19. Цифровые ревербераторы
Реверберация (от латинского re-verberatus, "повторный удар") - это процесс продолжения звучания после окончания звукового импульса или колебания благодаря отражениям звуковых волн от поверхностей. Для практического измерения времени реверберации было предложено измерять время, за которое уровень затухающего (реверберирующего) сигнала уменьшается на 60 дБ. Еще один параметр - диффузность, или спектральная неравномерность. Она определяет неравномерность АЧХ реверберации в частотной полосе в 1 Гц. Чем больше этот параметр, то есть чем более неравномерна АЧХ - тем плотнее, насыщеннее реверберационный отзвук, и тем менее он тонально окрашен. В естественной реверберации происходит сложение множества сигналов, имеющих различную задержку, поэтому количество пиков и провалов в результирующей АЧХ будет расти. В силу случайности процесса сложения пиков и провалов отдельные элементы аппроксимируются, становятся незаметными для слуха, и сам "реверберационный хвост" становится плотным и ровным. Именно возможность наиболее точно воссоздавать этот процесс электронным образом и отличает звучание высококачественных приборов от более простых и дешевых.
цифровые ревербераторы. Основой "машины" обработки является многоотводная цифровая линия задержки, на которую подается оцифрованный входной сигнал. Несмотря на то, что в паспортах на устройства указаны сотни видов реверберации, число основных типов алгоритмов в каждом приборе невелико, не более пяти.
Для удобства пользователя в программах заложены основные характеристики разных помещений, от маленьких комнат до огромных залов и пещер. Отдельно заложена информация о структуре ранних отражений, отдельно - о собственно реверберационном хвосте. Изменение параметров звучания также производится раздельно для этих двух групп.
Одним из важнейших параметров является Рге-Delay (предзадержка) - временной интервал между приходом к слушателю прямого сигнала и появлением самого первого отраженного сигнала.
Еще один важный параметр - характер затухания ранних отражений, выражающийся в огибающей.
Не менее важна и диффузность.. создается путем увеличения количества самих отражений. Каждый импульс как бы распадается на гроздь из нескольких близко расположенных.
Реверберационный "хвост" получается путем подачи задержанного выходного сигнала повторно на вход, в результате возникает последовательность затухающих во времени повторений исходного сигнала. Этот процесс регулируется параметром Decay, или Rev Time (время реверберации).
Технологически прогрессивным и самым современным видом искусственной реверберации является свертки (convolution) с импульсным откликом помещения. Одним из первых популярных программных модулей, реализующих эту функцию, был Sonic Foundry Acoustic Modeler. Он мог загружать в качестве "импульсов" обычные WAV-файлы и сворачивал с ними входной сигнал.
зная реверберационный отклик комнаты на щелчок единичного импульса, можно вычислить реверберацию для любого сложного сигнала.Как получить импульсный отклик системы для использования в программе-ревербераторе? Если речь идет о цифровом ревербераторе, то достаточно подать на него единичный импульс, сгенерировать который позволяет большинство звуковых редакторов, и записать результат. Если речь идет о реальном помещении, то данный метод сталкивается с серьезными ограничениями воспроизводящей и записывающей аппаратуры: громкоговорители и микрофон должны обладать ровными АЧХ и ФЧХ, а комната не должна иметь шумов, чтобы реверберационный отклик не потонул в них. Второе из этих требований, как правило, недостижимо для залов, акустику которых предпочтительно "записывать" в присутствии зрителей. часто использовались звуки хлопков в ладоши, стартовых пистолетов К сожалению, все эти звуки довольно далеки от единичного импульса Наиболее современный метод получения импульсных откликов помещений также использует метод деконволюции, но в качестве тестового сигнала выступает скользящий тон. Из записанного отклика помещения можно отфильтровать гармонические искажения, т.к. они будут всегда находиться на частотах выше тестового сигнала, а интересующая нас реверберация - ниже (в силу возрастания частоты по времени). Кроме того, для улучшения соотношения сигнал/шум можно увеличить амплитуду низкочастотной части тестового сигнала и учесть это в процессе деконволюции. Таким образом, с данным тестовым сигналом удается хорошее соотношение сигнал/шум в получаемом импульсном отклике.
Еще один метод получения ("синтеза") импульсов - компьютерная трассировка "звуковых лучей" в моделируемом помещении.
Вычисление свертки
вычислять свертку можно с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT) Однако блочный подход при FFT-обра-ботке вносит в обрабатываемый сигнал задержку (latency), равную длине ядра свертки (импульса). Существуют различные методы уменьшения задержки при FFT-свертке с помощью разбиения ядра свертки на части (partitioning), позволяющие уменьшить задержку до сотни миллисекунд практически без повышения вычислительной сложности.
Модификации импульса
Современные ревербераторы позволяют пользователю изменять имеющиеся импульсы для достижения нужного звучания реверберации. Простейшей модификацией, позволяющей уменьшить время реверберации, является укорочение импульса. Многие ревербераторы позволяют изменять относительный уровень ранних и поздних отражений, а также задержку ранних отражений.
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.
