Phase Issues 相位问题的解决

在录音、混音甚至母带制作过程中都可能会出现相位问题,因此在整个过程中了解潜在的问题非常重要
该文非常专业(因为根本不是我写的), 原文来自于Sonarworks网站, 由Tiki Horea原创的Fixing Phase Issues, 我只是利用google翻译, 并修复了几个自动翻译的瑕疵. 全文如下:

你是否经历过在单声道环境中, 聆听一首本来不错的立体声混音, 却注意到某些元素变得更薄、更弱,甚至完全消失了?如果是这样,您的混音很可能存在一些相位问题. 在这个时代, 使用单声道进行混音监听依然意义重大.

俱乐部和酒吧的音响系统通常是单声道的,场馆中的许多低音炮系统也是如此。商场、杂货店和其他公共场所的音响系统可能是单声道的。本质上,任何扬声器设置如果距离太近或太远以致听者无法感知立体声,则应将其视为单声道播放系统。

通过混合来确保单一兼容性无法通过一揽子方法实现。当以立体声或单声道播放时,混音元素听起来应该类似平衡,熟练的混音师会警惕将立体声混音折叠为单声道可能产生的问题。让我们看一下导致相位问题的原因,并了解如何避免录制可能导致相位问题的声音。如果我们的混音折叠为单声道,这将帮助我们混音而不必担心相位问题。

什么是相位?

“相位”是指声波在时间上的位置,以度为单位。下面的动画展示了圆波和正弦波如何通过显示同一信号随时间变化的振幅和角频率来同时表示信号的相位.

图片来源:S. Kelley for the National Institute of Standards and Technology

当信号头部的绿点移动时,它的位置可以用度数来描述。圆圈上显示的 360 度相位角与同一时间点的正弦波相位相匹配。当信号达到圆和正弦波上的最高幅度时,其旋转已经覆盖了90°。 

相位是一种相对测量,这意味着音频信号的相位仅在两个相同或非常相似的波形在声学上或在混音过程中组合时才对我们重要。单个声音不会被听众感知为具有正确的极性。当两个麦克风捕获一个声源时,所得输出由两个信号组成,并且两个麦克风信号之间的相位关系很重要。当两个信号混合在一起时,移动一个麦克风相对于另一个麦克风的位置将导致听觉上不同的混合。

让我们以从单个扬声器播放的正弦波为例,并由距离扬声器稍有不同距离的两个麦克风拾取。第一个麦克风拾取最高振幅的波形,第二个麦克风拾取最低振幅的波形。两个麦克风的信号彼此相差 180°。如果这些信号加在一起,结果将是沉默。

极性还是相位?

Ø 

您在各种模拟设备和插件的开关和按钮上都见过这个符号。人们常说它“翻转信号的相位”。准确地说,您应该说开关反转了信号的极性。极性反转会使峰变为谷,同时保持时序完整。相比之下,相移通过将一个波形相对于另一个波形的时序滑动时间延迟. 下面的 GIF 显示了两个相同的波形从同相变为 180° 异相。在相量表示中,您可以看到一个波相对于另一个波移动了多少度。

图片来源:S. Kelley for the National Institute of Standards and Technology

梳状滤波和检测相位问题

我们知道,极性相反的纯正弦波混合在一起会相互抵消。当两个或多个具有不同相位关系的现实音乐信号组合在一起时,就会产生可听频率干扰,称为梳状滤波。由此产生的频率响应看起来类似于梳子,具有规则间隔的峰和谷。这可能是多个麦克风拾取单个声源或处理具有延迟效果的音频信号时的结果。

粉红噪声受到梳状滤波的影响

如何监听梳状滤波

聆听由相位问题引起的梳状滤波非常重要。首先,注意任何没有聚焦中心图像的立体声。这可能是左右声道之间的相位差造成的。其次,如果声音似乎来自扬声器外部或来自您身后,则可能存在相位问题。第三,如果您发现低频乐器即使提高低频也听起来很弱,则可能存在相位问题。第四,如果您以单声道聆听立体声混音,并且某些声音的音量变得很低或完全消失,则存在相位问题。

立体声信号和混音中的相位问题在耳机中可能不如扬声器中明显,因此请务必检查扬声器上的耳机混音。即使是笔记本电脑扬声器也可能会暴露出您在耳机中可能听不到的相位问题。当然,如果您的扬声器设置不正确且极性接线不正确,您将无法正确检测这些问题。

相位问题何时以及如何发生?

在录音、混音甚至母带制作过程中都可能会出现相位问题,因此在整个过程中了解潜在的问题非常重要。以下是一些需要真正注意阶段问题的时候:

1. 当使用超过 1 个麦克风或信号路径来录制源时。

  • 用多个麦克风录制的鼓是相位问题的常见来源,因为放置在各处的麦克风会拾取相同的声音。
  • 同样,原声吉他、吉他箱、钢琴和其他使用多个麦克风录制的乐器也容易出现相位问题。
  • 电吉他、低音吉他或任何通过 DI 和麦克风录制的乐器都存在风险。

所有这些情况下的问题是,与其他麦克风相比,到达一个麦克风或 DI 的声音之间存在时序差异。发生这种情况是因为声音传播到最远的麦克风比传播到最近的麦克风需要更多的时间。同样,电信号在空气中的传播速度比声音快,因此 DI 信号将稍微领先于麦克风信号。麦克风之间的时间差为每英尺(30 厘米)1.13 毫秒,小于 0.04 毫秒(1 厘米)的差异可能会导致可听见的相移。

2. 使用鼓样本时

无论您是要增强现场录制的鼓,还是通过分层样本创建自己的底鼓或军鼓,您都面临着产生相位冲突的风险。声音的波形必须具有相似时间的峰值和谷值,否则声音的混合将变得微弱,几乎没有低频。

两条轨道显示了现场录制的军鼓的顶部和底部麦克风。顶部麦克风和底部麦克风的波形排列得很好,确保了正确的相位对齐。如果您录制的顶部和底部军鼓麦克风没有像这样排列,请反转极性或滑动底部军鼓轨道以更好地与顶部轨道对齐。

3. 立体声合成器

如果混音中的立体声合成器听起来比左右扬声器更宽,请平移两个轨道中心以单声道聆听它们。如果它们听起来很弱,那么该补丁可能会使用相位处理来实现其令人印象深刻的宽度,这在折叠成单声道时会导致问题。对于这种声音,您可能希望在混音中仅使用信号的一侧。有时,平移单声道信号实际上更适合与大量宽立体声元素的混音。

立体声低音声音存在风险,因为相位问题会破坏低频。作为一般准则,具有大量低端内容的元素应该是单一的。想想底鼓、低音吉他和合成低音曲目。

4. 并行处理

并行处理将声音与其本身经过高度处理的副本结合起来。如果并行轨道处理以错误的方式影响源的相位,您最终会得到一个损坏的结果。始终以极性和反极性试听平行轨道,以听听哪个版本可以获得更好的结果。

这对于顶部和底部军鼓麦克风以及 DI 和麦克风拾取的吉他或贝斯信号来说也是如此。每当将两个内容基本相同的信号组合在一起时,请务必检查极性或相位问题。

5. 立体成像和 Widener 插件

此类插件使用心理声学处理来增强轨道的立体声宽度。许多人试图保持单声道兼容性,但有些可能会导致相位问题,从而损害混音的单声道版本。 

6. 混合中固有的问题

混音中的低频内容包含可以相互交互的长波形。一旦混音完成,我发现用正常和翻转极性试听低音很有用,以了解哪个版本在混音中效果更好。您可以对底鼓甚至主唱(一次一种乐器)执行相同的操作,看看反转这些信号的极性是否有助于曲目更好地融入混音。 

可视化相位问题

始终通过单声道聆听来检查您的工作,但仪表可以提醒您可能存在的相位问题。矢量示波器和相位相干仪提供有关轨道或混音包含多少同相和异相内容的视觉反馈。读取相位表需要一些练习,但值得付出努力。流行的矢量示波器通常是立体成像仪插件和 iZotopeAudec、 Voxengo制作带有免费选项的流行仪表插件。

Izotope 的 Ozone 10 矢量示波器显示立体声宽度以及指示同相 (+1) 和异相 (-1) 内容的相位相关计。

如何防止相位问题

在录制时从源头获取轨道是理想的情况。 

录音时,请确保检查多轨乐器的麦克风相位关系。一种简单的方法可以在音乐家演奏时完成。以单声道监听两个麦克风并翻转其中一个麦克风的极性。调整麦克风位置,直到两个音轨尽可能相互抵消。一旦声音变得极其稀薄并经过梳状过滤,撤消极性翻转,瞧!令人惊叹的同相轨道。

使用重合 (X-Y) 对完成的立体声录音 提供出色的单声道兼容性和自然但有些狭窄的立体声场。小型振膜电容非常适合 X-Y 配置,因为它们适合安装在带有立体声杆的单个麦克风支架上,并且其较小的外形尺寸允许非常精确的对准。相比之下,一对间隔开的麦克风可以产生具有传奇色彩的立体声场,但单声道兼容性较差。

当用一对间隔的麦克风录制鼓的开销时,两个麦克风放置在距军鼓中心相同距离的位置非常重要。将电缆的尖端放在军鼓的中心,并将电缆的长度拉至一个麦克风的尖端。现在调整第二个麦克风,使其与军鼓中心的距离相同。

如何解决相位问题

可以使用手动或自动技术来修复混音中的相位问题。 

  1. 手动移动波形

如果反转极性不能解决问题,则磁道的异相可能小于 180°。放大以查看样本级别的波形并抓取稍后发生的轨道。将其向前移动,直到其峰值尽可能与其他轨道的峰值对齐。这种移动可以在聆听并同时观看相位相关仪时完成。但是,请小心移动房间麦克风或头顶麦克风,尝试将其波形与近距离麦克风对齐,因为移动可能会消除自然录音的空间感。另一方面,这种效果在某些情况下可能会很有趣。 

  1. 微延迟插件

Waves InPhase 和 Little Labs IBP 等工具让您可以通过调整轨道的时间、相位或极性来调整轨道的相位。这些插件还有许多其他功能可以帮助完成该过程。 

  1. 自动对齐插件

SoundRadix Auto-Align 是自动对齐插件之王。该插件可以将任何轨道与参考轨道进行比较,并自动建议最佳对齐方式。用户可以从几种建议的对齐方式中进行选择,以决定哪种听起来最好。自动对齐柱可以在录音过程中对两个相对移动的麦克风进行时间对齐,就像演员的吊杆麦克风和领夹式麦克风混合在一起时一样。

  1. 不解决相位问题

如果相位问题听起来不错,则无需修复它们。其中一些甚至可以让您的混音听起来更好!例如,吉他箱体通常是多麦克风的,因此可以混合麦克风以创建梳状滤波,从而增加乐器音色的生命力和维度。通过调整两个麦克风之间的混音,您可以创建一种在繁忙的混音中脱颖而出的声音。 

警告:自然界中会发生一些轻微的瞬态拖尾和一点点梳状滤波,修复每个可能的相位差异可能会使您的混音变得不自然。当多轨鼓和吉他放大器增加声音的深度和凝聚力时,自然发生的瞬态拖尾现象。

结论

相位出现问题是最糟糕的,直到解决问题。警惕影响立体声混音单声道版本的相位问题,但也要了解何时利用相位差来发挥优势。 

享受乐趣并正确对待您的客户!