СЕКРЕТ  АНАЛОГОВОГО ЗВУКА

В сети существует множество рассуждений по сравнению цифрового и аналогового звука. От статьи к статье или от видео к видео эксперты различных уровней, музыканты и энтузиасты синтеза спорят, что же лучше — цифра или аналог? Одни уверяют, что цифровые инструменты аналоговым не чета и спор окончен, другие склонны находить баланс между двумя типами инструментов, беря лучшее и там и там.

Если провести слепой тест и прослушать одну и ту же волновую форму, созданную VST-синтезатором и аналоговым, то с большой долей вероятности многие из нас выберут аналоговый сигнал. Некоторые описывают аналоговый сигнал как более живой, тёплый и приятный слуху. Но почему нам в итоге нравится больше именно аналоговый звук? Что делает его таким особенным и привлекательным, что даже те, кто не разбирается в звуке и оборудовании, предпочтут аналог цифре?

Так происходит в первую очередь потому, что для наших ушей аналоговый звук более естественен, так как по звучанию напоминает живые инструменты с их богатыми обертонами и изменчивым звуком.

Одна из особенностей нашего мозга в том, что он очень быстро привыкает и различает любые закономерности или повторения. То есть мы слушаем сигнал, а в этот же момент бессознательно ждем, когда же что-то изменится. Это объясняется тем, что на протяжении сотен лет слух выполнял эволюционно защитную функцию: наши предки на слух определяли приближение врагов или хищника, искали себе пропитание, определяли погодные изменения и многое другое. Поэтому такой “подвижный” звук из аналогового оборудования вызывает у нас интерес, каждое микро-изменение дает нашим ушам зацепиться и прислушиваться даже людям с неподготовленным слухом.

В то же время, когда мы слушаем цифровой сигнал 5, 10, 20 сек, а изменений нет, мы сразу же устаем от прослушивания, нашему мозгу становится скучно.

« Представьте себе настоящий костер, который горит в лесу. Сколько событий происходит с этим костром за секунду? Бесконечное количество изменений, разнообразие языков пламени и цвета огня. А теперь, представьте цифровой камин, который тоже неплох, но, в отличии от живого и настоящего костра, это копия, созданная алгоритмами. После некоторого времени созерцания такой копии, мы рано или поздно увидим повторения, последовательности и закономерности и уже через некоторое время нам перестанет быть интересен этот камин, нам попросту станет скучно. Но в случае с живым костром ситуация иная. Живой костер не имеет повторений и это будоражит наш мозг, мы просто не можем найти последовательность и поэтому мы не теряем интереса. Проще говоря, чтобы нашему мозгу было интересно, очень важны изменчивость, непостоянство и разнообразие изучаемого объекта. »

Евгений Чигарёв

музыкальный продюсер, саунд-дизайнер

Давайте попробуем разобраться, почему до сих пор, несмотря на то, что технологии ушли далеко вперед, имеются эмуляции практически всех живых аналоговых инструментов, многие специалисты раз за разом возвращаются к аналоговому оборудованию и активно его используют. И выясним, в чем же разница между аналоговым и цифровым звуком на примере KORG MS-20 и популярного Serum.

Аналоговый синтезатор KORG MS-20

Основные особенности

Аналоговый сигнал генерируется путем подачи тока на электросхему оборудования. Ток в сети, как мы знаем, является переменным и значения напряжения изменчивы. Цифровой же сигнал складывается из некоторого числа сэмплов в секунду (sample rate), что ограничивает возможности сигнала, но обеспечивает постоянство частоты и амплитуды. Так, например, эквалайзер в нашей DAW воздействует только на семплы в выбранном диапазоне частот по определённому алгоритму, которые мы выбрали, но не влияет на весь сигнал, что в итоге нам дает холодный и резкий звук. В тоже время аналоговый эквалайзер будет влиять на весь сигнал, обогатит его сатурацией и окрасит общее звучание.

Отличие цифрового и аналового сигналов

Разницу между аналоговым и цифровым звуком хорошо демнострирует модуляция резонансного фильтра. Послушайте, как при изменении частоты среза звук шагает у Serum,  а у Korg это проиходит более плавно с небольшой окраской.

Рассмотрим основные особенности аналогового сигнала и на какие характеристики звука он благотворно влияет.

1. Сатурация

Сатурация (или искажения) — один из феноменов аналогового звука. После прохождения через аналоговую электросхему к сигналу добавляется множество высоких гармоник, что принято называть окрашиванием звука. Проще говоря, после сатурации появляется множество копий сигнала в более высоких частотах. Этот феномен давно эмулирован в цифровых плагинах, но проблема в том, что когда созданные алгоритмом копии сигнала превышают частоту дискретизации 44.1 кГц или 48 кГц, то они возвращаются обратно уже в виде артефактов и создают резкую окраску. Некоторые разработчики решают проблему используя oversampling, чтобы немного поднять потолок для цифрового сигнала.

Вообще любое аналоговое оборудование, будь то компрессор, эквалайзер или синтезатор, не просто сатурируют сигнал на выходе. Сатурация происходит в каждом его элементе или модуле — в осцилляторах, фильтрах, огибающих, ручках громкости, резонанса, среза.

2. Громкость

Еще одно достоинство аналогового оборудования заключается в том, что оно имеет возможность чисто физически преодолеть 0 дБ, т.к. уровень сигнала, например в аналоговых синтезаторах, компрессорах или лимитерах, зависит от подаваемой мощности электрического тока и не ограничен алгоритмами. В то время как на цифровом оборудовании при перегрузе мы получим клиппинг сигнала с сильными искажениями, неприятными слуху. Дело в том, что когда цифровой сигнал достигает уровня 0dB, пик этого сигнала срезается, что влечет за собой резкий, холодный звук. Аналог же позволяет эти пики не обрезать, а просто немного прижать с красивой и натуральной сатурацией. Это создает приятный, мягкий и полный звук с плавными транзиентами.

3. Непостоянство сигнала

Сигнал, формируемый на любом аналоговом оборудовании зависит от множества деталей — напряжения сети, качества пайки и даже от окружающей температуры. Поэтому такой звук никогда не будет одинаковым, он будет незначительно, но изменяться, не говоря уже о том, что на большинстве аналоговых инструментов нет возможности сохранять пресеты (настройки), а все параметры выставляются ручкой настройки на слух. И, так как каждый параметр в электронной схеме регулируется подаваемым напряжением, любое значение, например, уровень выходного сигнала, будет также колебаться в пределах 0,1-2%. В то время как цифровой синтезатор будет выдавать точные и статичные значения любых параметров.

Например, в цифровых синтезаторах волновая форма будет чёткой и постоянной, c прямыми линиями и углами. А в аналоговых углы волн сглажены, линии неровные, частота с некоторыми флуктуациями, дополнительными гармониками помимо базовой частоты и сопутствующими шумами, генерируемыми электрической цепью.

Вот, например, как отличаются волны по звучанию в Korg MS-20 и Serum. Обратите внимание на характер звука, как он меняется в аналоговом синтезаторе и как звучит на цифровом. На ролике с квадратной волной вы еще можете услышать плавный переход от квадратной волны к пилообразной на Korg.

Пилообразная волна

Треугольная волна

Квадратная волна

Далее, ADSR огибающая тоже не будет абсолютно линейной в аналоговом синтезаторе. Четкие переходы и углы как в цифре отсутствуют, поэтому любая запрограммированная модуляция будет происходить плавно и с миниатюрными отклонениями в значениях, что тоже значительно оживляет звук.

Практически всё в аналоговых электрических схемах нелинейно, изменчиво и непостоянно. Так, срез цифрового фильтра будет иметь чёткие черты, постоянный подъём и ровный резонанс. Аналоговый же будет обогащать звук дополнительными гармониками за счет неправильных линий и опять же добавлять немного шума. Плюс ко всему, даже при выставленном значении частоты среза она тоже будет изменяться в пределах 0,1-2% из-за нестабильности компонентов электросхемы и внешних физических условий.

4. Шумы

Температура схемы, её возраст и конструкция напрямую влияют на звук. Чем выше температура и возраст резисторов, транзисторов, конденсаторов — тем больше шума будет в генерируемом сигнале. Причем этот шум также влияет и на огибающую, которая будет модулировать различные параметры с микроколебаниями и отклонениями.

5. Высота тона

Одним из основных различий именно между цифровыми и аналоговыми синтезаторами является разница в генерации высоты тона сигнала. Например, если задать ноту До на Korg MS-20 с пилообразной формой волны, то посмотрев в осциллоскоп, мы заметим незначительные колебания по питчу у каждой гармоники. Если же взять эту ноту в Serum, то мы таких колебаний там не увидим, т.к. алгоритм плагина чётко задает необходимую частоту.

Все потому, что когда мы играем на миди-клавиатуре, то наша DAW получает точное цифровое сообщение от том, какую ноту воспроизвести — D0, B9 или C#7. В аналоговом синтезаторе тон генерируется, как мы уже выясни-

ли, с помощью подачи напряжения электрического тока. Нота такого осциллятора физически не может держать абсолютный тон на одном уровне, поэтому всегда присутствуют некоторые колебания по питчу в рамках 0,1%, что практически не улавливается на слух, но опять же за счет органичного детюна придает окрас выходному сигналу. Так, например, при воспроизведении двух осцилляторов в унисон получается более “жирный” массивный звук, богатый гармониками, как во многих аналоговых драм-машинах. Постоянная флуктуация тона тоже значительно влияет на нашу симпатию к аналоговому звуку, предоставляя непрерывный поток вариаций.

Заключение

Мы с вами выяснили некоторые различия между аналоговым и цифровым сигналом, попытались обосновать некоторые явления. Но что же получается в остатке — стоит ли бежать и тратить баснословные суммы (а они правда такие) на покупку аналоговых инструментов и полностью переходить на железное оборудование?

Как и во всем, здесь тоже стоит соблюдать баланс. Профессиональные музыканты, звукорежиссёры и композиторы чётко знают, что может им предложить аналог, какие проблемы он может привнести в рабочий процесс, а что улучшить. Мастерство заключается в умелом сочетании цифровых и аналоговых инструментов. То есть не стоит использовать аналоговый компрессор только потому, что он аналоговый. Вы должный чётко себе представлять, как он повлияет на звук, изменит окраску, и нужно ли это вам.

« Я использую эквалайзер Pultec, и по сравнению с плагином он даёт более яркую картинку без замыливания, так как при обработке плагинами так или иначе происходит задержка на той частоте, которую мы затронули, и в итоге эти задержки производительности влияют на звук. В случае с аналогом у нас полностью отсутствует компьютер, т.е. посредник на выходе сигнала, и, следовательно, звук получается чистый и с компрессией. Похожая ситуация с аналоговым компрессором. С хорошей лампой внутри он жмет намного мягче и приятнее, чем даже самая лучшая цифровая эмуляция.»

Евгений Чигарёв

музыкальный продюсер, саунд-дизайнер

Зачастую можно услышать, что цифровой сигнал — неестественный, статичный, ограниченный, точный. А аналоговый — тёплый, живой, непостоянный, органичный. В некоторой степени это правда, но всё-таки стоит держать в уме, какие технологии нам предлагает современная программная среда: таблично-волновые и гранулярные синтезаторы, сэмплеры, модульные системы обработки и многое другое.

Нам, как специалистам по звуку, музыкантам, микс-инженерам и просто творческим людям необходимо правильно использовать в своих работах все имеющиеся инструменты, не ограничивая себя никакими предрассудками. И тогда у вас точно получится тот самый звук!

старт 19 января 2024
Онлайн-курс предназначен для музыкантов, которые хотят научиться создавать свои уникальные музыкальные звуки и инструменты. Вы выйдете на новый уровень продюсирования и повысить свою конкурентоспособность в сфере саунд-дизайна. Результатом ваших трудов по окончании станет итоговая работа, которую вы смело можете использовать для портфолио.

 МУЗЫКАЛЬНЫЙ 
САУНД-ДИЗАЙН

старт 19 января 2024
Онлайн-курс предназначен для музыкантов, которые хотят научиться создавать свои уникальные музыкальные звуки и инструменты. Вы выйдете на новый уровень продюсирования и повысить свою конкурентоспособность в сфере саунд-дизайна. Результатом ваших трудов по окончании станет итоговая работа, которую вы смело можете использовать для портфолио.
XSSR ACADEMY © 2022