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音頻動態範圍

動態範圍指信號最大與最小幅度的對數比值,有4種常見的動態範圍控制工具:compressor、limiter、expander和gate,在本文我們會討論它們的計算過程、它們對音頻的影響以及適用場景。

Compressor用於減小動態範圍。

對於某些類型的音樂,譬如古典音樂,為了保證戲劇張力,保留足夠的動態範圍非常重要,但對於電子音樂,持續保持較大的響度更加重要。對音頻用compressor壓縮動態範圍,就能安全地放大音頻而不用擔心過載,經過這種處理的音頻比處理前的音頻有更大的響度,如圖1所示。

信號的幅度超過閾值compressor才會開始壓縮信號幅度。

Compressor壓縮的速度。譬如壓縮比例為x:1,意味著信號每超過閾值x dB,壓縮後變為超過閾值1 dB。

Knee的作用是平滑compressor對閾值附近信號“壓縮”與“不壓縮”的過渡,如圖3所示,當knee=0 dB時,信號從“不壓縮”轉為“壓縮”有銳利的轉折,有時會導致聲音聽起來突兀和不自然。隨著knee增大,過渡變得愈加平滑。

信號超過閾值或低於閾值時,compressor的開啟與釋放需要壹段時間。攻擊時間指compressor從“不壓縮”到“壓縮”花費的時間,釋放時間指compressor從“壓縮”到“不壓縮”花費的時間,如圖4所示。

Limiter限制了信號的最大幅度,當信號幅度達到或超過閾值時,它的幅度會被limiter壓縮到閾值。如圖5所示,limiter相當於壓縮比例很大的compressor,壹般而言,當compressor壓縮比例超過12:1,就可以看作limiter。

與compressor作用正好相反,expander會讓音量大的信號更響,讓音量小的信號更安靜,從而擴大了動態範圍。

當信號幅度小於閾值,信號幅度會被減弱到0,只有幅度大於閾值的信號才能通過gate。Gate可以用於過濾呼吸聲或噪聲。