Technika nahrávání – ekvalizér
V dnešním článku si povíme něco o jednom z nejmocnějších nástrojů, které se využívají v hudebních studiích. Řeč bude o ekvalizéru neboli frekvenční úpravě audio signálu. S jeho zjednodušenou verzí – basy, středy, výšky – se v životě setkal snad každý. Jak přesně ale hardwarový či softwarový…
V dnešním článku si povíme něco o jednom z nejmocnějších nástrojů, které se využívají v hudebních studiích. Řeč bude o ekvalizéru neboli frekvenční úpravě audio signálu. S jeho zjednodušenou verzí – basy, středy, výšky – se v životě setkal snad každý. Jak přesně ale hardwarový či softwarový ekvalizér funguje?
Hudební spektrum
Abychom pochopili, jak ekvalizér funguje a k čemu nám slouží, je třeba vědět, z čeho se skládá zvuk. Ať už nástroj či hlas, každý má své uchem slyšitelné frekvenční spektrum mezi 20 Hz a 20 kHz. To znamená, že vydává mechanické kmity s vlnovou délkou od 1,7 cm do 17 m. V rámci spektra najdeme základní frekvenci, která nám určuje výšku tónu, a dále od ní odvozené vyšší harmonické frekvence, které nám určují zabarvení tónu a jsou charakterizující pro daný nástroj.
Frekvenční spektrum se také dělí na různá pásma. Ve zjednodušeném dělení rozeznáváme:
Rozdělení do těchto čtyř pásem není nijak striktně dané, proto vždy uvádím pouze přibližný kmitočet. Každý člověk také vnímá rozdělení trochu jinak. Někdy se setkáme s ještě podrobnějším dělením, které rozděluje basy i výšky na více pásem.
Jak jsme si řekli v
, ve studiu snímáme zvuk různými typy mikrofonů, z různé vzdálenosti a z různé pozice. To nám podstatným způsobem také mění frekvenční zabarvení nahraného signálu, tedy vyšší harmonické frekvence. Ne vždy se povede nasnímat zvuk tak, aby byl věrný, vyrovnaný a zapadl do zbytku nahrávky. Proto jsou potřeba určité korekce frekvenčního spektra.
Co je to ekvalizér?
Ekvalizér (někdy se můžeme též setkat se starším pojmem
korekční zesilovač
) je zařízení, které nám zesílením či zeslabením určitého pásma umožní korekci frekvenčního spektra neboli ekvalizaci zvukového signálu. Přitom se nemusí nutně jednat o pásma, která jsme popsali v předchozí kapitole. Na základě typu ekvalizéru je dnes možné upravovat prakticky libovolně velký nebo naopak malý frekvenční interval.
Ekvalizér a jeho historie
Historie prvních audio ekvalizérů sahá do období okolo roku 1870, kdy se využívaly harmonické telegrafy. Ty přenášely po jedné lince vícero zpráv vytvářením elektrického signálu pomocí elektromechanických jazýčků s odlišnou frekvencí. Na přijímací straně linky pak byl laditelný jazýček, který umožňoval volbu mezi příslušnými frekvencemi – zprávami.
Další využití přišlo s rozšířením prvních telefonních sítí. Čím delší byla telefonní linka, tím větší nastal útlum signálu na vysokých frekvencích. Ty bylo pak nutné příslušně zesílit, aby nedocházelo k znehodnocení signálu. Bystřejší již tuší, že Bellovy laboratoře byly opět velkými průkopníky v této oblasti.
V rámci boomu filmového průmyslu okolo roku 1930 vyvstala potřeba frekvenční úpravy ozvučení kinosálů, a proto se začaly používat první nastavitelné ekvalizéry podle návrhu Johna Volkmanna. Přímo pro účely hudebního průmyslu se začaly ekvalizéry ve dvoupásmové podobě (basy a výšky) objevovat od roku 1949 u gramofonů.
V padesátých a šedesátých letech rostly ekvalizéry na popularitě a začaly se využívat prakticky ve všech audio zařízeních na úpravu, přenos a reprodukci signálu. Postupně se filtrační obvody vylepšovaly a bylo možné zesílení či zeslabení signálu v čím dál užším pásmu. To vedlo k návrhu grafického ekvalizéru.
V sedmdesátých a osmdesátých letech se pak vynořily první digitální varianty ekvalizéru. Prvními průkopníky byly firmy Yamaha a Roland. Odtud už to pak nebylo daleko k prvním čistě softwarovým variantám, které se rozmohly s nástupem a rozšířením výpočetní techniky.
Typy filtrů
Ekvalizéry využívají ke korekci frekvenčního spektra tzv. filtry. Těch známe několik druhů podle toho, jakým způsobem a jak velké pásmo zesilují.
Hi-Pass
filtr nám od určité nastavené frekvence směrem k nižším frekvencím signál potlačuje; k němu opačný je
Low-Pass
filtr, který potlačuje signál od určité frekvence směrem k vyšším.
Filtr typu
shelv
se chová obdobně jako předchozí zmíněné. Nastavíte u něj ale zesílení i zeslabení od určité frekvence směrem k vyšší nebo nižším. Filtr typu
band
má nastavitelnou středovou frekvenci, nastavitelné zesílení či zeslabení a takzvaný Q faktor, který nám, velmi zjednodušeně řečeno, určuje šířku intervalu okolo středové frekvence, ve kterém filtr působí. Pod něj spadá i filtr typu
notch
, který je vysoce selektivní a v ideálním případě nám ze signálu vysekává pouze jedinou frekvenci.
Všechny výše zmíněné typy filtrů obsahují softwarové ekvalizéry v podobě pluginů do DAW (digital audio workstation – software pro zpracování audia). U hardwarových verzí nalezneme většinou jeden až dva typy filtrů.
Rozdělení ekvalizérů
Ekvalizéry dělíme na hardwarové a softwarové. Hardwarové se dále dělí na čistě analogové, které upravují zvukový signál přímo, a digitální, které zvukový signál vzorkují a následně zpracovávají pomocí složitých matematických funkcí. Také je rozdělujeme i podle možností nastavení na:
Tónovou clonu
najdeme typicky u elektrické kytary, zde je většinou jednoduchý filtr složený pouze z pasivních součástek, který nevyžaduje externí napájení. To ale znamená, že vybraná pásma pouze potlačuje, nikoli zesiluje.
Dvoupásmové ekvalizéry
, případně tří až čtyřpásmové ekvalizéry, bude většina z nás znát. Jsou součástí nástrojových aparátů, zesilovačů, Hi-Fi věží atp. Používají se většinou filtry typu shelf, případně band pro středy s fixně nastaveným Q.
Vícepásmové grafické ekvalizéry
využívají pro ovlivnění signálu místo otočných potenciometrů táhla. Těch může být 15 nebo 30 a každé táhlo ovlivňuje stejně velkou část spektra. Používají se tedy filtry typu band s pevně nastaveným Q. Tento ekvalizér má výhodu, že jeho nastavením a pozicí táhel přehledně vykresluje graf nastavení pro celé spektrum.
Parametrické ekvalizéry
mají největší možnosti nastavení jednotlivých filtrů. Na počet je jich sice méně (běžně 3 – 8 pásem), dá se však detailně nastavit jak zesílení či zeslabení, tak i středová frekvence a šířka pásma.
Toto dělení platí především pro hardwarové ekvalizéry (v racku, mixážním pultu, efektové krabičce, digitálním signálovém procesoru). V případě softwarových ekvalizérů můžeme samozřejmě narazit na všechny výše zmíněné, narazíme ale i na parametrický ekvalizér s neomezeným počtem pásem (například plugin ReaEQ od firmy Cockos, který je součástí softwaru Reaper).
Práce s ekvalizérem
Hlavní úlohou ekvalizéru v hudebních studiích je korekce audio stopy ve frekvenčním spektru ve prospěch mixu a prosazení stopy mezi ostatními. Ukažme si příklad na velkém bubnu. U toho můžeme posílit nižší basové frekvence (kde se nachází základní tón bubnu), nebo naopak trochu potlačit pásmo mezi 200 a 1000 Hz, kde tak uvolníme místo kytaře a odstraníme nechtěné rezonance. Poté úzkým filtrem vyzdvihnout mlaskavou „tečku“, která se nachází někde mezi 3 – 5 kHz a nakonec aplikovat Low-Pass filtr, abychom uvolnili místo činelům a odstranili vysokofrekvenční šum.
Práce s ekvalizérem rozhodně není nic triviálního a dobrých výsledků se dosahuje až se zkušenostmi. Je třeba dobře vytrénovaného ucha a znalosti frekvenční spektra jednotlivých nástrojů, abychom věděli, které frekvence umožní prosazení nástroje a jak nástroje dohromady poskládat. Zde je však na místě také říci, že ne vždy je ekvalizér pro úpravu stopy nezbytný. Obecně by mělo být snahou úpravy ekvalizérem omezovat na minimum, a to kvalitním nástrojem (a hráčem),
, jeho vzdáleností a pozicí vůči nástroji, akustikou místnosti a dalšími možnostmi, jak ovlivnit samotný proces nahrávání.
Ekvalizér můžeme také využít kreativně jako efekt. Když například u vokální stopy ořežeme spektrum na 200 – 4000 Hz, získáme telefonní hlas. Když ho ještě proženeme nějakým zkreslením a delayem, může nám vzniknout hezký megafon.
Jak přesně s ekvalizérem pracovat, abyste dosáhli při mixu co nejlepších výsledků, a jaké jsou studiové triky na efektivní a rychlou detekci rušivých elementů ve spektru stopy, to si povíme zase někdy příště. Zatím se můžete podívat na velmi poučné a hezky zpracované výukové video od kolegy Jana Zázvůrka o práci se softwarovým ekvalizérem v prostředí DAW.
Autor
Petr VeselýZvukař na volné noze se vskutku velkým domácím studiem a kytarista v kapelách Je na malinách a Pilot Study.
Všechny články autora →
