Ați observat, după ajustarea pasului eșantionului, încărcate într-o mașină de prelevare a probelor sau de tambur, acele armonice murdare și disonante au fost adăugate? O astfel de degradare a sunetului se produce atunci când schimbă frecvența de eșantionare care are loc în mod inevitabil, în varpinge transpunere sau un fișier audio, și este asociat cu efectul de aliasing - reflectare a componentelor spectrale ale frecvenței Nyquist. Pentru a evita acest lucru, se folosesc algoritmi de interpolare și filtrare.
În acest articol, folosind un test elementar, am comparat aceste algoritmi în instrumentele Impulse, Simpler, Sampler și secvențiatorul Ableton Live 8, precum și unele pluginuri gratuite Vst populare.
Experimentul a fost realizat pe un laptop Lenovo R500: un procesor Intel Core 2 Duo T8570, 2 GB de memorie RAM. Frecvența de eșantionare, în setările Ableton Live, eșantionul de testare și fișierul exportat este de 44100 Hz. Fișierul de testare este un semnal sinusoidal la o frecvență de 15 kHz, o capacitate de biți de 16 biți, care este încărcat în eșantion, legat la nota C3, iar zona de redare se extinde la întregul interval de tastatură. Fiecare eșantionator testat joacă aceeași secvență MIDI - Gamma C majorează două octave în sus și apoi două în jos față de nota C3. Dacă eșantionul este încărcat pe piesa audio a secvențiatorului sau pe Impuls, utilizând automatizarea parametrilor de tonare, secvența echivalentă este sincronizată cu începutul eșantionului și cu midi corespunzător notei secvențiale. Volumele de ieșire ale liniilor testate sunt setate cu o precizie de ± 0,1 dB, cu o astfel de marjă încât să nu existe suprasarcină pe canalul principal. Fișierele sonore care sunt rezultatul redării unei secvențe MIDI sau echivalente cu acestea în fiecare mod solo sunt exportate cu o capacitate de 24 de biți și încărcate în Adobe Audition. În modul "afișare a frecvenței spectrale" spectrogramele sunt comparate, demonstrând o schimbare a spectrului de sunet din când în când. Citirile indicatorului de încărcare a procesorului în Ableton Live când o anumită unealtă funcționează sunt afișate în rezultate.
Rezultate și discuții
Ableton Live 8 Tools
Samplere gratuite Vst
Sampler: cel mai bun algoritm CPU <7 %
Sampler: bun algoritm CPU <7 %
Sampler: algoritm CPU normal <7 %
(precum și în modurile Simpler și Sequencer, algoritmul HQ este oprit)
Sampler: algoritm fără procesor de interpolare <7 %
Impuls CPU <7 %
Sequencer: algoritmul HQ a activat procesorul <7 %
DiscoDSP: algoritm de mastering CPU> 350%
DiscoDSP: algoritm de declanșare CPU> 50%
DiscoDSP: algoritm CPU în timp real <7 %
Cakewalk (rgc audio) Sfz +: algoritmul 72 CPU <7 %
Vember audio Shortcircuit 1 CPU <7 %
Pentru comparație, se ia un sunet perfect pentru standard și, în consecință, pentru spectrograma de export de la DiscoDSP HighLife sampler în modul mastering. Idealitatea corespunde unui fundal negru (fără zgomot), o singură frecvență poate fi văzută și ascultată în fiecare moment, cu excepția frecvențelor care depășesc jumătate din frecvența de eșantionare - acestea nu ar trebui să fie. Din nefericire, această idealizare are dezavantajele ei, deoarece este destinată exclusiv exportului. Am încercat să interpretez în timp real secvența de testare a notelor. Indicatorul de sarcină al procesorului a crescut la 380%. Nu am crezut că se întâmplă astfel de lucruri.
Acum imaginați-vă că am încărcat probele de tambur la Impulse sau la Drum Rack, care utilizează Simpler, și au încercat și au schimbat un pic de pitch. Rezultatul este evident, judecând prin spectrograme și prin urechi, vor apărea denaturări vizibile. Impulsionați puțin mai rău, deoarece micșorează ușor spectrul eșantionului. Aparent, acesta este motivul pentru care dezvoltatorii Ableton recomanda folosirea Drum Rack in loc de Impulse.
Ei bine, vom folosi Drum Rack, și se pare că fiecare mai simplă în celulă poate fi convertită la Sampler. În acest caz, va fi posibil să setați algoritmul de interpolare. Implicit, valoarea este normală, ceea ce, așa cum arată testul, corespunde cu Simpler. Trecerea la modul Bună, a dat o îmbunătățire, însă auzirea distorsiunii este încă vizibilă. Algoritmul Cel mai bine încântat de distorsiuni aproape inadecvate, pe un semnal complex, ele vor fi invizibile, mai degrabă decât în comparație cu un sinusoid pur. Absența algoritmului de interpolare poate fi un instrument creativ eficient pentru crearea de texte digitale murdare și disonante, dar nu pentru reproducerea de înaltă calitate a eșantionului transpus.
interesant algoritm de interpolare pista audio modul de secvențiere S-au dovedit HQ, el aude este mai favorabil decât algoritmul Cel mai bun Samplera, și așa cum se vede în spectograma semnificativ diferite: cu atât mai slabă reflectată din tonurile de frecvență Nyquist, dar cu cât nivelul de zgomot de fond, care în plus lor măști, dar adaugă un noroi general.
Este demn de remarcat faptul că în urmă cu două laptop nucleare șase ani nu a observat creșterea sarcinii pe procesor, și în toate cazurile indicatorul nu a depășit pragul de 7%, confirmând Live'a de poziționare ca un instrument pentru spectacol live. Cea de-a doua concluzie pur personală este că este mai bine să folosiți pista audio direct decât orice instrument nativ de program pentru a încărca eșantioane. Desigur, în cazul în care nu există nici un scop schimba vizibil sunetul prin utilizarea ADSR amplitudine, smoală, filtru, modulație de frecvență (prezentă în Sampler), etc ... Dar, pentru a obține un sunet mai pur posibil, folosind instrumente terțe părți, la care vom trece de revizuire.
Probabil, primul pe popularitatea în rețea este pluginul Cakewalk Sfz +, poziționat pentru a fi descărcat de la băncile SoundFont. Acesta a fost distribuit gratuit pentru o lungă perioadă de timp (numărul versiunii programului este de 1,0). Aparent, "marele" aliasing știa foarte mult, într-o epocă destul de primitivă din punctul nostru de vedere al computerelor. Prin urmare, Sfz + are nouă niveluri de complexitate a algoritmului pentru lucrul cu eșantionul, iar cel mai slab procesor va face față celor mai simple. În prezent, putem folosi în siguranță opțiunea "quality: 72", care corespunde celei mai înalte calități a redării, rezultatul acțiunii sale fiind arătat în figură. Este un pic mai mic decât idealul (DiscoDSP HighLife în modul de mastering), dar este bine la ureche. Dezavantajul lui Sfz + este disponibilitatea doar a instrumentelor de bază pentru lucrul cu eșantionul, printre care nu există posibilitatea stabilirii punctului de pornire, a punctelor de buclă și a opțiunilor de redare. Există, de asemenea, probleme cu utilizarea plug-in-ului pe 64 biți OS.
DiscoDSP HighLife - obiect de imitație în testele noastre. Cel de-al doilea algoritm de interpolare în modul "bounce" nu este mult inferior în ceea ce privește calitatea, dar este, de asemenea, dificil de utilizat în timp real din cauza încărcării mari a procesorului. Algoritmul "mod real-time", judecând prin spectrograme, coincide cu algoritmul "bun" în Sampler. Funcționalitatea plug-in-ului este oarecum mai extinsă decât cea a lui Sfz +.
Următoarea challenger: Vember audio Shorcircuit 1. Distorsiunile în transpunerea nu a auzit și, judecând din spectograma, algoritmul său are loc undeva între ideal și algoritmul bun Sampler'a. În plug-in există un set imens de filtre de o calitate excelentă, care nu se poate lăuda chiar și de Contact de la Native Instrument. Interfața este foarte simplă și ușor de învățat. Practic un butoi de miere, dacă nu o lingură de gudron, care poate fi citită la forumul utilizatorului. Acest plug-in dă o întârziere și mănâncă un eșantion de atac. Și în versiunea 1.0.15 acest lucru nu a fost (deci, dacă știi unde pentru a obține această versiune și sunt dispuși să împartă, va fi foarte recunoscător pentru tine). Dar merită menționat, întârzierea a aproximativ 32 de probe nu este critică. În Live, poate fi compensat. Un atac atacat nu poate fi fixat, dar nu poate fi observat de ureche. Următoarea versiune a lui Shorcircuit 2, mulțumită de interfața grafică îmbunătățită. Testele au arătat că atacul încețoșat nu era acolo, dar întârzierea era încă în vigoare. Este păcat că dezvoltatorii au lăsat acest lucru frumos neterminat. Apropo, dacă nu mă înșel, unul dintre autorii acestui sampler a fost în echipa Ableton, iar el este acum implicat într-un nou proiect de colaborare cu o abordare ideologică similară, dar cu unele caracteristici suplimentare și foarte user-friendly: bitwig.com.
Dacă doriți mai multe comparații cu alți sampleeri, atunci la sfârșit vor exista linkuri către metodologia și rezultatele care nu sunt reflectate în acest articol. Testarea tuturor pluginurilor existente este inexactă, iar unele nu sunt incluse în mod intenționat în articol (de exemplu, Contact și baterie), deoarece vreau să încurajez cititorul să efectueze el însuși experimentul. Pentru a face acest lucru, este suficient să încărcați un fișier audio de 15 kilohertzi sine sau orice fișier audio de înaltă frecvență în dispozitivul dvs. de prelevare preferat și să parcurgeți două octave în sus. Auzirea voastră nu va eșua.
Cei care au examinat cu atenție spectrogramele au observat că atunci când transpun o mostră într-o octavă, aceasta duce la o mai mică denaturare, deoarece algoritmul de interpolare este simplificat datorită modificării frecvenței de eșantionare a eșantionului la un multiplu de două ori. Dacă frecvența de eșantionare a eșantionului și a setărilor programului nu se potrivesc, acest efect va dispărea și rezultatele testului vor fi mai rănite în ansamblu. Soluția poate fi folosirea codecurilor pentru conversia offline a frecvenței de eșantionare a fișierelor audio chiar înainte de a le utiliza în proiect. Există multe instrumente pentru a face acest lucru, iar unul dintre cele mai bune este plugin-ul gratuit de la Voxengo r8brain gratuit.
Vreau să fac apel la studierea părții matematice, cel puțin la nivelul la care este disponibil pentru dvs., cei care încă nu au făcut-o (acest lucru este obișnuit între compozitorii digitali). Merită să începem cu teorema lui Nyquist și să citim manualul spre software sau alte documente, cum ar fi "Fișa tehnică a motorului audio" din Ableton, în care sunt descrise operațiile care duc la degradarea sunetului. Posesia de cunoștințe adecvate va evita deteriorarea nedorită a sunetului la crearea compozițiilor.
Curățați-vă sunetul!
Metoda și rezultatele testelor algoritmilor pentru conversia frecvenței programelor de eșantionare pentru lucrul cu audio:
src.infinitewave.ca/
Mat parte:
www.digital-recordings.com/publ/pubneq.html - Teorema Nyquist în contextul unei aplicații solide
en.wikipedia.org/wiki/Aliasing - aliasing
kunz.corrupt.ch/dsp - altceva util pentru sinteza digitală și crearea de efecte pentru "savvy"
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: