Что произошло с динамическим диапазоном?

ВОЙНА ЗА ГРОМКОСТЬ

      На форуме при сайте одной из известнейших рок-групп недавно появилась петиция (уже подписанная многими тысячами поклонников) примерно такого содержания:

      Новый альбом Death Magnetic?- это фантастическая работа «Металлики», однако многие из нас разочарованы скверным качеством аудиозаписи на диске. Всем, кто послушал сэмплы из игры Guitar Hero 3, совершенно ясно, что этот же альбом звучит в сотни раз лучше в видео игре, чем на CD или виниле! Пожалуйста, подпишите петицию за то, чтобы альбом выпустили еще раз в перемикшированном или ремастированном виде, в зависимости от истоков появления этой проблемы. А также за то, чтобы следующие альбомы «Металлики» не страдали от подобных просчетов и не участвовали в той войне за громкость, что охватила современную музыку.

      Ключевыми словами и в этой, и в массе других подобных историй, касающихся качества записи современной музыки, являются слова «война за громкость», или loudness war на языке оригинала. Но может быть, мы - меломаны, потребители, слушатели - сгущаем краски?

      В августе 2006 года один из дискуссионных рассылочных листов музыкальной индустрии распространил необычное письмо, посвященное мастерингу коммерческих аудио-CD. Необычность письма, в одночасье разлетевшегося по форумам любителей музыки, заключается в том, что его автором был не артист или звукоинженер, а один из топ-менеджеров индустрии Анжело Монтоне, вице-президент подразделения A&R («артисты и репертуар») лейбла One Haven Music, входящего в группу компаний Sony Music. Написал же Монтоне следующее:

      С музыкой происходит нечто чудовищное… Эти вещи насаждаются A&R- департаментами последние лет восемь: по вальное злоупотребление сжатием динамического диапазона, к которому мастеринг-инженеры принуждаются вопреки их воле, профессионализму и всем разумным доводам. Ошибочное мнение, будто «супергромкая» запись будет звучать лучше и словно по волшебству превратит песню в хит, привело к тому, что большинство релизов от главных лейблов в последние годы стали акустическим нападением на слушателей… Вы когда-нибудь слышали один из тех тестовых звуковых сигналов, что передаются по ТВ-каналу в периоды, когда станция не работает в эфире? Вы обращали внимание, как быстро и сколь болезненно вас начинает раздражать этот звук? И это именно то, что вы делаете с песней, когда подвергаете ее сверхсжатию. Вы уничтожаете всю динамику…

      Еще один впечатляющий штрих к той же теме можно найти на сайте www.cdmas teringservices.com, посвященном профессиональной звукозаписи. Там большой резонанс вызвала статья мастеринг-инженера Боба Спира (Bob Speer). Написанная еще в 2001 году, она недавно пополнилась свежими данными, доказывающими, что актуальность матерала ничуть не утрачена.

      Что произошло с динамическим диапазоном?! — недоумевает Спир.?- Вот тот вопрос, который следует задавать музыкальным лейблам, продюсерам, артистам и, не в последнюю очередь, инженерам звукозаписи и мастеринга. То есть всем тем, кто в ответе за происходящее с музыкой. Большинство из того, что мы слушаем сегодня, — это не более чем искажения, сопровождаемые ритмом. И не потому, что музыка плохая. Замечательная музыка страдает из-за до предела ужатого динамического диапазона, который лишает ее силы, эмоций и прозрачности. Большинство выпускаемой сегодня музыкальной продукции — это вообще не музыка. Это скорее антимузыка, потому что сама жизнь выдавливается из нее технологиями сверхсжатия на этапах трекинга, микширования и мастеринга. Неудивительно, что все меньше людей желают платить за нее деньги.

      В эту подборку цитат можно было бы включить и высказывания знаменитых музыкантов, возмущенных тем, что происходит со звукозаписью. Но одна из главных причин того, что ситуация не меняется уже десятилетие, а давно известная проблема лишь обостряется, — это, увы, зачастую и позиция самих музыкантов. Ибо именно они и их менеджеры, прекрасно сознавая, что качеству звука будет нанесен непоправимый ущерб, все равно голосуют за то, чтобы финальная запись была «не тише, чем у других».

      Короче говоря, в уродование «продукта» вносят вклад все «участники процесса», снизу доверху. И дабы понять, почему союз дивного мира музыки и компьютерных технологий породил такое страшилище, рассмотрим техническую сторону проб лемы.

Психоакустика и физиология

      Для мейнстрима поп-музыки громкость всегда была весьма и весьма желательным качеством. Да и вообще, почти любая музыка звучит лучше, когда она громкая. Она более эффектна, вы можете расслышать больше деталей и получаете лучшее ощущение музыкального пространства. Наконец, чем громче песня в целом, тем больше она выделяется на фоне окружающего шума повседневной жизни и тем больше привлекает внимание (что принципиально важно для успешных продаж).

      Однако громкость и динамика музыки?- это далеко не одно и то же. Громкость?- вещь относительная. Исследования в области психоакустики, изучающей разнообразные аспекты восприятия звуков человеком, показывают, что люди судят об общей громкости звука не по пиковым моментам максимумов, а на основе среднего уровня громкости. По данной причине, если у двух сравниваемых песен самые громкие моменты имеют один и тот же уровень при замерах аппаратурой, для человека более громкой в целом будет восприниматься та песня, у которой более высок средний уровень громкости.

      При этом внутреннее ухо человека автоматически «гасит» чересчур громкие звуки, чтобы себя защитить. Так что на бессознательном уровне, как свидетельствуют специалисты, мозг сам связывает компрессию звука с громкостью. А громкие звуки, с эволюционной точки зрения, заслуживали повышенного внимания для физического выживания. Иначе говоря, звук со сжатым динамическим диапазоном, вероятно, воздействует на психику как более важный и захватывающий.

      Каким образом все эти идеи нашли свое отражение в эволюции музыкальной индустрии? Динамическим диапазоном принято называть разницу между самыми тихими и самыми громкими звуками, которые может слышать человек. Или, в приближении к сути проблемы, это разница между самыми тихими и самыми громкими звуками в музыкальной записи. Динамический диапазон измеряют в децибелах?(дБ). Для сравнения можно указать, что динамический диапазон музыки на живых концертах достигает 120?дБ, на записях кассетных магнитофонов около 40?дБ, у виниловых пластинок где-то 70?дБ, а на аудио-CD до 96 дБ (теоретически, во всяком случае).

Сверхсжатие в картинках

      Очевидным признаком давней войны за громкость являются перемены, происходящие с графиками звуковых колебаний песен за последние два десятка лет. Хорошим примером могут служить графики для треков с дисков отличной канадской группы Rush за период с 1985 по 2002 год (подготовленные Рипом Роуэном и опубликованные еще шесть лет назад наwww.prorec.com/Articles/tabid/109/EntryId/247/Over-the-Limit.aspx). Группа сочиняет и исполняет сложный и умный прог-рок, профессионально занимается звукозаписью не один десяток лет, однако устоять перед охватившим всех поветрием оказалось не под силу даже самым авторитетным музыкантам Канады.

      Из приведенной иллюстрации хорошо видно, что постепенно изменяется не только средняя амплитуда, но и все больше и больше усиливается компрессия динамического диапазона. В итоге между средним уровнем сигнала и пиками максимумов остается чрезвычайно мало различий. Альбом 2002 года «Vapor Trails», по признанию поклонников, из-за такого сверхсжатия слушать просто невыносимо. И хотя сами песни и исполнение очень хороши, запись была загублена буквально на всех этапах производства, так что переиздать альбом с новым ремастерингом в принципе невозможно. Только если отыграть и записать все заново.

      Немного подробней происходящуюю обработку аудиосигнала можно понять из ниже приведенных рисунков. Первоначальная запись сжимается при помощи комрессора, в данном случае на 20 дБ. Во времена эпохи аудизаписей на магнитных носителях этот способ обработки аудиосигнала использовался на аппаратуре нулевой группы сложности и давал весьма не плохие рузультаты с области снижения шумов, поскольку прослушивались данные аудиозаписи при помощи эспандеров, растягивающих зажатую запись на теже 20 дБ и автоматически опускающие уровень шума самой записи на эти самые 20 дБ. В цифровой записи использование сжатия тоже возможно, однако прослушивание без эспандера сильно искажает восприятие музыкального сигнала - складывается ощущение, что музыка буквально тужится.

Первоначальная запись

Сжатие динамического диапазона на 20 дБ

Красным показано увеличение амплитуды более тихого сигнала, что как раз и вносит "грязь" в восприятие

Все пошло с винила

      Звукозаписывающие компании начали вступать в битву за громкость с начала 1960-х годов — когда было обнаружено, что более громкие песни из музыкальных автоматов-джукбоксов, как правило, привлекают большее внимание публики. Поэтому было сочтено, что для большей конкурентоспособности пластинки весьма желательно добавлять песням громкости. Однако физические особенности виниловых пластинок естественным образом ограничивали желания продюсеров и возможности инженеров по наращиванию громкости.

      Виниловая пластинка представляет собой лаковую поверхность, в которой прорезаны тонкие канавки V-образной формы для вибрационной записи аналогового звука. Создание всякой пластинки в студии звукозаписи включает в себя процесс, именуемый мастерингом, когда песни выравниваются по уровню звука и размещаются в подходящем порядке, чтобы вписаться в требования заданного носителя. Мастеринг для винила всегда был отысканием равновесия между громкостью и временем воспроизведения. Чем громче хотелось сделать песню, тем реже нужно было размещать канавки, способные зафиксировать более размашистую амплитуду записи. Выигрыш в громкости означал принесение в жертву времени воспроизведения, что особо критично было для долгоиграющих пластинок-лонгплеев, где на сторону обычно умещалось лишь до шести песен длительностью три-четыре минуты.

      Поскольку для экономии на стоимости производства количество виниловых дисков в альбоме не превышало одного-двух, то в противоборстве громкости и времени воспроизведения, как правило, выигрывало время. Аналоговые компрессоры той эпохи обычно представляли собой усилители выходного сигнала, применяемые по отдельности к каждому из каналов многодорожечной звукозаписи. Это позволяло регулировать индивидуально звук каждого трека (вокал, клавишные, гитары, ударные и т. д.), добавляя в общую картину прозрачности или изменяя звучание с помощью дополнительных эффектов обработки.

      Однако в некоторых случаях (впервые, вероятно, при выпуске хитовых синглов студией «черной» музыки Motown Records) компрессоры стали использовать для искусственного повышения громкости до уровней куда выше среднего. Мастеринг-инженеры сокращали динамический диапазон песни так, чтобы трек целиком можно было усилить до максимального уровня и при этом еще не выйти за физически допустимые пределы винилового носителя. Такой способ получил название «горячий» мастеринг и, как правило, применялся к синглам, где каждая сторона пластинки содержала всего по одной песне, поэтому канавки можно было прорезать менее плотно, чем на лонгплеях.

В ожидании перемен

      Одна из причин востребованности сверхсжатых записей среди массовой публики заключается в особенностях современного «потребления музыки» (как бы нехорошо это ни звучало). Количество аудиофилов, ценящих тонкие нюансы музыкальной картины и слушающих записи на высококачественной аппаратуре, сравнительно невелико. Можно даже сказать ничтожно в сравнении с теми легионами, которые слушают музыку на ходу через MP3-плеер, а также из дешевых автомобильных или компьютерных аудиосистем. Для основной массы людей это фоновая музыка, которая тем более привлекательна, чем лучше она забивает шум окружающей жизни. В качестве такого «звукового барьера» сверхсжатые записи с ровным уровнем звучания подходят идеально. Для красивого и сравнительно безболезненного выхода из войны за громкость, охватившей музыкальную индустрию, есть несколько вариантов. Например, предлагают сверхсжатые версии альбомов распространять лишь через Сеть, а на CD выпускать исключительно «аудиофильские» версии записи с полноценным динамическим диапазоном.

      Существенно иной вариант, всерьез рассматриваемый ныне музыкальными продюсерами — это совместно разработать и принять общий для индустрии стандарт, регулирующий базовые параметры качественной звукозаписи. Как это уже давно сделано киноиндустрией применительно к звуковым дорожкам фильмов. Другое техническое решение подразумевает перенос режима сжатия на конечное оборудование пользователя. Тогда сами слушатели могли бы выбирать, какой динамический диапазон записи подходит им для воспроизведения в каждой конкретной ситуации. Более дешевый вариант того же самого — это выпуск двух отдельных, двухсторонних или двухслойных дисков, с двумя вариантами одной и той же аудиозаписи.

      Вариантов решения проблемы, короче говоря, довольно много. Было бы лишь желание что-то менять.

Кто виноват?

      Наши анализаторы в первую очередь воспринимают не абсолютное значение соответствующих раздражителей, а их изменение. Школьный эксперимент, иллюстрирующий это утверждение, таков. Подержите одну руку в горячей воде, а другую — в холодной, а затем опустите обе руки в одну и ту же емкость с теплой водой. Сигналы терморецепторов обеих рук начнут противоречить друг другу, ведь для одной из рук вода разогреется, а для другой — остынет. Кстати, это одно из отличий «живого» измерения от технического…

      Чуть более сложный пример. Относительное изменение частоты звуковых колебаний, образующих мелодию, услышит любой. Фальшь — несоответствие музыкальных интервалов «правильным», ожидаемым, услышать нетрудно, так что даже начинающий гитарист легко подстроит к одной струне своего инструмента все остальные струны. Для того же, чтобы выстроить абсолютную частоту гитары, нужен камертон — источник фиксированной частоты. Многие музыканты обладают абсолютным слухом — способностью определить высоту простого звука. Но полностью полагаться на эту способность нельзя, поэтому перед началом выступления симфонического концерта один из солирующих музыкантов задает тон, по которому все остальные подстраивают свои инструменты. Точно так же, как к тону, нам приходится подстраиваться и к громкости.

      На каком этапе преобразования звука оказываются более сложными?- на пути от его источника до воспроизводимой записи или от восприятия акустических колебаний до формирования эмоции? Конечно, на втором. Неотъемлемыми частями звукового анализатора являются не только слуховые рецепторы, но и мозговые центры, отвечающие за обработку, восприятие и «оценку» звука. Более того, при всей сложности звукорежиссерской профессии первый из названных этапов преобразования музыки поддается формализованному описанию и стандартизации, а второй — нет. Изменение громкости — мощный инструмент выразительности звука. Конечно, можно обойтись и без этого. Например, клавесин издает звуки в достаточно узком динамическом диапазоне (его молоточки бьют по струнам с одинаковой силой). Такая музыка тоже может быть источником острого наслаждения. Однако создание фортепиано (вдумайтесь в название: «громко-тихо»), ставшее возможным благодаря изобретению рояльного механизма, дозирующего силу удара молоточка в зависимости от особенностей нажатия клавиши, обогатило музыку новыми оттенками.

      То, что индустрия звукозаписи, прекрасно понимая изложенные соображения, шаг за шагом сужает динамический диапазон своей продукции,?- один из примеров парадоксальной регуляции рынка. В тех случаях, когда потребитель принимает решение о покупке, ориентируясь на второстепенные качества товара, продукция всей отрасли может деградировать, оптимизируя лишь те качества, которые воспринимаются при поверхностном знакомстве. Вот аналогия из иной отрасли. Как вы думаете, какой параметр будут оптимизировать издатели, выпускающие, к примеру, научно-популярную литературу? Забота о качестве текста, требующая серьезных вложений в авторов и редакторов, не повышает продажи, а вот оттачивание броскости обложек оказывается весьма выгодным делом.

      Но, с другой стороны, часто ли мы выбираем, ориентируясь по сущностным качествам предметов, а не по внешним сигналам? Как мы выбираем профессию, политиков, способы заработка? Нет уж, давайте лучше о музыке…

    Опубликовано в журнале «Компьютерра» №39 от 21 октября 2008 года Автор: Киви Берд