Что такое звук #
Звук — это механическая волна, распространяющаяся в среде (воздухе, воде, твёрдых телах). В музыкальном производстве мы работаем с звуком в двух формах:
- Аналоговая — непрерывные колебания давления воздуха
- Цифровая — дискретные образцы (samples), записанные компьютером
Физика звука #
Любой звук описывается тремя основными параметрами:
1. Частота (Frequency) #
Частота определяет высоту тона. Измеряется в Герцах (Гц) — количество колебаний в секунду.
Note
Диапазон слышимости человека: 20 Гц — 20 000 Гц (20 кГц). С возрастом верхняя граница снижается.
2. Амплитуда (Amplitude) #
Амплитуда определяет громкость звука. Измеряется в децибелах (дБ).
| Значение дБ | Пример |
|---|---|
| 0 дБ | Порог слышимости |
| 30 дБ | Шёпот |
| 60 дБ | Обычный разговор |
| 90 дБ | Концерт |
| 120 дБ | Порог боли |
| 140 дБ | Взлёт реактивного самолёта |
Цифровые dBFS (Decibels Full Scale) #
В цифровом аудио используется другая шкала — dBFS (децибелы относительно полной шкалы). В отличие от аналоговых дБ, здесь 0 dBFS — это максимум, а все остальные значения отрицательны.
| Значение dBFS | Название | Описание |
|---|---|---|
| -∞ dBFS | Тишина (Silence) | Полное отсутствие сигнала |
| -72 dBFS | Шумовый пол 16-bit (Noise Floor) | Минимально различимый сигнал при 16-bit |
| -60 dBFS | Тихий сигнал | Фоновые шумы, тихие инструменты |
| -24 dBFS | Тихий рабочий уровень | Тихая речь, лёгкие инструменты |
| -18 dBFS | Номинальный уровень (Nominal Level) | Стандарт цифровой записи, точка отсчёта |
| -12 dBFS | Средний уровень (Average) | Средний уровень поп-музыки |
| -6 dBFS | Пиковый уровень (Peak) | Рекомендуемый максимум для headroom |
| -3 dBFS | Headroom минимальный | Последний безопасный пик перед клиппингом |
| 0 dBFS | Full Scale (Клиппинг) | Максимум — выше идёт искажение |
| +6 dBFS | Over (в 32-bit float) | В 32-bit float сигнал может превышать 0 dBFS без клиппинга |
Почему шкала перевёрнута?
В аналоговом мире 0 дБ — это тишина, а чем больше число, тем громче. В цифровом мире 0 dBFS — это максимальная громкость, а всё, что "громче", обрезается (клиппинг). Поэтому шкала идёт от -∞ до 0, где -∞ — полная тишина, а 0 — предел.
Headroom — запас громкости
Headroom — это расстояние между пиковым уровнем сигнала и 0 dBFS. Профессиональные инженеры оставляют 3–6 dB headroom при записи и сведении, чтобы пиковые моменты не клиппировали.
3. Форма волны (Waveform) #
Форма волны определяет тембр — то, по чему мы различаем инструменты.
Частотные диапазоны #
Понимание частот — ключ к EQ и сведению. Вот основные диапазоны:
| Диапазон | Частоты | Что содержится | Примеры |
|---|---|---|---|
| Sub-bass | 20–60 Гц | Ощутимый больше, чем слышимый | Sub-bass, kick bottom |
| Bass | 60–250 Гц | Низкие частоты | Бас-гитара, kick drum |
| Low-mid | 250–500 Гц | Тёплота, «муть» | Вокальный корпус |
| Mid | 500–2000 Гц | Ясность, присутствие | Вокал, гитара |
| High-mid | 2–6 кГц | Детали, атака | Снары, перкуссия |
| Presence | 6–12 кГц | Присутствие в миксе | Вокальная чёткость |
| Air | 12–20 кГц | Воздух, открытость | Шиммер, реверберация |
Цифровое аудио #
Частота дискретизации (Sample Rate) #
Количество измерений амплитуды в секунду.
| Sample Rate | Применение |
|---|---|
| 44.1 кГц | CD-качество, стандарт для музыки |
| 48 кГц | Видео, кино |
| 96 кГц | Высокое разрешение, архивирование |
| 192 кГц | Профессиональный аудио |
Tip
Теорема Найквиста-Шеннона: максимальная частота, которую можно точно записать, равна половине частоты дискретизации. При 44.1 кГц это ~22 кГц — достаточно для человеческого слуха.
Битность (Bit Depth) #
Количество бит для представления амплитуды каждого сэмпла.
| Bit Depth | Динамический диапазон | Применение |
|---|---|---|
| 16-bit | ~96 дБ | CD |
| 24-bit | ~144 дБ | Запись, сведение |
| 32-bit float | ~1500+ дБ | Внутренняя обработка в DAW |
Практическое задание #
Note
Задание 1: Откройте любой аудиоплеер и включите любимый трек. Попробуйте определить, какие частотные диапазоны доминируют: bass, mid, или highs? Это разовьёт ваш слух для будущего сведения.