空間仿真與現場混音新感知(音相平移與音像定位)__文章 : 吳榮宗 前敘 聲音空間仿真系統在音響職場從概念到成熟與落實應用,這個技術在圈內已經被超級的神格化勝過當年的 FIR功能!諷刺 地當它正要在市面上開始全力推廣之際卻遭受到疫情的阻礙,這誇張的廣告才暫時消褪。 雙耳間的相關研究超過一個世紀至今仍未停止,目前筆者膚淺理解的身歷聲內容(內地直譯 沉浸 immersive單字,前後字義 忽略),這沒有對錯問題,個人比較喜愛合理的:空間仿真系統。 這段時間大規模接觸仿真系統就是 2021年廣展期間,各代理商搜刮地表上任何跟多聲道編碼,跟所謂沉浸式有扯上關係的, 包括身上的追蹤器、空間設計軟體等,都是趕緊一把抓住成為商業項目競爭產品。 在展位上都能瞧見把多聲道攤整出來,大大小小的喇叭方正的擺掛與環繞,播放著那些乾乾淨淨的罐頭音樂,聲音跑東跑西 的好似厲害高端啊! 當你是以一個從事現場演出的音控人員為出發,將潛規混音思維來面對這些聲場佈局時,你突然發現到自己完全是無法融入 甚至因不瞭解而排擠它!就像筆者碰到每一位職場音控人員論及多聲道設計,都是表態很難將其落實在現場演出的。 是的沒錯,因為業務推廣方向與認知不在同一條線上,坦白說若有想法的,你要聽這一些與現場演出無關的玄奇變化,聲音 定向飄飛的音樂,只消拿個平淡無奇的耳機在 YouTube上面尋找 3D Spatial audio,甚至 8維度的都有!到處充斥。 搞那麼多只音箱做推廣,對於實際現場演出定位感知,在真正落實上是有難度的,空間仿真總是被商人的認為帶著走,每每 總是要佈滿那麼多只音箱,你問原因,那只會造成交流過程的難堪而已,因為這一點連賣貨業務自己都不懂的。 (其實立體聲道就能達到空間仿真、沉浸...) 近代在多聲道空間仿真系統,商家幾乎是將它定位在大型的工程項目,文旅計畫等這類的場地,要落實在現場演出,光是 環境噪層與聲相定位就難以克服(可知道音箱自身繞射也會降低定位明確性,它就是問題之一,另外在舞台上的樂器本身 噪音底層更是關鍵,而且每一套系統大大小小要價不菲,因此當它被披上(高檔次)的外衣之後,那麼在演出這一行業裡面 就更鮮少有多聲道現場應用技術能夠被普及了,尤其各方面有關於空間仿真系統與現場演出應用的理解都有不一樣的詮釋, 再怎麼推廣也都是使用哪種計算或是編碼完成所謂沉浸系統,但是不會有現場混音的操作與感知定位這方面的課研。 有鑑於此,這方面就需要端正視聽科普一下了,也驅使筆者嘗試在空間仿真層面以落實現場混音演出做為文章的主要表述。 20年前課堂上筆者曾經預言,動態 EQ.與各式音頻插件將會成為混音平台的標配功能,果不其然滿街都是,上個網都還能 |
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天馬行空的多聲道編碼音樂,網路上比比皆是,接觸過沒。 _ |
空間仿真應用,由於技術資訊貧乏,總讓現場演出者排斥。 _ |
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從你熟悉的職場談音像(相)定位基礎 多聲道設計到底跟現場演出有什麼關係?當下的你、你、還有你、就是你在這一方面缺了什麼資訊,怎麼混音,看下去... |
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聲相平移泛律最後的影響是,當立體聲疊合成單聲相時。 _ |
典型平移泛律有:恆定增益、恆定功率兩種曲線。 _ |
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這個耳朵聽判量化之後的電聲技術,除了耳朵就整個頭部相關的器官與結構(每個人都有些許不相似),去捕捉到環境的聲音 |
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SIS( Spatial Imaging System )空間聲像系統(二維或類三維) |
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第一組圖框:音相定義可以隨著旋鈕平移,由於分流的牽絆讓位置與音箱的量級有一個合理的表達如圖色表示量級。但是常態 混音平台配置的 Mono總線輸出幾乎都是獨立電平的,能夠像第一組圖例有分流絆鏈的設計已經很少了。 第二組圖框:當透過 SIS分流鏈設計就能夠將所謂單聲相定義成圖上所顯示的範例。 第三組圖框:典型音相平移中間聲相分流的潛規則,從 -2.5、-3、0dB、-4.5、-6dB的平移曲線展示,它們影響在最先的立體 音像條件之下的混音平衡,在合併成為單聲相之後所丟失的分流增益值。 _ |
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所謂的單聲相不再是電平多寡調整,拿系統定義它可以單一只解釋,可以兩只可以三只甚至增益比例都能滿足感知調整, |
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典型系統由左至右再多串的音箱也都跟主喇叭分流無關,它們 都是獨立調整增益大小或是同訊號內容複製擴聲罷了。 _ |
圖例所顯示的補聲音箱幾乎都是單聲相的混合,在音像調整都是獨立接口,與主喇叭的分流牽絆無關。 _ |
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新的現場立體混音概念(實境優化 Reality Optimization) 有關頭部雙工(重)理論在 190x年代就開始有人研究了,至今時間差與強度差兩者融合於大腦對於方向的定判,源聲的前後 |
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耳間時差主要是雙耳永遠接收著資訊不會靜聲(平移)。 _ |
三者在聲音訊號所扮演的捕捉身份抽象圖。 _ |
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HRTF( Head-Related Transfer Function )頭部相關傳遞函數 |
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這是 Spat Revolution在聲場佈置之後所建立的平面與立面的音像視窗調整,喇叭高度在 1米。 _ |
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HRTF原理攻克之後,各種的感知調整曲線如雨後春筍遍佈,它也是每個人感情維度不一樣的最佳解釋! |
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SPAT軟體在 HRTF特性可以自行下載各種不同的感知維度,包 括修整成自己的感知曲線。 |
推薦這兩本有關空間仿真,右邊是 AES介紹的。 _ |
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2018 AES介紹一本有關於人耳頭部相關特性,Immersive Sound: The Art and Science of Binaural and Multi-Channel Audio 透過數學再量化到電聲系統成為現在多聲道設計的合理參考憑依,有興趣的朋友可以上網購買,這裡有一個書評網。 https://cycling74.com/articles/book-reviews-reading-up-on-spatial-audio-rumsey-roginska-geluso 好啦,說要簡化雙耳間的事卻也寫了這麼多,畢竟這些研究都是超過一個世紀的時間仍無休止,更是很難寫幾個字就能勾勒 出來的,接下來要介紹幾個跟空間仿真切身應用的軟體,從它們的設計與視窗操作過程能讓讀者對於現場定位感知,能夠進 入另一個混音的領域。最簡單的原則那就是免費!或者是合理實惠的軟體工具說明,這也是讀者們最喜愛的事情。 _ |
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典型現場多聲道規劃圖例 : 圖左 : 是多聲道應用在歌劇院、音樂廳、展演空間最多的設計型態。 圖右 : 現場演唱、發表會、主題空間、舞台劇最常使用的音箱佈局。 很多的商人推廣所謂的沉浸聲產品都會以左邊佈局來將人耳包圍起來,實際上這類推廣在事後往往都是失敗的作品,試想一個 項目現場怎會花一大筆預算來,最後事來播放罐頭音樂!這是商人販賣產品之前要先加強自身的技術應用認知。 右邊是實際在現場最會被採用的設計,而且也都只侷限在右上方的系統,因為當樂器分部定位,或是藝人移動的所見所聽, 右上方的擬真系統能夠有效讓音控人員表達出來,如果要再進一步延伸使用,它能夠規劃在舞台返送監聽上,提高舞台上的 清晰條件。 _ |
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HRTF特性可以自行下載各種不同的感知維度,包括自己的。 _ |
DearVR MICRO 在德國人的佛心之下,請將 DearVR MICRO的插件拿 下(MAC、PC通吃),我們就從裡開始。 它是一個立體聲道的插件,最快捷要理解它就是使 用耳機聆聽與調整,就能夠滿足個人在空間的感知 維度的變化,當然也支持音箱建構。 當你將它介入擴聲系統之後,驚人的聲場定位讓你 在混音當下會懷疑過去是怎麼混音的。 DearVR MICRO是將 HRTF原理融入,裡面聲場傳遞 原設就是以 NEUMANN KU100雙耳曲線展示,另外 的彩蛋就是(Sennheiser AMBEO)的數學演算法, https://en.wikipedia.org/wiki/Sennheiser#AMBEO _3D_Audio)。 操作過程可以自行無縫接軌轉換這兩個 HRTF曲線, 現在你發現到這個 DearVR MICRO空間仿真插件從頭 到腳都是純種德國血統了,至於定位對比,需要在 現場課研進行 混音示範才能有效理解。 功能簡介 : HRTH-dearVR = KU100預設,另一個是Sennhieser ELEVATION高度是過去在調整音相所沒有的感知, 當調整高度改變過程會得到聲音偏亮與悶盾感, 但是請別誤解它是 EQ,調整,不同高低度除了定位 明顯差別外,它有距離耗損仿真。 HRTF維度調整,一般在額頭 15°至 30°的變化最明 顯,各種樂器的感知不同,所以調整高度過程能夠 找到各樂器最佳的定位張力。 REFLECTIONS(反射)空間仿真功能在左下角提供幾個 常態的的係數:密、疏窗簾布,磚塊、牆面、玻璃... 透過 SIZE(尺寸)跟 LEVEL(量級)來營造環境。 另外一個合理於雙耳的 WIDTH(寬)音像寬比可以讓 聲音定位於左或右邊時,其相對的一方存在音像的 量級大小,這個寬比能滿足每個人不同的感知。 |
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這個插件能夠在各機櫃軟體平台之下打開使用(Live Professor、Gig Performer)安裝容易,操作容易,但是所得到的混音 |
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anymix pro http://www.iosono-sound.com 這是一個內鍵在 Nuendo軟體裡的仿真插件,單購它需要 265美金,會將它介紹給各位主要原因是 anymix pro除了理性的 增益平移基礎外,它在上混( Upmixing )的能力可以將原聲道演算成 8通道,便利的是隨時可以平行的比對編碼前後的比例 與聽判,視窗上的操作非常直觀,最適合初心者學習認識。 除了這個配置外,它還將空間距離感的演算加入,在個別的訊號樂器,或是組群仿真定位都可以隨心所欲的滿足個人的空間 感知。唯一可惜的是 anymix pro目前數學演算就只有 8通道數量,天空(上帝之聲)部份的支持暫時沒有。 _ |
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兩聲道的混音 anymix pro的空間演算有另一種感知。 _ |
多聲道最多 8通道,可以擬仿空間反射的佔比。 _ |
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anymix pro的聲場仿真偏重在理性的演算,它並沒有高度感知微調,不過在各種生活上的空間氛圍,anymix pro都將它模塊 化提供招喚使用,Upmix是它的平行調整比對的好工具,當擬將空間仿真到一個程度之際,可以將這個擬像的結果平行微調到 原始的結果,也就是能夠完全的擬真,也能夠平行原始訊號一起輸出。 還有一個響度曲線的調整,分別為 LINE(線性)、Sinusoidal(正弦)、Elliptical(橢圓),這些角度的變化能讓樂器訊號在音箱之間移動過程隨著感知設定而改變訊號指向強度感知,例如歌手順著舞台前緣移動,在訊號轉移音箱過程的影響要明顯, 可以選擇 Elliptical的濾波曲線。 光介紹這兩個空間仿真軟體就能理解各式各樣的 HRTF資訊可以創造出豐富的擬算軟體,他們可供線上遊戲,臉書 360度聲場 各種研發應用,現場演出僅是一部份市場而已。 _ |
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Nuendo在 Spatial+Panner的插件裡面提供了多聲道環繞解碼(Ambisonice Decoder 189歐元),除了能將多聲道編碼成為 |
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Ambisonice Decoder的調整視窗,感知功能字義特殊。 _ |
這是 Nuendo的 Spatial+Panner目錄裡的 VSTmultipanner。 它提供平面與立面的空間成像調整,這個音相平移的功能也 包含著 HRTF多維度的仿真,這是 Nuendo自己雙耳播放的頭部 相關傳輸功能 HRTF模式,模式可用: 標準模式使用 Nuendo的標準 HRTF 算法。 SOFA模式允許您使用以 SOFA文件格式保存的 HRTF。 這個模式只有加載 SOFA才能啟用。 若要深入 SOFA(Spatially Oriented Format for Acoustics)點擊 https://www.sofaconventions.org/mediawiki/index.php/SOFA_ specifications 還有 Facebook模式,上 VR視頻播放相同的 HRTF演算法。 也提供 YouTube視頻播放相同的 HRTF演算法。 唯一不同的是空間成像的微調是從電平增益多寡改變,舉例在 極左邊的訊號,可以調整在右邊出現的電平大小,但是沒有距 離感的調整,所以過多的分流增益會導致音相失效。 下圖左是 Nuendo自早期就配置的 Dolby多聲道編碼平面視窗 調整,就如上面所說的,當分流增益改變如圖例在視窗上出現 的藍色線條,它們是由下面的 FRONT(前方)、F/R(前/後、 REAR(後方)的調整旋鈕(以百分比表示),當調整至100%最大值 會讓音相分流失效,也就是變成單聲像的擴聲。 前面筆者有提到在多聲道入門與實惠的工具就是Nuendo平台, Dolby多聲道輸出接口的編碼在 Nuendo配置格式繁多,在TOP 全景聲的 7.1.4都包括在平台裡面。 在 Ambisonice decoder環繞聲場解碼端,它的音像調整也 支持擴聲使用,從左上圖例的面板上層能夠選擇耳機與音箱 使用,在這裡提供幾個操作必用的連貫字義 : _ |
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這個調整視窗就是 Nuendo標配的 Dolby多聲道編輯。 _ |
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YAW(偏擺)調整左右音相的角度。 PITCH音像旋角度作用,影響平移的感知比。 ROLL音像滾動角度調整,主定位音箱與輔音箱的明顯比。 儘管它們標定的功能字義是不一樣,但是所要調整的改變都仍是以 HRTF的內容作為聲場仿真,結果仍然是同一個目的。 使用 Nuendo在多聲道世紀上的優勢就是這些常態型的編碼,幾乎都是標配在軟體裡面,使用者不用再增加額外的費用就能 立即讓聲音系統從典型的結構轉變成多聲道空間仿真系統。 寫了這麼多貼了這麼多 Nuendo平台隨附的多聲道功能,這是因為筆者接觸多聲道啟蒙最早就是 N4,那個時代,杜比的編碼 就已經是標配了,來到了 N11版,現在連 7.1.4頭頂上的關注、3D Auro身歷其境,雙耳感知擬仿一直在進步。 從它的功能操作與解釋,可以讓自己在多維度混音定位的感知得到合理的解釋與練習。 _ |
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DearVR PRO德國人多聲道空間仿真插件(349美金),當它們安裝完成之後都會宿寄在 Nuendo音相功能裡面, |
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我們再進一步介紹它的視窗設計,左邊維度視窗裡面的實線是代表六個空間面向與耳朵的距離調整表示,而調整的參數就是 右邊 REFLECTIONS將即時聽覺點亮(綠燈),六個面向的距離差都能夠隨著自己的感知(HRTF)特性與現場的環境達到滿意的反 射結果,右邊隨附的 GAIN(增益)旋鈕調整,別誤會它不是音量調整,這個增益旋鈕式調整各面向的 REFLECTION(反射)明顯 程度。至於上方的 REVERB(空間迴響)仿真,在 DearVR-PRO裡面也預設了很多常態環境的聽判,這部份的介入也是依照每個 人豐富的感情美學爾有所不同,在此不多琢磨。 DearVR-PRO在線上遊戲空間仿真(上面有提到的 FuMa跟 AmbiX接口格式),三階( FOA、SOA、TOA)聲像輸出的編碼都有提 供,能支持到 13聲道的安排,筆者在現場使用這個插件,能夠很快速將民樂與古典樂這類演出的分部給與落定,然後會 利用其內部提供的 REVERB挑選一個自然渲染的空間感(與現場相似),這是一個很好的空間仿真工具。 _ |
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X/Y能夠理解後方感知維度。 |
X/Y能夠理解高度感知維度。 |
X/Y能夠理前後左右感知維度。 |
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結語 上述的空間仿真工具介紹都是在諸位讀者的口袋能力範圍內,請記住它們不是玩具,是能夠幫助自己優化職場工作質量的, |
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5.0編碼在現場演出設計最實際與最明顯(定位)。 |
多聲道現場演示(5.0空間仿真)。 |
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諸位要知道現場演出與播放那些樣品罐頭音樂是完全不同,當一位音控人員沒有事先理解上述頭部雙耳的那些相關,你根本 |
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