О том, как пользоваться звуковой картой, написано множество книг и статей, в том числе и на нашем сайте. Однако, на этот раз речь пойдет не о том, что уже и без того известно каждому постоянному читателю раздела Мультимедиа, а о том, что называется практикой цифровой звукозаписи. Наверняка любой владелец мультимедийного компьютера рано или поздно приступает к этой увлекательной деятельности. Собственно, для этого (и не только) компьютер и приобретают. Тем не менее, процесс этот не столь прост, и нужно иметь некоторый навык для достижения максимального качества. Цель этой статьи — дать читателям сайта (и владельцам SB Live! среди них в частности) некоторые полезные рекомендации в этой области, которые по тем или иным причинам не освещены в прессе или Сети должным образом.
Начну с того, что в свое время передо мной встал вопрос сведения моей кассетной фонотеки в MP3 файлы, и я вынужден был потратить не одну ночь для того, чтобы сделать процесс перегона аудиоинформации в компьютер по возможности более качественным и более универсальным для большинства аудиозаписей. Скажу сразу, несмотря на солидный опыт звукозаписи (и аналоговой и цифровой), это, на первый взгляд, невинное занятие потребовало у меня мобилизации многих сил и знаний.
Однако, пользователь приличной звуковой карты совершенно не обязан (как я) иметь высшее радиотехническое образование, и все же, достойное качество полученной записи требовать вправе. Считаю своим долгом дать аудитории тот самый минимум информации, который, надеюсь, избавит многих от неприятностей, связанных с оцифровкой аудио (таких как помехи, наводки и т.д). Полагаю, что некоторые сведения в этом материале будут полезны и опытным пользователям. Для того чтобы не выйти за рамки приличия, скажу также, что все написанное ниже — результат обобщения опыта многих людей, но, конечно же, не претендует на истину в последней инстанции. Обоснованная критика от читателей — это всегда хорошо! (Свои отзывы на статьи можно писать и в нашу конференцию О материалах сайта).
Общие замечания
Наиболее часто пользователям мультимедиа приходится оцифровывать следующие источники:
Виниловые пластинки. Здесь главное — хороший проигрыватель и предусилитель-корректор (тот, что встраивается в дорогие усилители). Из отечественных проигрывателей порекомендую Феникс ЭП 009С (алмазный эллипс в качестве головки, автоматический тонарм). А дальше — записываем пластинку на компьютер, чистим от щелчков (Click Removal), фильтруем инфразвук ниже 16 Гц (для устранения рокота) и нарезаем запись на песни. Шум лучше не удалять, так как шум в 65-70 дБ на выходе проигрывателя (или корректора) не так уж и велик. Например, 65-70 дБ выдает аналоговый выход большинства CD-ROM и ведь ничего? А вот с фоном (неприятным низкочастотным тоном в 50, 100, 150 и так далее Гц) лучше разобраться до оцифровки — где-то висит земля, или перепутаны полюса внутри проигрывателя.
Микрофон. Я подразумеваю хороший микрофон и микрофонный усилитель. И про то, и про другое можно найти массу информации в печатных изданиях, да и в Сети тоже. Дам совет только в одном.
Дело в том, что в студийной практике применяется один очень умный принцип для соединительных кабелей. Про витую пару сигнальных линий все уже знают, но вот как припаивать провода на концах проводов — лишь посвященные, да и то не все.
На рисунке ниже показано, как правильно изготовить шнур, который не внесет никакого вклада в качество записи, если он состоит из качественных проводов. В качестве экрана — медная оплетка (желательно, чтобы везде применялась медь!). Сигнальные жилы внутри экрана — витая пара медных многожильных проводов. Подобный кабель лучше купить в каком-нибудь магазине, где продают профессиональные микрофоны, гитары, и т.п. (дешевле обойдется провод, чем помехи). Стоит отметить, что только с микрофоном необходимо столь щепетильно отнестись к кабелю, иначе будете менять микрофонные усилители и сами микрофоны до греческих календ.
Если картинка не очень понятна, знайте сам ПРИНЦИП:
Экран соединен с металлической основой капсюля (если она металлическая) или просто висит внутри корпуса микрофона, а на входе (только лишь на входе!!!) экран соединяется с землей. Тогда помехи и наводки, попав в экран, стекают в одну точку (как бы компенсируются), а не циркулируют по экрану. Экран не должен быть "антенной для помех"!
Я надеюсь, инженеры простят мне столь вольное толкование этой важной истины, а эстеты подобный эскиз .
В случае с электрогитарой — руководствоваться тем же! Электрогитара — тот же микрофон, только менее чувствительный. Экран коммутационной схемы внутри гитары (если нет — сделайте из жести или шоколадной фольги) присоединяем к экрану, а потом, также соединяем на входе карты или приставки с землей. Не играйте на этом инструменте вблизи системного блока — изготовьте кабель подлиннее.
Вот только не стоит гробить студийную технику! Просто проверьте, как распаяны разъемы и все. Микрофон с профессиональным разъемом CANON (это такой здоровый, с защелкой) имеет обычно землю на штырьке номер 3 — тот, что посередине, если не так — уточните у продавца (не дарить же 100$ за новенький Shure SM58!?).
Шнуры от микрофонного усилителя/процессора/магнитофона и т.д. паяем по тому же принципу (экран соединяем с землей на входе), только здесь добавляется еще жила второго стереоканала. Не мешает заземлить и системный блок компьютера.
Надеюсь, вы согласны с тем, что грамотно созданный шнур не столь уж плох в сравнении с кабелем Monster Cable или Vampire, хотя если ваш шестиканальный DSP-усилитель стоит 1000$ — все же потратьтесь на приличный кабель.
Запись с микрофона нуждается лишь в частотной коррекции (если АЧХ у микрофона имеет ощутимую неравномерность и спад раньше 18-19 кГц). Кое-кто чистит и шум, но "правильный" тракт до оцифровки менее шумен, чем капли дождя, падающие на подоконник и безжалостно фиксируемые на Ваш микрофон.
А вот с компакт-кассетой2 не так все просто. Тут запись и очистка от артефактов — самое настоящее искусство и подходы у опытных людей свои. Я же поделюсь моими методами, позволившими ИМХО3 выжать из кассеты все ценное.
2 Ирония судьбы — компакт-кассета и компакт-диск сейчас уже не кажутся нам компактными. А уж их "некомпактных" собратьев из эпохи динозавров так вообще мало кто помнит. Так что, производителям надо было быть поосторожнее с выбором названий в своё время.
3 ИМХО — сокращение от In My Humble Opinion, "по моему скромному мнению". Англоизм, стандартное слово в обиходе постоянных участников конференций. Обычно применяется пишущим сообщение перед каждой спорной фразой, чтобы указать, что это лишь ЕГО скромное мнение, не уводить тему в сторону, и не вызывать шквал протеста от оппонентов, которые забивают тем самым конференцию "мусором".
Вся штука в том, что у компакт-кассеты ограниченный ресурс эксплуатации (примерно 300 прогонов). Потом информация начинает теряться, звук становится рассыпчатым, глухим, прерывистым. Кроме того, более целесообразно гонять CD с отполированными MP3 файлами, чем вставлять кассету, крутить головку, чистить тракт спиртом и т.д. (хотя и у этого ритуала есть приверженцы!). К тому же, отреставрированная фонограмма с приличной по качеству кассеты ИМХО иногда даст фору по насыщенности деталями и аналоговой "теплоте" многим 128 Кбит MP3 — файлам. Я не распространитель мифов о дискретной и мертвой цифровой записи (хотя лет пять назад был другого мнения, да и АЦП/ЦАП были не те), но кассету хоронить рано, и владельцы хороших стационарных аппаратов меня поддержат!
Реставрация
Прежде всего, необходимо усвоить, что даже если Ваш аппарат выдает музыкальную информацию лишь 40-14000 Гц на Ferro-кассете, он все равно воспроизводит какие-то звуки и на более высоких частотах (вплоть до 20-21000 Гц), только они не вписались в нормы ГОСТа и МЭКа, то есть очень ослаблены и утоплены в шумах. Именно это нам и предстоит исправить.
1. Выравнивание АЧХ
Почти на любую стандартную кассету (TDK D, и т.д.), да и на кассеты подороже аудиозапись попадает практически одинаково. Если у вас не TEAC за 900$ или не Nakamichi Dragon, то разницы нет: AIWA или ВЕГА. На подобных "бюджетных" аппаратах воспроизводимый с кассеты сигнал больше зависит от свойств магнитной ленты, нежели от тракта воспроизведения. А магнитная лента на "железных" кассетах просто не пропустит частоты выше 14000 Гц, остальное будет жестоко ослаблено.
АЧХ тракта запись-воспроизведение для магнитофона ВЕГА-МП122С:
Конечно, тракт записи-воспроизведения у всех магнитофонов различен и особенно дотошным владельцам хороших стационарных магнитофонов исследования предстоит проделать самостоятельно. Для этого (а также для дальнейшего мастеринга) нам понадобятся последние версии знакомых программ (или хотя бы их демо-версии):
Cool Edit Pro 1.2, или 2000 для создания белого шума, синусов, фильтрации и очищения от шумов и т.д.
Sound Forge 4.5 для монтажа (оцифровка, нарезка материала)
SpectraLAB 4.32 для всестороннего анализа
Энтузиасты могут применять внешние денойзеры (удаление шума), типа Sonic Foundry Noise Reduction 2.0, Arboretum Restoration-NR и др., но я после многочисленных субъективных и объективных исследований остановился на встроенном средстве Cool Edit Pro (хотя долго не мог с этим смириться). Все же программисты Syntrillium Software свой хлеб едят не зря!4 То же касается и фильтрации.
4 Cледует отметить, что коммерческая версия программы Cool Edit (Cool Edit Pro 1.2) существенно отличается от своего бесплатного собрата (Cool Edit 2000). Например, Cool Edit 2000 не имеет функции Preview (предварительного прослушивания) при обработке, Multitrack-режима и т.д. И тем не менее, все необходимое для наших задач имеется в обеих версиях программы Cool Edit.
Процедуру исследования тракта записи/воспроизведения магнитофона лучше проделать так:
Очистить воспроизводящую головку магнитофона и прижимной ролик с ведущим валом спиртом, затем, поместив чистую (с обеих сторон!) кассету в магнитофон, приготовить ее к записи.
Далее, подав белый шум5 (48 кГц) на вход (Generate/Noise…/White, mono, intensity = 12 в Cool Edit), добиться оптимального уровня записи на Вашем магнитофоне и записать около 3-х минут (если компьютер не ниже Celeron+64Mb) или 60 секунд этого шума (ежели машина слабее). Магнитная лента весьма неравномерно реагирует на последовательное изменение значения частоты (Frequency Sweep), поэтому, из соображений статистики лучше использовать белый или розовый шум. Это обеспечивает более точный и равномерный график АЧХ.
Далее, следует, не вынимая кассету и не подкручивая воспроизводящую головку, записать только что полученный белый шум — с кассеты на Line-In звуковой карты (частоту дискретизации ставим 48 кГц).6
Теперь нормализуем полученный сигнал под -1 дБ (Process/Normalize… в Sound Forge 4.5), и сохраняем.
В SpectraLAB выбираем Mode/Post Process, и открываем только что полученный файл. Делаем настройки (Settings): 48000, 16bit, FFT Size = 65536 (для слабой машины 16384), mono, Average = linear. Выделяем весь файл в режиме View/Time Series, жмем правую кнопку и приказываем: Compute and Display Average Spectrum.
Смотрим на спектр и кривимся неравномерности АЧХ нашего магнитофона J. В Cool Edit открываем этот же файл и поднимаем ослабленные частоты (FFT Filter etc.). Сохраняем (но не закрываем!!!) в другой файл и этот другой открываем в SpectraLAB (первый файл пригодится в случае порчи второго). Чтобы запомнить огибающие спектра в SpectraLAB для сравнения — жмите Set в районе Overlays.
Не красиво? Отменяйте в Cool Edit фильтрацию — и снова!
5 Использовать розовый шум предпочтительнее, так как он ближе по свойствам к музыкальному сигналу.
6 Почему это обязательное условие для получения налучшего качества записи, читайте статьи с измерениями тестовых параметров звуковых карт на нашем сайте.
Как видите, искусство и здесь требует жертв . Однако я повторяю — на хороших аппаратах тракты Record-Play очень схожи, и вы можете воспользоваться моими результатами исправления АЧХ для магнитофона МП ВЕГА-122С. Для этого в файле C:\Windows\cool.ini найдите раздел [Filters96] и в незанятой строке запишите (в одну линию!) следующее:
Теперь в Transform/Filters…/FFT Filter (все в том же Cool Edit) ищем пресет RESTORATION и корректируем фонограмму. Все. Я убил 2 дня, чтобы выровнять АЧХ своей ВЕГИ до значения ±0,5 дБ от 10 до 19500 Гц! Наслаждайтесь. АЧХ ВЕГИ-МП122С до (зеленый график) и после (желтый график) частотной коррекции:
Кроме того, всем известно, что АЧХ самой звуковой карты, тем более — внешнего кольца Line-Out-Line-In тоже обладает характерным спадом в области высоких частот, и в этом обычно виновен АЦП, нежели более-менее линейный ЦАП. Оцифровка получается тусклой, лишенной прозрачности и воздушности в верхнем регистре. С этой проблемой желательно справиться перед обработкой записанного материала и об этом речь пойдет ниже.
2. Владельцам SB Live!
Многие владельцы SB Live!1024 Value знают, что АЧХ кодека SigmaTel STAC9721 совсем не идеальна и уже после 4,5 кГц начинается ступенчатый спад:
Основной вклад в это вносит АЦП кодека, в чем можно убедиться, скажем, в этой статье. Сделано это, с одной стороны, для нашего же блага: таким образом предотвращается проникновение паразитных гармоник в слышимую область спектра. С другой стороны, подобное "подрезание" верхов имеет и негативное последствие: на достаточно серьезной Hi-Fi-аппаратуре этот ньюанс может быть вполне заметен.
Поэтому, всем владельцам SB Live! НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую каждую записанную фонограмму через Line-IN сначала, то есть до последующей обработки, пропустить через следующий фильтр (тот же cool.ini и тот же раздел):
Кстати, номер Item должен не совпадать ни с каким другим, ну а так — любой…
После подобной операции неравномерность АЧХ в кольце LineOUT — LineIN для звуковой карты SB Live! удалось уменьшить до ±0,1 дБ! В этом можно убедиться, взглянув на спектрограмму (мне это далось в свое время опять же ценой пары ночей).
АЧХ звуковой карты SBLive (кодек STAC9721) до и после частотной коррекции. Шкала графика 5 дБ!:
Теперь линейный вход у нас — референс! Enjoy…
Не забываем, что строка неразрывна во всю свою длину.
3. Шумоподавление
Теперь поговорим о шумоподавлении. Как я уже указал — Noise Reduction в Cool Edit — на мой взгляд — лучший. Звукорежиссеры хвалят Arboretum Ionizer, якобы из-за того, что он избавлен от внесения фазовых артефактов в обработанный материал (если знаете где взять — напишите!), знакомые советуют Sonic Foundry Noise Reduction. Но мои уши пока что влюблены в CoolEdit-овский шумодав. Кроме того, ни в каком другом нет столько настроек и опций, да и то, что он работает медленнее (читай добросовестнее) других — тоже говорит о многом. Существует также весьма неплохая программа реставрации DART Pro, однако детальное сравнение всех этих программных продуктов выходит за рамки данной статьи.
Итак, после многотрудной фильтрации необходимо взять 1,5-1,6 секунд шума перед каждой (для максималистов) или какой-нибудь средней фанерой (но только с той же кассеты и стороны, откуда взята фонограмма). Далее:
1. Сделать профиль этого 1,5 секундного шума (Get Profile from Selection) с параметрами:
Snapshots in profile = 1024…4096 (в зависимости от мощности компьютера).
FFT Size = 4096 (эту цифру я нашел оптимальной для подавления шума после многочисленных экспериментов); Не рекомендую ставить максимальный размер FFT, так как это повлечет в результате увеличение так называемого Hiss-шума сигнале.
2. Теперь, отфильтрованную фонограмму выделяем и уничтожаем шум тем же Noise Reduction в Cool Edit. Параметры могут быть разными (поэкспериментируйте с кнопкой Preview). Но я, после долгих опытов, могу для магнитофона порекомендовать следующие параметры:
Precision Factor = 12 (для максималистов — все 14, для Preview — 8). Параметр определяет точность вычислений;
Smoothing Amount = 0 (именно 0!). Параметр вносит допуск на погрешность вычитания спектра шума из спектра сигнала в дБ. Чем больше — тем хуже;
Transition Wide = 6 (для очень крутых аппаратов (400$) — 3, очень дешевых — 7…9). Параметр подобен предыдущему, только более гибко управляет процессом вычитания спектра (тоже в дБ);
Noise Reduction Level = 35…42 (при Transition Wide = 6, в зависимости от уровня записи сигнала на кассете. Если запись на ленте была точно под 0 дБ, ставьте 37). Параметр определяет уровень порога удаляемого спектра шума. Наиболее капризный параметр. Обратно зависит от величины Transition Wide.
Нередко приходиться повторно нормализовать фонограммы под -0,2 дБ (это стандарт для CD-Audio), так как шумоподавление может серьезно уменьшить энергию сигнала. Все готово к MP3-кодированию! Правда, бытует мнение, что нормализация перед сжатием в MP3 — это очень вредно, и Вы на это должны идти лишь в случае ощутимого различия между уровнями отдельных каналов или просто слабого (-3…-6 дБ) уровня фонограммы в конечном итоге. Это как раз тот случай, когда решать Вам.
4. Сжатие
Лично я пользуюсь кодером Fraunhofer IIS, встроенный в BPM Studio Pro 3.0. Остальные кодеры (ИМХО) от Fraunhofer IIS не могут преодолеть своеобразного шелеста в полученном файле, причем на всех битрейтах. А вот к LAME -f я отношусь настороженно, этот кодер, по-моему, только на АЧХ и хорош.
Теперь о битрейте. Честно говоря, все ньюансы сохраняются лишь при 256 Кбит/c, но и при 192 Кбит/c фонограмма почти неотличима от исходной. Для проверки того, какой битрейт наилучший для данной фонограммы, я применяю довольно жестокую методику субъективного сравнения. Сначала кодирую наиболее ответственный фрагмент (насыщенный высокими частотами или с какими-нибудь знакомыми ньюансами) во все битрейты: 128, 160, 192, 224, 256. Затем последовательно соединяю в Sound Forge оригинальный фрагмент с закодированным и слушаю. Обычно 128 и 160 Кбит/с выпадают из рассмотрения сразу, а настоящая борьба разворачивается между 192 и 256 Кбит/с (ну не люблю я поток в 224 Кбит/c, ибо кривой он какой-то ).
Для отреставрированных фонограмм вполне хватает и 192 Кбит/с, но опять-таки некоторым и 256 Кбит/c подчас не хватает. Скажу также, что магнитофонные записи представляют собой весьма непростой для кодирования материал. Как-то раз я подверг, как теперь принято говорить, "зачистке" фонограмму с весьма посредственным качеством и закодировав потом все в 192 Кбит/c я был потрясен услышанным! Результат звучал словно джаз на 112 Кбит/c, то есть омерзительно. У этого феномена очень глубокая причина и я могу написать еще одну статью на эту тему, если желаете. Так что, доверяйте технике и спектрограммам, но контрольное прослушивание устроить не ленитесь. Тем не менее, по большей части эта информация относится к обладателям хорошего тракта усилитель-колонки (наушники).
Заключение
Вот так, проявив стремление получить максимум из возможного, можно добиться вполне пристойного качества записи с любого источника. Просто не нужно никогда довольствоваться тем, чем нас снабдили производители звуковых карт, а искать, изучать и требовать Звук. Надеюсь, вы со мной согласны, уважаемые читатели.
Ниже я постараюсь ответить на наиболее типичные и часто задаваемые в переписке вопросы. Заранее благодарю за конструктивную критику, ценные замечания и поправки. Итак, начнем.
1. В своей статье Вы написали: "…магнитная лента на "железных" кассетах просто не пропустит частоты выше 14000 Гц, остальное будет жестоко ослаблено", тогда как ферромагнитная лента запросто фиксирует и более высокочастотные сигналы. Как это понимать?
Перед тем, как ответить на этот вопрос, я вкратце объясню сущность магнитной звукозаписи.
На рисунке 1 изображена схема процесса записи-воспроизведения. Упрощенно можно представить, что участки рабочего слоя, намагниченные в одном направлении, — это магнит со свойственным ему магнитным полем.
Рис. 1. Упрощенно можно представить, что участки рабочего слоя, намагниченные в одном направлении, — это магнит со свойственным ему магнитным полем.
Конечно, расположение намагниченных частиц, изображенных на рисунке, представлено очень условно. Когда по обмотке сердечника головки записи пропускают переменный ток, сердечник намагничивается, и создаваемое им переменное магнитное полевоздействует на рабочий слой ленты. Участки последнего сначала намагничиваются до насыщения, а затем по мере удаления их от зазора головки полностью размагничиваются. Так как лента плотно прилегает к рабочему зазору головки записи, значительная часть магнитного потока головки записи проникает в рабочий слой ленты и определенным образом ориентирует самопроизвольно намагниченные области — магнитные домены. Как вы понимаете, число таких доменов, проходящих через рабочий зазор головки за единицу времени, не бесконечно, а поэтому есть все основания считать даже магнитную запись "цифровой", поскольку намагниченность домена имеет лишь два устойчивых состояния. Другое дело, что "разрядность" и полоса рабочих частот в такой "цифровой системе" заранее не известны из-за вмешательства многих факторов, таких как качество полива магнитной ленты, особенности системы сердечник_зазор_лента и т.д.
Однако если руководствоваться только этими принципами, качественная запись не получится. Открыто, что если помимо записываемого сигнала подвести к головке записи еще и ультразвуковой переменный ток (ток подмагничивания), то удается на порядки снизить искажения и шумы. Грубо это можно пояснить тем, что высокочастотное поле непрерывно как бы трясет внутреннюю структуру магнитных частиц, и их "перемагничивание" низкочастотным полем происходит точно в соответствии со значением напряженности этого поля.
При перемещении намагниченной ленты по головке воспроизведения в ее сердечник входит основная часть изменяющегося по величине и направлению магнитного потока ленты и в обмотке головки наводится переменная ЭДС, в соответствии с законом электромагнитной индукции. Эта самая ЭДС — недостаточна, и поэтому требуется усилитель воспроизведения, который индивидуален у каждой модели магнитофона, из-за различных свойств магнитных головок и применяемых методик усиления сигнала различными производителями аппаратуры. Именно поэтому и желательно знать особенности тракта запись-воспроизведение для аппарата, с которым ведется работа.
Теперь о частотах.
Чем выше частота записываемого сигнала, то есть чем короче длина волны записи (где v — скорость движения ленты и f — частота записываемого сигнала), тем меньше продольный размер элементарного магнитного домена () и, следовательно, тем сильнее размагничивающее поле.
Таким образом, с повышением частоты записываемого сигнала и снижением скорости движения ленты магнитный поток в рабочем слое носителя ослабевает и ЭДС, наводимая в обмотке головки воспроизведения, уменьшается.
Вследствие этого, при скорости движения ленты 4,76 см/с крайне трудно обеспечить высокую линейность АЧХ тракта запись-воспроизведение магнитофона в полосе более широкой, нежели 30–14000 Гц для ферромагнитной ленты (у этого типа ленты магнитные домены, грубо говоря, самые крупные). Расширяя этот диапазон записываемых и воспроизводимых частот, производители сталкиваются с массой проблем, связанных с низкой скоростью движения ленты, трудоемкостью изготовления магнитных головок с весьма узким рабочим зазором (который должен быть постоянным) и т.д. Уменьшая рабочий зазор, мы уменьшаем соотношение сигнал/помеха. С другой стороны, при увеличении глубины коррекции в тракте записи повышаются нелинейные искажения, вызываемые перемодуляцией ленты, увеличивая глубину коррекции тракта воспроизведения — мы сталкиваемся с возросшим уровнем шумов. Отсюда ряд технологических решений для выжимания честного Hi-Fi-диапазона (20–20000 Гц) из нашей компакт-кассеты на скорости 4,76 см/с: системы динамического подмагничивания (например, Dolby HX Pro), компандерные системы шумопонижения (Dolby B, C и т.д.), применение сложных схем оптимизации, MPX-фильтры и многое другое. Особенно хочется упомянуть и про самую совершенную на сегодня систему адаптивного динамического подмагничивания, разработанную Николаем Суховым еще в 1983 г. Ну, а про дорогие кассеты с двойным поливом (TDK AR) я вообще деликатно умолчу. Не каждый может их себе позволить, да и категория продающихся кассет с записями значительно ближе к куда более низкому ценовому диапазону.
И все же читатели правы в том смысле, что не лента является сдерживающим фактором для широкого частотного диапазона записи, а само устройство. Но я об этом упомянул ровно абзацем ранее. Повышая диапазон частот при записи на ферромагнитной ленте, можно еще воспользоваться увеличением скорости движения ленты относительно головки записи и при помощи вращения последней, что с успехом используется в Hi-Fi видеомагнитофонах. Надеюсь, эта информация была полезной для читателя (несмотря на подобную наукоемкость :-)), и помогла разобраться в смысле моей фразы, прозвучавшей в вопросе. Знать об основах магнитной записи необходимо, хотя бы потому, что формат носителя на магнитной ленте будет существовать еще долго (вспомним о MiniDV, Digital8, D-VHS, все носители этих форматов — лента, и все вышесказанное относится и к ним).
2. Каким образом распаивается упомянутый в статье разъем Canon?
Поправку к моей статье прислал Дмитрий Климов. В письме он сообщил:
"…в разъемах Canon экран никогда не припаивается к центральному контакту, на этот контакт идет так называемый "холодный" провод при симметричном кабеле. В случае, когда требуется сделать переход на несимметрию, то "холодный" провод соединяется с экраном в разъеме. Но от этого суть стандарта не меняется — экран паяется к первому контакту (а он боковой), при этом, если внимательно посмотреть на разъем, то можно увидеть, что этот контакт чуть выдвинут вперед к торцу разъема (я о "мамах" говорю) для того, чтобы экран законтачить раньше сигнальных проводов при присоединении кабеля".
Абсолютно верное замечание, Дмитрий .
Все дело в том, что я еще лет пять назад перепаял все свои XLR кабели с разъемом Canon по-своему, (я, если честно, приверженец этого профессионального разъема), в том числе и симметричные. К сожалению, на момент написания статьи под рукой не оказалось "заводского" кабеля с разъемом Canon и пришлось, раскрутив свой собственный, написать именно о нем, ну а про "честную" распайку я малость подзабыл, прошу великодушно извинить автора за эту оплошность :-(. Но теперь истина восторжествовала и давайте разберемся раз и навсегда, что это за зверь такой :-).
Гнездо разъема Canon (рисунок 2, а) представляет собой металлический конструктив с тремя контактами. Как было указано, контакт №1 — это "холодный" контакт, который практически во всех профессиональных микрофонных кабелях припаивается перемычкой к экрану в разъеме. Видно также, что сигнальные контакты №2 и №3 несколько углублены внутрь конструкции, тогда как №1 — действительно выдвинут чуток поближе к торцу.
Рис. 2. Разъем Canon
Экран в разъеме — это сама металлическая его часть, помимо контактов. На рисунке 2, б видно, что к этому самому экрану припаян оголенный провод. При защелкивании разъема экран соединен с экраном (металлическая часть "мамы" намертво присоединяется к металлу "папы"), и мы добиваемся очень качественного экранирования аппаратуры (а микрофон ох как в этом нуждается!). Про сигнальные контакты №2 и 3 беспокоиться не стоит, главное чтобы в кабеле №2 соединялся с №2, а №3, соответственно — с №3. Думаю не нужно объяснять, что качество соединения аппаратуры, обеспечиваемое разъемом Canon — очень высокого уровня.
3. Я попытался найти в файле cool.ini раздел [Filters96] и не нашел! Может это зависит от программы? У меня стоит Cool Edit Pro 1.1
Раздел [Filters96] в cool.ini версии Cool Edit Pro 1.1 и вправду отсутствует. Простите, не додумал . Однако есть довольно простой рецепт. Необходимо сделать следующую последовательность действий:
Открываем Cool Edit Pro 1.1 и какой-нибудь *.wav.
Открываем FFT-фильтр (он ведь есть в любой версии Cool Edit Pro, не так ли?).
Делаем какую-нибудь загогулину в окне графа. Сохраняем данный пресет (Add Preset) под ОЧЕНЬ оригинальным именем (скажем, "!!!!!!!!!!!").
Теперь в cool.ini ищем это ОЧЕНЬ оригинальное имя, например в редакторе FAR нажмите F7.
Нашли? А что за раздел? [****]? Замечательно! Именно сюда заливаем содержимое строчки.
Наслаждаемся
Подобные махинации частенько помогают. Кстати, в Cool Edit 2000 раздел [Filters96] имеется. В Cool Edit Pro 1.2 по сравнению с версией 1.1 увеличена скорость просчета большинства эффектов на 30…300%, появилась кнопка Preview для многих из них. Да и стабильность повыше. Не стоит этим пренебрегать.
Хочу сразу же предостеречь читателя от неправильного использования FFT-фильтра, которое может повлечь за собой ощутимое искажение сигнала.
Рис. 3. Окно FFT-filter в звуковом редакторе Cool Edit Pro
Во-первых, не стоит никогда использовать максимально возможный размер FFT-блока (FFT-size). Разрешение до 0,7 Гц при FFT Size=65536 — это, конечно, здорово, но временные искажения могут сказаться. Достаточно в большинстве случаев использовать значения от 1024 до 4096.
Во-вторых, не используйте первую попавшуюся оконную функцию (см. Рис. 3). Используйте только Blackman-Harris, в крайнем случае, Blackman.
Не работайте с этим фильтром на высоких частотах при экстремальных корректировках амплитуды. 10-15 дБ большой беды не наделают, а для "выреза верхов" лучше все-таки элементарный эквалайзер.
Не корректируйте один и тот же фрагмент много раз этим фильтром. Временные искажения могут дать о себе знать.
Наконец, используйте этот тип фильтра лишь для выреза узких полос (Notch Filtering) или тогда, когда вам важно сберечь фазовые параметры сигнала, к которым FFT-фильтрация очень аккуратно относится.
Сделаю еще одну "поправку на ветер". В руководстве пользователя программы Cool Edit Pro написано, что значение параметра Precision Factor при шумоподавлении не может превышать 14 единиц. Однако это не так. Наилучшие результаты достигаются при нечетных значениях 49-79. Мне также сообщили, что иногда и встроенный в Samplitude Studio шумоподавитель прекрасно справляется со своей прямой задачей и убирает шум очень корректно. Проверено ;-).
4. Внимательно прочитал Вашу статью "Как качественно оцифровать Звук". Согласен я не совсем. По поводу ресурса эксплуатации кассеты. Число 300 я не встречал ни разу. На отечественные носители по стандарту было 50 прогонов, на фирменные BASF обещали 2000 (BASF Chrome Extra, Chrome Maxima). Конечно, можно резиновые ролики протирать спиртом. Но от спирта резина сохнет и может потрескаться, поэтому рекомендуют другие средства.
Потом, Вы даете рекомендации по выравниванию характеристики тракта записи-воспроизведения конкретного аппарата. Во-первых, магнитные головки стареют и заметно меняют свои характеристики, и даже если запись сделана на том же аппарате два года назад, многое изменилось. Во-вторых, очевидно, что характеристика канала записи магнитофона, на котором произведена студийная запись, нам не известна. Т.е. то, что я получу, воспользовавшись Вашими рекомендациями, Вы предсказать не сможете.
Вопросы достаточно глубокие и важные. Начнем по порядку.
Ресурс эксплуатации ленты может варьироваться весьма значительно — в зависимости от большого количества факторов. Главный из них — это насколько правильно и бережно хранится лента. Ухудшение физико-механических и электроакустических свойств лент происходит из-за изменений свойств несущего слоя. Магнитные свойства лент даже при длительном хранении практически не изменяются, но неправильное хранение и эксплуатация делают их хрупкими, подверженными частым обрывам и вытягиванию, а в записях могут появиться участки с резкими провалами в громкости. Перепады температуры, воздействие тепла и прямого солнечного света тоже не пойдут вашим кассетам на пользу. Следует сразу же, в зародыше, устранять причину детонации и изменение скорости движение ленты (когда запись "тянет"). Не советую прикасаться к ленте без надобности. Все это, плюс особенности данной магнитной ленты и формирует тот самый ресурс. Критерии у всех разные, и поэтому можно говорить о цифрах, различающихся на порядок. Ну а цифра 300 — это среднее количество прогонов для TDK-D, после начинаются выпадения.
Резиновые ролики — это конечно вещь важная, жутко влияющая на детонацию. Но вот излишний ажиотаж вокруг губительного воздействия эфирных масел в одеколоне и растворителя (спирта) на резину прижимного ролика — по-моему, не нужен. Не следует протирать ролик слишком часто. От этого он твердеет и влияет на детонацию. Но ждать пока магнитные частицы начнут отваливаться кусками — не стоит. В экстремальной ситуации подойдет и одеколон. Автор вопроса рекомендует пользоваться мыльным раствором. Весьма дельный совет, но осторожно — не залейте им отсек кассетоприемника ;-).
Теперь самое важное: выравнивание АЧХ. Действительно, магнитные головки стареют. Но поэтому и нужно выяснить параметры тракта перед тем, как приступить к процессу реставрации. Есть вообще три выхода в этой ситуации.
Можно конечно скорректировать сигнал и на слух. Но, памятуя о том, как можно обмануть наше ухо тем же MP3, — это не самый лучший вариант. Многие могут так "выровнять", что запись будет искажена до неузнаваемости. Но если уж решите взяться за этот вариант: помните — лучше пользоваться ручками эквалайзера, как резцом скульптора, отсекая все лишнее и слушать музыку, а не аппарат.
Есть возможность скорректировать запись, пользуясь CD-треком, или MP3-композицией как эталоном спектра сигнала (сигнал имеет лишь спектр, АЧХ — термин, относящийся к устройству). Но если есть CD, то к чему вообще этот разговор? Есть DirectX/VST-плагин, которым я иногда пользуюсь вот уже пару лет, и который советовали мне в письмах после выхода статьи. Называется он Steinberg FreeFilter. Плагин имеет алгоритм сличения спектра одной фонограммы с другой и корректирует спектр таким образом, чтобы спектры обоих фонограмм совпадали. Описать правила пользования FreeFilter'ом не представляется возможным в пределах этого материала. Попробуйте. Читайте Help.
Наконец, можно воспользоваться рекомендацией в моей статье. В этом случае вы, по крайней мере, избавлены от "неправильности" тракта воспроизведения, ну а запись… Можно пойти в студию, где записывали большинство кассет, спросить, что за магнитофон они используют. Взглянуть потом на его характеристику в публикациях. А я вам расскажу, как завладеть вниманием незнакомого человека и подчинить его вашей воле :-). К несчастью, на прилавках нет измерительных кассет с тестовыми сигналами и тут медицина бессильна :-(.
Так что дорогие друзья, я никому своих методов не навязываю. Скажу лишь, что иногда, когда отреставрированная фонограмма проигрывалась в том же WinAmp, я ее с большим трудом отличал от оригинала, чего не скажешь об mp3_128. Но, только на малых уровнях громкости, на большой выдает шумок. Очень такой ненавязчивый :-).
5. Зачем кодировать магнитофонные записи со столь высокими (192-256 кбит/c) битрейтами? Это же не CD!
Ну вот, появилась возможность поговорить о парадоксах .
Когда я только начал всем этим заниматься, я подозревал, что запись с винила и катушек будет для кодера очень крепким орешком. Мои подозрения оправдались. И вот почему.
Сначала давайте представим, как работает кодер. В материалах нашего сайта, в разделе Мультимедиа, уже опубликовано много материалов об этом. Вкратце скажу, что сигналы с низкой амплитудой не кодируются, если они соседствуют с сигналом, имеющим более высокую амплитуду и если этот громкий сигнал ниже по частоте. "Ненужные" спектральные компоненты тоже попадают "под нож" кодера.
Когда мы кодируем CD-композицию, то имеем дело с рафинированными, если хотите, выхолощенными сигналами. Иными словами, в сигнале присутствует лишь звуковая информация того или иного музыкального инструмента и ничего более. На студии уже позаботились о том, чтобы никаких посторонних шумов и призвуков не было, если конечно эти призвуки не предполагаются звукорежиссером. Таким образом, кодер кодирует только скрипку или только голос, или только оркестр и сопутствующую акустическую атмосферу студии/зала. Отсюда вывод — качество звучания зависит почти наполовину не от битрейта, а от сложности музыкальной информации.
С компакт-кассетой или винилом не так все просто. Помимо той информации, которая присутствует на студийном мастере или, говоря приближенно, на CD, в игру вступают еще различные гармоники, обертоны куда более высокие по уровню, чем некоторые полезные сигналы на компакт-диске (Рис. 4). Уровень шума тоже относительно велик (даже после реставрации), и необходимо часть потока резервировать и для него. Прибавим сюда и статистическую "неравномерность", хаотичность для одних и тех же сигналов, поэтому алгоритмы Хафмана, призванные для архивации конечной закодированной информации, сжимают несжимаемое (попробуйте заархивировать *.wav-файл, сграбленный по CD, и записанный с кассеты). Все это и порождает тот самый феномен, который вынуждает кодировать аналоговые записи с "неприлично" высокими битрейтами. Слава Богу, CD-R диски не столь дороги :-).
Рис. 4. Спектрограмма чистого тона (1000 Гц, -6дБ), для эталонного wav-файла и записанного на магнитофоне
Получается так, что вместо простой и гладкой волны кодеру приходиться сжимать пилу, огибающую волну. Понятно, что второй вариант — более сложен для кодирования ввиду наличия массы высокочастотных составляющих. Рассмотрим, например, как изменилось звучание контрабаса после перезаписи звучания этого инструмента на обычный "бюджетный" магнитофон 2-го класса (Рис. 5, а и б).
Рис. 5. Масштабированное представление фрагмента записи контрабаса:
а — эталонный фрагмент DAT-качества (16 бит, 48 кГц);
б — тот же фрагмент, после перезаписи на магнитофон.
Невооруженным глазом заметна разница в представленных осциллограммах. Видно, что гладкая волна превратилась в хаотичное приближение к оригиналу. Заметим, что в данном случае в Sound Forge делалось максимальное масштабирование по горизонтали (пиксел = выборка), а по вертикали раза в четыре. То есть, налицо модуляция первоначальной низкочастотной волны случайными гармониками. Так что, кодировать аналоговый звук — это задача не из легких. Кроме того, с выходом кодека Ogg Vorbis beta 3, автор перешел с формата mp3 на формат ogg. Этот новый формат превосходно сохраняет детальность и высокочастотные нюансы после кодирования, что так необходимо для сжатия оцифрованных аналоговых фонограмм. Уже с потоком 192 кбит/с получаются вполне приемлемые результаты. Жду, не дождусь официальной версии.
6. Чем лучше всего отрезать инфразвук после оцифровки фонограмм с виниловых дисков?
На низких частотах вполне сгодится, скажем, Transform/Scientific Filter из редактора Cool Edit Pro. Тип — Чебышевский (Chebychev 1), High Pass, Order — не более 18 (фазу можно сильно перекорежить), CutOff — частота, с которой подрезаем инфраниз (см. иллюстрацию).
Рис. 6. Окно Scientific Filter в звуковом редакторе Cool Edit Pro
Настоятельно рекомендую почитать Cool Edit Pro Online Manual и раздел More Information About Filters by David Johnston.
7. Стоит ли нормализовать сигнал под 98-99% перед сжатием в mp3, или наоборот ослаблять его до 91-95%? Что такое вообще "нормализация", ограничение пикового уровня сигнала?
Ограничение пикового уровня фонограммы… Это определение больше смахивает на устройство Limiter, нежели на нормализацию. Вот вам мое определение: нормализация — это анализ каждой выборки сигнала и их последующее умножение на постоянный коэффициент, равный заданной амплитуде нормализации поделенной на амплитуду самого "громкого" отсчета. По крайней мере, в Sound Forge так все работает. Правда, перед нормализацией полезно проделать DC-offset, то есть избавиться от постоянной составляющей.
Ну, а что касается целесообразности нормализации сигнала перед сжатием, то про это было много песен сложено :-). Мое мнение — если кодер солидный, то он сожмет все корректно, даже при 99%. Я нередко наблюдаю за тем, как отмастерены CD разных исполнителей и частенько попадаются треки с 98-99% нормализацией и даже под 0 дБ нормализуют, причем от класса исполнителя это не зависит. Но ведь никто не нормализует сграбленные с CD фонограммы, все их так прямо и кодируют. А Ogg, например, вообще, малость приглушает громкость после кодирования, так что ИМХО криминала не будет в любом случае.
8. Существуют ли другие (альтернативные) методы выравнивания АЧХ, за исключением описанного в Вашей статье?
Вне всяких сомнений. Я предложил лишь один из них, с помощью которого можно не углубляться в изучение софта. Для того, чтобы упростить и ускорить процесс коррекции АЧХ, предложенный в статье, необходимо знание основ программы SpectraLab. Если Вас это не смущает, то можете воспользоваться следующей методикой.
Рис. 6. Окно Scientific Filter в звуковом редакторе Cool Edit Pro
В опциях программы SpectraLab (Рис. 6) имеется возможность работы с двумя каналами (Dual Channel Processing). Чтобы эта замечательная возможность появилась, необходимо поставить "Stereo" в строке состояния. В открывающемся списке Options/Dual Channel Processing выбираем режим Real Transfer Function (Left/Right) (переводится как передаточная характеристика между каналами). Этот режим был создан разработчиками Sound Technology для построения АЧХ аппаратуры, однако если этот режим использовать шиворот-навыворот, то есть наоборот, то можно построить кривую компенсации между каналами, то есть в точности повторяющую характеристику фильтра, которую мы ищем. Теперь для более ясного представления, как этим воспользоваться, поясню все на примере:
Создаем стерео wav-файл, в одном канале которого записан фрагмент идеального белого шума, созданный, скажем, в Cool Edit или в Simple Synthesis программы Sound Forge, а во втором — белый шум, получившийся после перезаписи его на магнитофон и обратно в компьютер. То есть, делаем пока все, как и в статье.
Теперь настраиваем SpectraLab так, как было описано выше, то есть, ставим в Options — Stereo, Dual Channel Processing/Real Transfer Function (Left/Right).
Теперь в меню Mode проставляем Post Process (пост обработка), открываем созданный файл.
Теперь ставим в открывающемся списке Average Settings (Avg) значение Infinite (бесконечно усредняем результаты), а в FFT-overlap — 75% (коэффициент перекрытия FFT-окон).
Шкалу регулируем для начала так: Plot top=20-40, Plot Range=100. FFT Size=65536.
Все готово. Теперь Run и наблюдаем за процессом. Если получается кривая, уходящая постепенно вверх от 0 дБ и выше, все нормально. Но если получается, напротив, спад на высоких частотах, то есть, наблюдаем АЧХ своего магнитофона на спектрограмме, то просто поменяйте в Settings/Dual Channel Processing режим Real Transfer Function (Left/Right) на Real Transfer Function (Right/ Left), и повторите все заново.
Далее в режиме View/Time Series делаем Zoom Out Full, Select All и, нажимая правой кнопкой мыши в область волны нашего файла, выбираем: Compute and Display Average Spectrum (вычислить и построить усредненный спектр). Немного погодя, увидев результат — нажимайте Set (1 или 2…) в районе Overlays спектрограммы и можно с этой спектрограммой работать дальше.
Теперь можно строить кривую FFT-фильтра в точном соответствии с полученной кривой.
ВНИМАНИЕ! Все делаем, во-первых, на частоте 48 кГц (в том числе и в SpectraLab), во-вторых, нормализуем белый шум в обоих каналах под одно значение (например, -6 дБ). Это облегчит нам потом построение кривой фильтра. Для того, чтобы вы мало-мальски понимали, что делаете, прочтите документ "Измеряем с помощью программы SpectraLAB" Максима Лядова (84 Kb в формате RTF).
Можно скорректировать спектр сигнала и с помощью 30-полосного эквалайзера в Cool Edit. В этом случае мы имеем дело с FIR-фильтрами, и, подвергая сигнал фильтрации (пусть и не прецизионно-точной, но вполне приемлемой) мы его совершенно не искажаем, а лишь фильтруем. Вот как изящно проделал это читатель Andres Philippov:
"Я нашел достаточно эффективным следующий способ: получить результат Transfer Function (Compute and Display Average Spectrum), в Options/Scaling включить разбивку по 1/3 октавы, полученные значения для каждой полосы ввести в 30-полосном эквалайзере в Cool Edit. При Accuracy=5000 получаются вполне приемлемые результаты, а главное просто и быстро!"
9. Чем грабить CD-DA, чтобы получилось 1:1 с содержимым треков?
Любым, корректно грабящим граббером. Лично мне нравилось всегда грабить программой WinDAC32, потом перешел на Exact Audio Copy, по-моему, наиболее невозмутимый к царапинам граббер. Считаю чистейшим мифом невозможность снять аудио-CD на компьютер 1:1. Как-то ради эксперимента я сграбил Track08 с одного неидеального, так скажем, диска в WinDAC32 (Burst Copy), в EAC (Error Correction) и EAC (Burst Copy). В трех случаях скорость была ~11X. Потом попеременно сделал микширование файлов с инвертированием отсчетов одного из файлов в Sound Forge. Во всех случаях Statistics показывала сплошные нулики, а содержимое файлов было идентичным до последнего бита. Так что, считаю на этом вопрос исчерпанным. (Кстати, привод — Hitachi 24x).
10. Стоит ли вообще корректировать эту АЧХ, если на моей кассетной деке рабочий диапазон частот при неравномерности ±3 дБ составляет 20-19000 Гц?
Откровенно говоря, вопрос философский. Если Вам не лень, можете все же сделать "косметическую правку". Если Вы довольны Звуком, то я за Вас очень рад.
11. Подскажите, какой должен быть уровень записи при записи белого шума?
По всем мыслимым и немыслимым стандартам полагается вообще-то делать две тестовые записи с уровнями 0 дБ и -20дБ. Потом нужно смотреть на характер изменения характеристик. В любом случае уровень -20 дБ считается "более стандартным" в радиоизмерениях. Для себя я выбрал правило ставить -6 дБ. И шумов нет, и искажений.
Заключение
Ну вот, дорогие друзья, и все. Хочу пожелать вам всех благ в новом тысячелетии, и еще раз спасибо за все ваши отзывы! Если кому не ответил, то, пожалуйста, не обижайтесь — пишите еще, отвечу обязательно.
Евгений80, спасибо за статью!
Ждём 15 лет спустя свеженькую.)
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Как качественно оцифровать звук (2001год)
.
. Однако я повторяю — на хороших аппаратах тракты Record-Play очень схожи, и вы можете воспользоваться моими результатами исправления АЧХ для магнитофона МП ВЕГА-122С. Для этого в файле C:\Windows\cool.ini найдите раздел [Filters96] и в незанятой строке запишите (в одну линию!) следующее:
) Жмём на ссылку и читаем ---> 
!!!
Эт так для общего беглого понятия
Линейный вид
