Mastering intersample peaks / szczyty międzypróbkowe w nagraniach komercyjnych

Efekt może być zupełnie odmienny dla różnych obwodów analogowych. Dla cyfry będzie to po prostu równe obcięcie szczytu - mnożysz liczbę przez jakąś wartość i nic się nie zmienia. Wymodelowanie analogowego przesterowania w cyfrze to nie taka prosta sprawa, zwłaszcza, że niekiedy nie bardzo wiadomo, co właściwie należy poddać symulacji. Żeby zobrazować problem: jako skrajny przykład przesteru posłużę się gitarowymi fuzzami - kto sobie robił takie proste obwody, ten pamięta, że co kolejna polutowana sztuka z tych samych elementów, to inne brzmienie. A w sprzężeniu zwrotnym scalaka (lub na wyjściu w przypadku distortiona takiego, jak MXR) były dwie zwykłe przeciwsobnie włączone diody, czyli stuprocentowy clipper i teoretycznie nie należało się spodziewać różnic w brzmieniu. Gdy jednak się zacznie zgłębiać temat, zaczyna się horror

Chcesz ocenić dźwięk po nadajniku?

Nie. Chyba że ten sygnał uprzednio obciąłeś na szczytach (niekoniecznie na poziomie 0 dBFS).

Czyli jest obcięta, a nie jak napisałeś: najwyższy punkt sinusoidy był dobity do 0
Zobacz rysunki tu (może już wcześniej to było).

tak

miernikiem TL Master Meter w Pro Toolsie

Wyraźnie podaję skalę, w jakiej podaję te wartości. Określenia dBFS, dBu, dbVU, dBSPL. etc. mają konkretne punkty odniesienia i nie moża powiedzieć, że coś jest cichsze/głośniejsze o 0.5dBFS. Jest tylko jedna wartość 0.5dBFS. Radzę koniecznie nauczyć się i zrozumieć dokładnie skale decybelowe, bo bez tego jest ciężko. Jedyna poprawna forma podania poziomu w odniesieniu do maksymalnej wartości szczytowej byłaby taka: "szczyt międzypróbkowy jest głośniejszy od wartości szczytowej utworu o 1.73dB". Wtedy podajemy tylko samo dB.

Mi się zdażają gorsze niedoczytania i wpadki forumowe, więc rozumiem Ale specjalnie chciałem napisać w taki "nauczycielski" sposób, żeby uczulić młodzież, która to czyta.
Utwory mają większy zakres dynamiczny niż się podaje, bo dźwięk cyfrowy to nie są schodki, tylko pomiędzy cyfrowymi punktami generowane jest płynnie zmieniające się napięcie i kiedy widzimy obcięte "brutalnie" szczyty stopy i werbla, to rzeczywisty rezultat jest znacznie bardziej zaokrąglony i nie słyszymy każdej stopy i werbla w formie trzasku, tylko brzmi to dla nas naturalnie. Przetworniki DAC po prostu odtwarzają "rozpędzonego waveforma" ponad poziom 0dBFS. Światowi masteringowcy korzystają umiejętnie z tego zjawiska:

oto uderzenie werbla w American Idiot zespołu Green Day:


oto uderzenie werbla w Wiem Czego Chcesz zespołu Bracia:



To jest mniej więcej różnica pomiędzy dźwiękiem przesterowanym, a zlimitowanym. To pierwsze w teorii jest nieprawidłowe, błędne i złe, ale w praktyce brzmi naturalniej i lepiej niż przykład drugi, który z wyglądu samego waveforma wygląda bardziej prawidłowo - przynajmniej wg. tego, czego zawsze byliśmy teoretycznie uczeni. W celach edukacyjnych podaję krótkie fragmenty obu nagrań.

Zrobiłem jeszcze eksperyment potwierdzający to co napisałem powyżej. Zredukowałem poziom o 3dB, następnie przepuściłem przez przetwornik DAC, zarejestrowałem z powrotem przez ADC i znormalizowałem wynik do oryginalnego poziomu szczytowego -0.3dBFS. Górny waveform to oryginał, dolny to wynik eksperymentu.



A tutaj wzięte pod lupę same szczyty:

Byłbym jednak ostrożny w ocenach "na obrazek" - jestem pewien, że podobne proste, nieposzarpane linie obserwowałem także po limiterze. Sprawdzę to przy okazji (teraz nie jestem w stanie).

Żeby taki eksperyment przeprowadzić prawidłowo, musiałbyś najpierw usunąć kondensatory w części toru, gdzie porusza się sygnał analogowy (wszystkie i wszędzie). Obecność kondensatorów uniemożliwia przejście napięcia stałego, a takim jest następujące po sobie wiele próbek o jednej wartości. Wystarczy teraz, że gdzieś na tej prostej linii, gdzie wcześniej był przester, zmienia się coś w najmniejszych możliwych wartościach (jak na screenach wyżej widać), by po przejściu przez obwód RC zmieniło się wszystko na bardziej poszatkowane w amplitudzie.
Inaczej mówiąc to, co pokazałeś w eksperymencie, jest nie dość, że przewidywalne, to wręcz prawidłowe i byłoby źle, gdyby obraz fali wyszedł inny (znaczyłoby to, że przetwornik działa źle i niestabilnie).

(no chyba, że faktycznie posiadasz przetworniki bez kondensatorów w torze wejściowym, co można łatwo sprawdzić, niemniej nie wydaje mi się, by ktoś dopuścił taką konstrukcję na rynek).

W takim razie właśnie efekt działania kondensatorów obserwujemy na tych prostych liniach, które stają się bardziej poszarpane?
Chciałbym jednak zwrócić uwagę na te bardziej wystające elementy po przepuszczeniu przez DAC czyli właśnie wspomniane szczyty międzypróbkowe wybiegające ponad poziom 0dBFS.

Tak, i będzie to za każdym razem, gdy wyjdziesz z przetwornika na zewnątrz w tor analogowy. Mało tego - wypuszczając już gotowy sygnał z CD do odsłuchu mamy dokładnie to samo (już pomijam, że głośnik nie jest w stanie dokładnie odtworzyć prostej linii czyli wychylić się od neutralnego położenia i zatrzymać się na chwilę, nie dając żadnych oscylacji - to niemożliwe, choć lekkie konstrukcje jak np. elektrostaty już są bliżej, jednak teoretycznie, by to oddać, należałoby przenieść sygnał wyżej, niż wymagane dla ucha ludzkiego pasmo akustyczne).
Problem (w sensie obserwacji omawianego zjawiska, bo dla ucha nie musi on być problemem) jest w chwili przejścia do świata analogowego (to nie jest zasada, a wysokie prawdopodobieństwo - bo w takim np. 1176 czy Twoich SSL są elementy RC bo po prostu muszą być (np. po to, by w ogóle mógł działać EQ)), z tym że efekt poszarpania opisany wyżej nie będzie się zwiększać przy kolejnym przejściu przez następny tor, a będzie po pierwszym dużym poszarpaniu płaskiego przebiegu co najwyżej dążył do wygładzenia kolejnymi ale mniejszymi zniekształceniami - czyli będzie się kierował bardziej w kierunku krótkiego impulsu szumowego.
Czyli jeśli sklipujesz grupę bębnów i wyprowadzisz ją gdziekolwiek, nie zmieniając nic, to już w trakcie odsłuchiwania słyszysz ją poszarpaną, jak na obrazku. Ale powtórne zabiegi na tym sygnale mogą paradoksalnie to poszarpanie złagodzić dla ucha, robiąc coś na zasadzie dalekiej analogii do ditheringu (poszarpanie gęste ale małe w amplitudzie, w porównaniu do pierwotnego).
Podsumowując - efekt prostej linii z powodu przesteru może istnieć w kolejnych zabiegach pracy w domenie cyfrowej (ale nie zawsze), i na końcu np. po zgraniu pliku. Jednak nie zostanie on prawdopodobnie już nigdy w ten sposób precyzyjnie oddany dalej w torze analogowym aż po głośnik włącznie.

Edit: ktoś zapyta: dlaczego wobec tego limiter może być gorszy od klipowania? Dlatego, że jest inny rozkład harmonicznych.

Oj, widzę że się nie rozumiemy. Nie kwestionuję tego, czy o to chodzi, czy nie. Podważyłem sens w/w eksperymentu, a następnie wywołany do tablicy nieco zgłębiłem temat - tylko tyle