音频效果器

简介

音频效果器在音频混音算法中扮演着至关重要的角色。它们可以对音频频谱产生显著的影响，调整音频的响度、音色以及包络变化等。这种影响是通过改变音频信号的波形和频谱特性来实现的。

1. 响度调整：音频效果器可以显著改变音频信号的响度或音量。例如，压缩器可以减少信号中的动态范围，使得软音部分变得更加清晰，而硬音部分则相对减弱。音量控制器则可以直接调整音频信号的幅度，从而改变其响度。
2. 音色变化：效果器可以改变音频信号的频谱特性，从而改变音色。例如，均衡器可以调整不同频率成分的幅度，使得音频信号在特定频段上得到增强或减弱，从而实现音色的调整。混响效果器则可以模拟不同的房间或空间环境，给音频信号添加混响成分，使其听起来更加自然或具有特定的空间感。
3. 包络变化：效果器还可以改变音频信号的包络，即信号随时间的变化特性。例如，自动音量控制器可以根据音频信号的响度自动调整其幅度，使得整个音频信号的响度保持在一个相对稳定的水平。自动均衡器则可以根据音频信号的频谱特性自动调整不同频段的幅度，以实现自动的音色调整。

总的来说，音频效果器在音频混音算法中起到了关键的作用。它们通过对音频信号的波形和频谱特性进行调整和变换，为音频混音带来了丰富的可能性和创造力。这使得音频制作者可以根据需要对音频信号进行精细的调整和优化，以实现预期的音频效果。

效果器介绍

动态范围处理

动态范围控制（Dynamic Range Control，DRC）将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，可以使声音听起来更柔和或更大声，即一种信号幅度调节方式。通常映射后的动态范围小于映射前的动态范围，因此称之为动态范围压缩。音频信号可以进行整体的动态范围控制，也可以划分为若干子带分别进行动态范围控制。DRC广泛应用于音频信号处理领域，例如助听器中最常见的宽动态范围压缩方法（Wide Dynamic Range Compression，WDRC）、音频信号处理中最常用的自动增益控制（Automatic Gain Control，AGC）方法等。DRC侧重于从数字域上对增益进行有选择、有目的地调整，以保证最大信号有合适的headroom，中间信号得到合适的amplify，小信号或者底噪被cutoff掉。

作用

• 将音频信号电平与其环境相匹配
• 对输入的忽大忽小语音进行动态拉伸，使语音听起来平稳
• 抑制低电平噪声，避免噪声在后续模块AGC中被放大
• 保护 AD 转换器免受过载
• 优化信息；也就是使音频信号使用到满幅的动态范围

动态范围控制的类型

• 压缩器(Dynamic range compressor)：衰减超过给定阈值声音的音量；通常用于录音系统以保护硬件并提高整体响度。
• 限幅器(Dynamic range limiter)：是压缩器的一种，可以限制超过给定阈值的信号；
• 扩展器(Dynamic range expander)：衰减低于给定阈值的安静声音音量。它们通常用于使安静的声音更加安静。
• 噪声门(Noise gate)：是扩展器的一种，可以限制声音低于给定阈值

DRC的增益调整基本上是三段：对底噪，中等幅度信号，幅度较大的信号的三段不同的处理，比如：

• 底噪：Cutoff，attenuation
• 中等幅度信号：Expander
• 幅度较大，防止削顶的：Limiter

此示例提供了动态范围限制器系统各个阶段的可视化演练

混响

什么是混响？

简单来说，就是在声音在一个空间里响起的时候，声波会被发散到这个空间的各个方向，当声波达到空间的表面上会被反射回来，随着时间这种反射能量会渐渐消失，表现就是反射回来的声音音量越来越小。如果没有进行严格的声学装修来控制混响，那么几乎所有的封闭空间都会产生混响，在声音响起之后，这些反射回来的声音会在初始声音发出之后，快速地到达听众耳朵，而不断往返的声音会形成一个整体、连续的回音，这就是我们所说的混响。

混响有两个非常重要的概念：第一个是第一反射。第一反射指的是声音在接触到空间表面第一时间反射回来的声音，这个声音会直接反映你所处的空间的大小、距离的远近、反射面的材质等。

第二个概念是混响音尾。混响音尾指的是第一时间反射过后因为声音传播中能量的反复反射直到消失的这个过程你听到的声音。混响音尾主要影响着我们脑海中对空间的想象，就好像在卧室和教堂中听到的混响就是截然不同的感觉。

作用：适当的反射时间，可使音乐丰满，语言洪亮、饱满、富有感染力；过短的反射时间则使声音干涩无力；过长的混响时间，使语言清晰度降低，音质缺乏节奏

混响种类：

• room：自然界中最常遇到，但音乐制作中不是那么常用。就是…房间的混响。四面墙、天花板、地板构成的房间的…混响。（还能咋说？）嗯更好理解就是还没摆家具的空房间、或浴室里那种动静。特性是边界感明显，可以给声音加上明显的空间感，让声音产生距离。一般用在鼓上最多，其他乐器也会用，很少用在人声除非你想要特别的效果。也常和其他类型混响一起用，会自然一些。

• hall：就是音乐厅那种混响，听上去很大，扩散充分，延音明显。加在声音上一般不太影响声源的清晰度，但会在声源背后产生一个边界不明显的大空间。用途很多，几乎什么乐器都可以试试用这个类型的混响。

• plate：这是一个非自然的混响类型，在三次元里的原型是让声音进入金属板传导产生的反射回馈。特性是很亮，早期反射密度高，尾音衰减快。听上去的感觉如果decay time短，会有点像比较亮且边界感不明显的room；decay time长则有点像尾音不太一样的比较亮的hall。用途可以用在solo乐器或人声，因为亮度高容易让声源有被润色的感觉并且会亮出来。也可以用在snare之类需要漂亮的长尾音的打击乐，它会产生长的亮的尾巴，但不会听到明显明确的空间。

• ambient：就是环境混响，也有翻译为氛围混响，这种类型一般可以达到一些常规几种类型达不到的特殊效果比如特别大的空间、特别长的尾巴，或者特殊空间感，这些。根据需要选择合适的位置使用。

均衡器

均衡器也叫EQ均衡器，全称Equalizer，是一种可以调节各种频率成分、电信号放大量的电子设备。均衡器通过对高频、中频、低频三种不同频率电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰各种声源。

延迟

延迟顾名思意，就是人为的将原声推迟一个时间后叠加在原声上，类似于回声，但是这个回声是人耳能分辨的。通常来说，当你使用延迟效果演奏出一个或几个音符时，音符会变得越来越弱，就像你在山谷或山中叫喊时的情况一样。延迟效果器就是为了做到这种效果而诞生的。延迟效果每次的重复时间可以通过效果器上的 Delay Time 设置来进行调节。通常，大多数延迟效果器会以毫秒（ms）为单位，Feedback 的设置决定了重复的数量。大多数延迟效果器还会提供 Level 或 Mix 来控制干湿信号的混合比。有些时候延迟也会被称为“回声”。但二者是有区别的：延迟可以无限次的重复，而回声则是有限的。

目前模拟类延迟和数字类延迟都比较常见。模拟类延迟音色会比较温暖和自然，模拟延迟的效果就是，比如你弹了个 1234，它的延迟效果就是 234、34、34、4……数字类延迟音色会非常清晰，数字类延迟的效果一般是，你弹了个 1234，那么它的延迟效果就是 1234、1234、234、1234……

例：

有一首歌的速度=125，如果要在延迟一个十六分音符的拍点上听到 delay 的效果音，请问 delay time 钮的设定数值应该是多少？

解：

速度=125，即 60 秒内 125 拍

60 秒÷125 拍=0.48 秒

一个十六分音符的长度是一拍的四分之一

要在一个十六分音符的拍点上即 0.48 秒÷4=0.12 秒

换算成 ms 的单位要×1000，0.12×1000=120 ms

解得，在延迟效果器上的 elay time 钮需要拧到 120ms 的位置

中侧处理

MS处理是许多工程师母带阶段的习惯操作，但在混音过程中它也可以派上用场。在母带制作中，它通常用于有缺陷的混音，在平衡性和宽度上进行必要的改变。不过在混音时，你也可以通过插件（例如Waves的Center插件）将左/右信号转换为Master总线上的MS信号，来达到相同的结果。只是要注意，得确保在左/右立体声声场中平衡好所有元素之后，才可以进行MS处理。混音过程直接做MS会让你头晕的。

当然，你也可以将MS处理应用于单独的立体声源，例如子总线、Stem轨、合成器或循环乐句。这样能让你在不影响整个混音的情况下进行修改或增强处理。

无论是在母带还是混音中使用，MS处理都可以通过多种细微而有效的方式来改变音轨的宽度和深度，用途比如：

• 重新平衡主唱和立体声背景人声的关系
• 在鼓循环中操控单声道和立体声打击乐器
• 弱化或强调声相位置明显的元素
• 让氛围元素（例如鼓的Overhead或混响）在混音中前移或后退，来改变前后深度

从简单的电平调整入手

在熟练掌握MS处理方法之前，先尝试最简单的一步：调整中间和两侧通道的电平关系。这种简单操作可以给声音中央带来聚焦感和稳定性，并让两侧声音带来兴奋的变化。

• 在某些情况下，给两侧声道只提升1或2dB即可产生奇效，使音轨更宽广、更开放，同时还能让镲片、吉他和其他声相在左/右的元素变得更有活力。如此，人声在混音中的表现也会更好。

• 相反，将两侧信号稍稍减弱（或将中置通道略加提升），则可以增强音轨整体，方法是让一切听起来更像单声道。这尤其适用于通常位置居中的低频，还能使中央的声音或主唱更加突出。

因此，如果轨道总体上听起来很窄，可以加载Waves Center插件，将中央通道调小一点，然后再将两侧调高少许。马上就会有更多宽度显现出来了！如果音轨本身较宽，需要整体收紧，聚焦于立体声声像，就试试将两侧信号降低，并提升中央通道。

请注意，当中置和两侧声道的电平相等时，你听到的是其原始形态的混音，与转换为MS信号之前的完全一样。

在中置和两侧通道上使用均衡

单独给混音的中置和两侧部分做均衡，可以产生一些令人难以置信的结果，既酷又实用。例如：

• 尝试将乐器独立编组，与人声和独奏分开，然后插入一个支持M/S处理的EQ插件，例如Waves的Scheps 73或Abbey Road RS56被动式均衡器。做扫频，找到人声或独奏最有力的频率，然后在乐器总线的中置声道上衰减这个频段。这样，主唱或独奏就会突出且清晰，这是常规均衡无法达到的——那样只能从整个立体声中做频率衰减。衰减整个声像是种糟糕的解决办法，因为两侧声音信息对于保持丰满和宽度非常重要。

• 在混音总线上，增强两侧信号的中高段频率，可以给立体声的弦乐或镲片添加闪亮感，而不会使主唱或吉他独奏过于刺耳，并保持核心元素（地鼓、军鼓、贝斯）不变。反之，在中置声道上做一点低频增益，可以只是将地鼓和贝斯（此两者通常仅位于中央）突出出来，而不会模糊混音中的立体声信号。

• 假设你现在的轨道上，立体声钢琴与主人声在1kHz-2kHz区域发生了冲突。这时可以尝试将钢琴音轨发送给单独的总线，并在它的中置通道里删除一些1kHz的内容，以给人声留出空间，然后再在两侧声道中增强3k-4k来进行补偿。

• 如果要给立体声添加一些临场感，帮助它从混音的中心突围，你可以在中置通道上提高中高段的频率，同时滤除一些两侧通道中的高频来增加温暖感。

• 你还可以尝试选择性地给埋没于混音中的单声道或立体声人声做齿音消除。

• 在两侧通道上使用峰值滤波器，可以减少镲片的刺耳声。或者可以尝试在中置通道里去除一些中频（例如250Hz或2kHz左右），以便它们在两侧通道更容易得到体现。在中置通道上用减法均衡，不仅能在混音中为主音和低频元素留出更多空间，还会形成与两侧通道更强的分离感，增加空间性和空气感，提升混音的可感宽度。

算法调用

• 混响：分别算法混响和脉冲混响两种，给音频增加特定场景的效果

• 延迟：让音频发声的时间提前或者延迟

• 均衡器：改变音频高中低频的能量分布

• 动态范围控制：对音频的响度信息进行控制

• 音频降噪：去除音频中自带的噪声信息

• 中侧处理：调节人声和环境声的比重并且改变声场范围

算法demo展示

• 动态范围处理

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