" такого уровня приборов широко распространен (еще недавно любой уважающий себя аранжировщик в обязательном порядке имел что-нибудь типа Alesis D4, а распространение инструмента TS-10 в нашей стране навевает на мысль о том, что фирма Ensoniq разбогатела именно на поставках в нашу страну), с их существованием приходиться считаться.    Хочу особо предупредить любителей "выкидывать" содержимое таких устройств на дорожки многоканальных устройств записи-воспроизведения — без применения специальных мер каждый звук, выходящий из недр подобного рода приборов, сопровождается помехами и, в дальнейшем, при сведении, суммарный уровень этой "грязи", превышающий все допустимые нормы, не заметить можно только при работе на пультах типа "Электроника". В условиях цифровой студии это превращается в основную проблему, причем гораздо большую, чем запись "живых" инструментов через современный АЦП. Бороться если не со звуком этих устройств, то хотя бы с навеваемыми ими шумами приходится обычными аналоговыми методами: гейтированием пауз, применением денойзеров, отказом от использования встроенных процессоров эффектов и т. д.    У мультитембральных синтезаторов существует еще одна "ахиллесова пята", наличие которой заставляет уменьшать объем одновременно воспроизводимых ими звуков. Это — ограниченное количество внутренних осцилляторов, великолепно отрабатывающих формирование одного-двух тембров, но "захлебывающихся" при формировании нескольких, особенно при недостаточной полифонии прибора.    При такой ситуации необходима или "разгрузка" на многоканальное устройство, или подбор аналогичного тембра на свободном тон-генераторе или сэмплере.    Что касается цифровых выходов, то в новом поколении синтезаторов они используются достаточно широко. Например, Korg Z1 имеет ADAT-интерфейс и даже вход для "Word Clock", другие ограничиваются двухканальным S/PDIF. Если вспомнить программные эмуляторы звука классических аналоговых синтезаторов, типа Rebird и других, работающих на базе не особенно "навороченных" IBM, то при наличии даже достаточно дешевой платы ввода/вывода звука с цифровым интерфейсом, такое устройство достаточно прилично вписывается в концепцию цифровой студии. Сэмплеры    До недавнего времени, понятие "сэмплер" для большинства заказчиков музыкальной продукции ассоциировалось с дороговизной и, следовательно, престижностью. Студия без сэмплера — не студия (на чем будем звуки подбирать?), аранжировщик без сэмплера — просто клавишник (а откуда он звуки возьмет?). И, главное достоинство (особенно при аналоговых магнитофонах) — "в него можно сэмплировать", то есть не заниматься многократным исполнением надоевшей и никак не получающейся музыкальной фразы, типа припева; один раз спел — и порядок. "Отсэмплируют" и "размножат". Правда, с каким качеством? Сначала спели или сыграли на ленту, отсэмплировали через АЦП сомнительного качества, затем снова на ленту переписали, уже через ЦАП, и в результате двукратной переконвертации получили нечто. Мне, в свое время пришлось два года заниматься такой дребеденью на Ensoniq EPS-16, удовольствие ниже среднего, и по роду деятельности, и по результатам.    Со звуками проще, объем выпускаемых сэмплерных библиотек постоянно увеличивается, и при возможности в каждой второй студии осуществлять "нарезку" на CD-ROM, пополнение коллекции звуков — не проблема.    Гораздо интереснее ситуация, связанная с тем, что, в отличие от тон-генераторов, сэмплер, на физическом уровне, является устройством цифровой записи/воспроизведения и может быть (и должен быть) интегрирован в цифровой студийный комплекс.    Сэмплеры первых поколений имели широкий выбор частот сэмплирования, среди них иногда попадались даже знакомые цифры: 44.1 кГц и 48 кГц (вспомним пресловутый Ensoniq EPS-16). Попытавшись впоследствии переконвертировать некоторые старые, но эксклюзивные библиотечные сэмплы с помощью программного обеспечения компьютера, я увидел значения частот сэмплирования, что-то около 31 кГц, причем каждый раз разные. Но это объяснимо. Цифровые интерфейсы у сэмплеров тогда отсутствовали, как класс, из-за "аналоговости" остального оборудования, памяти минимум, разъем SCSI — роскошь.    В какой-то момент ситуация резко изменилась. На сэмплерной арене остались приборы, практически только двух фирм: E-mu и Akai, конкурентоспособность остальных осталась под вопросом. Поэтому все излагаемое ниже будет касаться устройств только этих производителей: Emulator Е-4 (64) и Akai 3000XL, с которыми мне пришлось пообщаться в достаточной мере. По моим наблюдениям, продукция фирмы E-mu больше устраивает аранжировщиков, предпочитающих работать над созданием звука, а Akai — пользователей стандартных библиотек и инженерно-технических работников, к числу которых относится Ваш покорный слуга.    Сразу договоримся — разговор будет идти не о превосходстве звучания одного прибора над другим, это не моя задача, а, исключительно, о некоторых практических моментах их использования.    Любой современный сэмплер в обязательном порядке имеет пару цифровых разъемов, формата S/PDIF или AES/EBU. Во внутренней коммутации цифрового выхода имеется одно ограничение: он всегда запараллелен с аналоговым MAIN OUT, что не всегда удобно. Самым близким "родственником" сэмплера является стоящий в каждой студии DAT- магнитофон. Аудиосинхронизация работает в режиме "self-clock" (см. предыдущую статью) как при записи, так и при воспроизведении. Процесс сэмплирования абсолютно аналогичен записи на DAT, как в аналоговом, так и в цифровом виде. При выборе цифрового входа, сэмплер переключает внутренний генератор несущей частоты сэмплирования (clock) на прием синхроинформации с цифрового входа, записывая звуковые данные в соответствии с ней. Однако, с появлением и широким распространением компьютерных устройств ввода/вывода, применение функции записи в сэмплерах практически сходит на нет, поскольку все операции по обработке и монтажу сэмплов гораздо удобнее производить с помощью разнообразного программного обеспечения на мониторе достойных размеров. Перенос же готовых сэмплов в сэмплер осуществляется по SCSI, MIDI или по старинке — на дискетах. Единственная функция сэмплера, которая иногда имеет актуальность — режим записи на хард-диск, которым добрые разработчики снабдили сэмплер Akai. Помимо того, что данный режим помогает сэкономить ценные мегабайты сэмлерной памяти при использовании длинных музыкальных фраз (вспомним сэмплирование припевов), он позволяет использовать сэмплер в качестве промежуточного устройства копирования цифрового (при желании и аналогового) аудиоматериала. Допустим, требуется создать копию музыкального произведения, записанного на DAT- кассете при наличии одного DAT-магнитофона (а в большинстве студий этот вопрос возникает неоднократно). Нет ничего проще. Сэмплер переводится в режим записи на хард-диск по цифровому входу, с DAT-магнитофона в него "по цифре" сбрасывается необходимая информация, затем производится обратный процесс. Это справедливо для любого внешнего источника аудиоинформации. Правда, существует одно "но". Исходный материал на DAT-кассете может быть в формате 48 кГц. В отличие от DAT-магнитофонов и сэмплеров â Emulator, рассчитанных на работу с несколькими стандартными частотами сэмплирования, сэмплер Akai работает только на 44.1 кГц, предупреждая о приходе сигнала с "неправильной" частотой, к примеру 48 кГц. Но, несмотря на эту "приборную ругань", процесс записи проходит без сучка и задоринки. Парадокс начинается при воспроизведении. Выходной сигнал имеет частоту сэмплирования 44.1 кГц, причем без слышимых изменений сигнала, что свидетельствует о наличии неплохой схемы аппаратного ресэмплинга.    Ныне выпускающиеся сэмплеры E-mu Ultra и Akai серий 5000/6000 имеют возможность подключения опциональных ADAT-интерфейсов, поэтому вопрос полной интеграции сэмплера в цифровой комплекс звукозаписи практически не стоит.    Теперь поговорим о применении сэмплера в студийных условиях. С коммутацией все понятно. Интерес представляют этапы сведения. При наличии серьезной аранжировки, когда сэмплер "ломится" от различных звуков, определенное их количество приходится "сбрасывать" на многодорожеченый носитель. Естественно, это должно происходить в цифровом виде. Поскольку сэмплер не имеет схемы "Word Clock", в процессе "перегонки" он должен работать в режиме "master" (при воспроизведении он всегда находится в данном режиме), а записывающее устройство переводится в режим "slave". Классическая схема "self-clock". Это условие необходимо соблюдать, поскольку MIDI тайм-код, в результате осуществляющий процесс воспроизведения сэмплов, имеет относительно невысокую точность и незачем ее дополнительно увеличивать аудио рассинхронизацией.    MIDI, вообще штука непростая, из-за физики последовательного интерфейса все MIDI-события приходят в различные моменты времени, особенно при большом количестве этих событий. Чтобы уменьшить "болтанку" во времени, особенно при записи инструментов ритм-секции, не жалейте лишние полчаса (тем более за счет клиента) на "скидывание" аранжировки по отдельному тембру за раз, мьютируя остальные дорожки секвенсера. От общего колебания тайм-кода не избавитесь, зато ноты не будут "толпиться" в MIDI-интерфейсе, каждый раз ожидая своей очереди на передачу.    На этапе непосредственно сведения каждый не раз слышал из уст заказчика фразу, типа: "Что-то бочка мне не нравится (бас, малый и т. д.)". Против этого не поспоришь — на дворе век "бочки". Дальнейшие действия персонала студии зависят полностью от их знаний, пристрастий и темперамента. Одни начинают с достоинством вращать ручки эквалайзера (частенько помогает), другие "загоняют" в insert (разрыв) "бочечного" канала компрессор (пульт — цифровой, "бочка" — цифровая, а компрессор — аналоговый, нехорошо), третьи кричат: "Поменяем!". На стол вываливается вся студийная библиотека и, после часа перебора всевозможных "бочек", клиент устало шепчет: "Достаточно, первая в-принципе ничего была, оставим". И все остаются недовольны. Чтобы постараться избежать данной ситуации, необходимо вспомнить физику образования звука в сэмплере (как и в любом тон-генераторе). Одним из факторов, который участвует в создании звука, является огибающая (envelope), действие которой похоже на действие компрессора. Изменяя различные параметры огибающей (атаку, затухание и т.д.), можно подогнать тембр и фазу пресловутой "бочки" под остальную фонограмму, не прибегая к внешним воздействиям. Более того, при аналогичном подходе к созданию аранжировки в целом, можно группировать тембры одного класса и реверберационной зоны на одних и тех же выходных разъемах, не "растаскивая" их по отдельным дорожкам на многоканальном носителе и пульте. Например, практически всю ритм-секцию: "бочку", бас, набор хэтов и тарелок, а также перкуссию, не требующую обработки эффектами, типа ревербератора, можно выводить через одну стереопару (вот и пригодился разъем S/PDIF Out), регулируя относительный уровень громкости каждого инструмента MIDI-контроллерами Volume и Velocity. При наличии в сэмплере встроенного эффект-процессора, остальные элементы ритм-секции (типа малого барабана), требующие обработки, пропускаются через него, и подаются на ту же стереопару. Естественно, такая тщательная проработка исходного материала требует определенных затрат времени, зато результат окупается с лихвой.    Любой сэмплер и синтезатор таит в своих недрах такое огромное количество возможностей не только для создания, но и для видоизменения звука, что порой внешняя подстройка эквалайзерами, компрессорами и т. д. оказывается излишней, следовательно, разгружается процессор пульта, уменьшаются фазовые сдвиги и фонограмма выигрывает в "прозрачности".    Несколько слов об установке уровней цифровых сигналов. Известно, что "цифра" не признает как перегрузок, так и малых уровней. В любом цифровом устройстве, в частности сэмплере, есть параметр, называемый "Headroom". Это, в приблизительном переводе, означает "запас по усилению". При увеличении количества одновременно воспроизводимых сигналов, их суммарный "цифровой" уровень на выходе внутреннего микшера прибора возрастает и, при определенной величине сигнала в пиках (и не только) может произойти цифровое "переполнение" шины, что означает перегрузку со всеми вытекающими отсюда последствиями. Увеличивая Headroom, можно принудительно уменьшить общий уровень сигнала на главной шине, во избежание вышеназванной проблемы.    При записи отдельных тембров на внешнее устройство, наоборот, величина Headroom может быть минимальна, поскольку внутренний микшер прибора обрабатывает только один сигнал, который никогда не произведет перегрузку цифрового канала, а его уровень на выходе будет максимальным. Процессоры эффектов    При работе с внешними эффект-процессорами, применение цифровых входов и выходов (естественно при наличии таковых) просто необходимо. При использовании их бортовых АЦП среднего качества с двух-, трехсветодиодными индикаторами уровня и попытках установить максимальное соотношение сигнал/шум регулятором входного уровня, обязательно будут иметь место кратковременные перегрузки по входу, которые не украшают общую звуковую картину. ЦАП, же, как было сказано, всегда добавляет абсолютно ненужный шум, а длинные реверберационные "хвосты" просто "съедает". Цифровая коммутация таких артефактов не допускает.    Мной был проведен следующий эксперимент.    Магнитофон Alesis ADAT, с записью вокала на одной дорожке и гитары на другой сперва коммутировался с процессором эффектов Quadraverb 2 по классической аналоговой схеме, микшируясь на пульте Mackie 8bus. Затем коммутация была осуществлена по цифровому оптическому кабелю (с выхода ADAT на вход Quadraverb 2), сигнал с обеих дорожек (обработанный и необработанный) пропускался через внутренний цифровой микшер процессора эффектов и выводился через аналоговый выход Quadraverb 2 на тот же пульт Mackie. Разница в полученных результатах окончательно определила мой выбор в пользу "цифры".