Univerza v Ljubljani
Fakulteta za elektrotehniko
Multimedijske komunikacije
Osnove zajemanja in obdelave zvoka za studijske
namene
Mentor: prof. Janez Zaletelj
Predmet: Obdelava zvoka, slik in videa
Študent: Matic Nikola Hering
Vpisna številka: 64070042
Kazalo
1. Uvod ........................................................................................................................................... 3
2. Osnove zajemanja zvoka ............................................................................................................. 4
2.1 Oprema za zajemanje zvoka.............................................................................................. 4
Prostor in akustka......................................................................................................... 4
Mikrofoni, postavitve, stojala in kabli .......................................................................... 4
Mešalna miza in studijski zvočniki ............................................................................... 7
Računalnik in zvočna kartica........................................................................................ 9
1. Uvod
V seminarski nalogi, bom predstavil osnove zajemanja in obdelave zvoka za studijske
namene. Na kratko bom predstavil, kateri so najpomembnejši dejavniki pri zajemu zvoka, kot tudi,
kako zajeti najbolj primeren zvočni signal in karakteristike različnih virov zvoka (glas, glasbila,
ambient...), da bi bil zajeti signal primeren za nadaljno digitalno obdelavo. Predstavil bom tudi
opremo, ki jo potrebujemo za uspešen zajem zvoka v računalnik.
Za digitalno obdelavo zvoka, bom predstavil program Apple Logic Pro, ki deluje na
platformi Mac OSX 10.5.7. Program sam vsebuje odlična orodja za obdelavo zvoka, ki pa so
enostavna za uporabo in predvsem učenje (GUI deluje zelo analogno). Predstavil bom tudi osnove
editiranja, ekvalizacije, odpravljanje šuma in ojačanje signala. Glede na to, da bo seminarska naloga
predstavljena kot predstavitev oziroma predavanje, se pri digitalizaciji zvoka ne bom posebej
ustavljal glede na to, da smo to podrobneje obdelali pri predmetih Postopki obdelave signalov in
Multideijske tehnologije 1 in 2. Ideja predstavitve je, pokazati, kako se dandanašnji zajema in
obdeluje zvočne signale na bolj preprost, zabaven način, rad pa bi predstavil nekaj „trikov“ oziroma
izpostavil določena pravila, ki jih je potrebno poznati pri studijskem delu, ter njihove gibljive meje,
oziroma kdaj in kako jih kršiti.
2. Osnove zajemanja zvoka
Glede na to, da imamo v digitalnem svetu skoraj neskončno možnosti za obdelavo,
spreminjanje in dodajanje filtrov signalom, je kvaliteta posnetka odvisna od samega zajema. Kadar
govorimo o obdelavi kakršnegakoli signala, ki je bil prej zvezne narave, obdelujemo pa ga v
diskretnem svetu, govorimo torej o digitalizaciji. Digitalizacija oz. zajem nekega analognega
signala pa je najprej odvisna od opreme. Dejansko za različne oblike signalov govorimo o različni
opremi, v tej seminarski nalogi, pa bomo govorili o opremi, ki jo potrebujemo za zajem zvoka in
tudi o okolju, ki je potrebno za uspešen zajem zvoka. Glede na to, da perfekten posnetek lahko v
digitalni obliki močno popačimo, žal v obratnem vrstnem redu ne gre. Če zajamemo izjemo slab,
popačen signal, se ga s kasnejšo obdelavo ne da izboljšati do perfektnosti. Da se ga izboljšati le do
neke mere, ampak izgubimo ogromno detajlov in topline, ta pa je pereči problem digitalnih zvočnih
posnetkov. Preveč tako imenovane sterilnosti se ustvari pri snemanju z vidoko resolucijo in visokih
frekvencah, zato dodajamo umeten šum (Dithering), da simuliramo analogne snemalnike, ki so po
naravi bolj topli.
2.1 Oprema za zajemanje zvoka
Opremo, ki jo potrebujemo za zajemanje zvoka lahko na grobo delimo na dva dela, na
analogni in digitalni. Glede na to, da pa se je danes digitalni svet dotaknil že skoraj vseh naprav, se
je težko opredeliti kje je ločnica med tema dvema deloma (dandanes obstaja studijski mikrofon, ki
ga povežemo direktno na računalnik z USB kablom).
Prostor in akustka
Kadar govorimo o prostoru in akustiki, težko rečemo da je to del opreme, še posebej če na
sam prostor ne moremo močno vplivati. Je pa dejstvo, da je akustika prostora prvi faktor pri
uspešnem zajemanju zvoka. Zanimivo pa je tudi dejstvo, da se samo izražanje glasbe začne na tem
prvem koraku. Če si zamislimo simfonični orkester, ki je najbolj akustične narave (potrebuje
primeren prostor; vse filharmonije so osnovane tako, da upoštevajo akustične potrebe takega
orkestra...) in ga preselimo v (skoraj) gluho sobo, bomo slišali nekaj zelo neprijetnega. Vsa glasbila
bodo slišati nenaravna, močneje bodo poudarjene tiste frekvence, ki se hitreje porazgubijo po
prostoru, posnetek pa bo neuporabe, razen če je tak posnetek namen umetniškega izražanja.
Mikrofoni, postavitve, stojala in kabli
Pri zajemanju zvoka se moramo najprej odločiti kateri mikrofon bo primeren za snemanje
določenih glasbil oziroma vokala. Vsako glasbilo ima določene frekvenčne karakteristike, ki jih
oramo upoštevati, prav tako pa tudi glasnostne in prostorske karakteristike.
V studijih se uporablja veliko različnih tipov mikrofonov. Osnovno jih lahko delimo na
dinamične, kondenzatorske, ribbon in piezzo električne. Najbolj uporbljena tipa sta kondenzatorski
in dinamični. Razlika med njima je, da so kondenzatorski precej bolj občutljivi in potrebujejo
fantomsko napajanje. Tako se odločimo naprimer, za snemanje tolkal za dinamični mikrofon, ki ima
frekvenčno karakteristiko srednjih tonov, za snemanje vokala pa uporabimo kondenzatorski
mikrofon, ki ima veliko membrano (po možnosti pa ima predojačevalec na elektronke, kar daje
izjemno topel zvok).
Mikrofon shure sm57 / klasična izbira pri snemanju bobnov
neumann m269 / eden najbolj kvalitetnih mikrofonov na svetu / velika membrana, kondenzatorski
pravilna postavitev mikrofona za snemanje vokala
Glede na tip glasbila, moramo tudi vedeti katere so optimalne pozicije za zajemanje zvoka.
Tukaj se različni tonski mojstri med sabo ne strinjajo, saj je vsak glede na izkušnje prišel do lastnih
zaključkov. Tako se ponavadi izbere tisto varno pozicijo in se od tam naprej premikamo do želenega
mesta, kjer nam zvok, ki ga mikrofon zajame najbolj ustreza. Tukaj se moramo zavedati, da pravil
ni in da se zraven oziramo še na sporočilnost oz. zvrst glasbe.
Pri občutljivejših mikrofonih, ki močno zaznavajo vse vrste vibracij, ne samo tiste, ki jih
sprejme po zraku, temveč tudi tiste, ki se prenašajo po tleh, preko stojala do mikrofona, pa
uporabimo poseben nastavek oziroma držalo za mikrofon, ki ima sredinski del povezan z zunanjem
preko elastik, ki ublažijo kakršnekoli neželene vibracije (na sliki pri kompletu Neumann).
Glede na to, da kabel sam deluje kot neke vrste antena, moramo poskrbeti, da pri snemanju
uporabljamo kakovostne kable, ki so odporni na zunanje motnje, ki pa tudi sami ne ustvarjajo šuma.
Mešalna miza in studijski zvočniki
Mikrofon, ki ga uporabljamo za zajem zvoka preko kabla povežemo z mešalno mizo, ki ima
fantomsko napajanje in različne filtre. Glede na to da se nahajamo v digitalni dobi, je tak način
zajemanja zvoka že zastarel, ponavadi se kar uporabi zvočno kartico, ki vsebuje predojačevalnik za
mikrofon in pa fantomsko napajanje. Na tak način se izognemo morebitnim šumom, ki jih proizvaja
mešalna miza. Tiste bolj kavalitetne mešalne mize, pa imajo tako kakovosten zvok, da ponavadi kar
na njih naredimo kompleten mix in samo zajamemo v računalnik stereo signal.
Mešalne mize Studer imajo ponavadi zlate potenciometre in veljajo za ene najbolj kvalitetnih
analognih mešalnih miz.
Nepogrešljiv člen pri zajmanju zvoka so studijski zvočniki, ki nam omogočajo monitoring.
To pomeni, da na njih nastavimo glasnost, barvo zvoka (ekvalizacija), prostorsko rasporeditev
(mono, stereo, surround) in pa mix oziroma mastering. Obstaja ogromno različnih tipov zvočnikov.
Ponavadi se v studijih uporablja od tri do 5 različnih tipov zvočnika in to zato da se kontrolira
približno kako je slišati na različnih tipih zvočnikov. Tako imajo od zelo majhnih zvočnikov do
ozvočenja. Velja pa neko tiho pravilo, da idealnih zvočnikov ni (najbolj linearni in realni) zato je
bolj pomembno da zvočnike dodobra spoznamo in se navadimo delati na njih. Potem ko poznamo
njihovo optimalno delovanje, lahko nekako predvidimo, kako bo slišati naš izdelek še na drugih
tipih zvočnikov.
Zvočniki Event Ps6, moja izbira studijskih zvočnikov
Zelo pomembna je tudi pravilna akustična opremljenost kontrolne sobe, v kateri imamo ponavadi
računalnik in zvočnike, pomambna pa je tudi postavitev zvoočnikov, ki mora nekako med dvema
zvočnikoma in našo glavo tvoriti enakostranični trikotnik.v sobi moramo paziti, da ne prihaja do
odbojev zvoka od sten in da v kotih nastavimo tako imenovane bass-trap panele.
Računalnik in zvočna kartica
Računalnik, ki ga uporabljamo za studijske namene, mora biti dovolj zmogljiv, torej mora imeti
dovolj prostora na diskih, obilo delovnega spomina in pa po možnosti vsaj štiri jedrni procesor.
Glede na program, ki ga bomo uporabljali za oblikovanje zvoka, se potem odločamo, kateri tip oz
kakšna sestava računalnika nam najbolj ustreza.Ponavadi se v studijih odločajo kar za že narejene
workstation-e, kot je naprimer apple macpro.
Pri iybiri yvo;ne kartice pa miramo biti še posebej previdni. Dandanes na tržišču lahko dobimo
obilo zvočnih kartic, ki pa se cenovno zelo razlikujejo. Temu primerna je tudi razlika v kvaliteti
zajema in kasnejšega oblikovanja zvoka.
Kljub temu, da so tiste res kvalitetne bile najprej narejene za velike studijske sisteme, se je s
pojavom zmogljivih prenosnikov pojavil tudi trend mobilnega snemanja in oblikovanja zvoke. To je
pomembno predvsem za tiste izvajalce, ki predežno delujejo v elektronski glasbi in nimajo potrebe
po večkanalnem zajemanju zvoka.
V zvočni kartici se nahajajo komponente, ki skrbijo za AD/DA pretvorbo signala,
predojačevalnik za mikrofon, izhodne enote za zvočnike, midi in in out, nekatere pa imajo tudi
module za zvočne efekte kar že vgrajene v zvočno kartico, da tako razbremenijo procesor
računalnika. Tako vidimo, da se večina procesa zajemanja in oblikovanja zvoka nahaja v zvočni
kartici, razen shranjevanja in procesiranja, ki pa je delo računalnika.
Zvočna kartica Apogee duet, manjša različica visoke kvalitete
Apogee symphony najdemo v marsikaterih profesionalnih studijih
Program za zajem in oblikovanje zvoka
Na tržišču najdemo kar nekaj podjetij, ki nudijo vrhunske programske pakete za oblikovanje zvoka.
Nekatere so se celo specializirale tako programsko kot tehnološko in lahko njihove programe
uporabljamo samo z njihovo tehnologijo. Zelo znan primer je digidesign ProTools.
DIGIDESIGN Protools 24 MIX
V tej seminarski bon na kratko predstavil program Apple Logic Pro 8, ki ga lahko uporabljamo
samo na računalnikih Mackintosh podjetja Apple. Programski paket Logic Studio je sestavljen iz
mnogih programov in ogromnih knjižnic.
Embalaža Logic Studio
delovno okolje programa Logic Pro 8
Program logic Pro 8 najdemo v mnogih studijih širom po svetu. Je zelo kvalitetna aplikacija, ki ima
ene najboljših algoritmov za oblikovanje zvoka, ima zelo prijazen uporabniški vmesnik in tudi
navigacija po različnih podoknih je zelo enostavna. V temu programu najdemo vse kar potrebujemo
za kvalitetno oblikovanje zvoka. Zvok lahko zajemamo in oblikujemo v vseh standarsnih
resolucijah (do 192kHz vzorčenje in 24 bit resolucija), lahko zajemamo in oblikujemo MIDI zvočni
zapis, ki nam ga program lahko tudi izpiše v notnem zapisu, Lahko podobneje obdelujemo zvočne
datoteke in ima tudi zelo impresivno simulacijo mešalne mize. V temu programu lahko ustvarimo
zelo kakovosten posnetek in ga primerno zvočno opremimo (obrežemo, ekvaliziramo,
kompresiramo, dodajamo zvočne efekte), dodajamo nove MIDI steze na katerih lahko na MIDI
zapis dodamo različne virtualne inštrumente, ki so že dodani v programu, nekateri pa še v paketu
Logic Studio. Ko končamo oblikovanje zvoka, prostorsko postavimo primerno vse steze, poskrbimo
za pravino razmerje jakosti lahko vse skupaj stisnemo v eno stereo zvočnio datoteko, ki je
pripravljena za mesterizacijo.Pri masterizaciji poskrbimo, da so vse jakosti med različnimi pesmimi
albuma nekje enako glasne, da so narejeni track-marki, če med psemimi ni pavze, da je ekvalizacija
primerna za predvajanje na vseh možnih zvočnikih. Tako smo zaključili zajem in obdelavo zvoka v
studijske namene.
Obrezovanje zvočnega posnetka
Spektralna analiza in izenačevalnik EQ
Izjemno kvaliteten konvolucijski reverb Space Designer
Virtualni inštrumenti, kijih najdemo v programu Logic Pro8