Zengetők és térszimulátorok a kezdetektől napjainkig

II. rész

A nyolcvanas évek elején Európában is komoly hangtechnikai cégek foglalkoztak a zengetők gyártásával és igen komoly kutatásokat, fejlesztéseket végeztek. Az egyik ilyen cég volt a német Dynacord. Ők szinte az elsők között jelentek meg digitális zengetőikkel. Egyik ilyen fontos mérföldkő volt a DRP-78. Hatalmas nagy nehéz doboz volt. Nem lett a stúdiók kedvence, azonban fontos technikai mérföldkövet jelentett. Pár évvel később megjelent az általuk valaha gyártott legjobb zengető, ami már akkor 32 bites lebegőpontos processzorra épült.

A nyolcvanas évek közepétől a hangmérnökök már nem a keverőpult és a mikrofonok mindenhatóságában kezdtek hinni, és lassan a zengető minősége lett a jó hangzás esztétikájának egyik legfontosabb feltétele. Nagyban folyt a verseny a zengetők piacán. Amerika vezető pozícióba került az EMT elsorvadása után. A német Quantec megmaradt kis cégnek, bár jelentősége ma is nagy ebben a technológiában.

Japánban a kezdetektől fogva érdeklődtek a technológia iránt és számos nagynevű cég, igen komoly erőfeszítéseket tett a térszimulációs iparba való belépésbe. A Yamaha mellett a Sony is bemutatta az R7 típusú zengetőjét, mely még most is igen kedvelt darab a professzionális stúdiókban. A verdenybe aztán egy másik japán cég a ZOOM is beszállt, azonban ők nem tudtak akkora elismertséget kivívni maguknak, mint a Yamaha vagy a Sony.

Még a nyolcvanas évek közepén feltűnt egy másik Európai cég a dán TC Electronic. Hamarosan Amerikában is népszerűek lettek a termékeik. Olyannyira, hogy egyre több amerikai producer kezdte használni a TC termékeket, többen pedig betatester és szoftverfejlesztőként is együtt működtek a TC-vel.

A vezető hangmérnök producerek, mint George Massenburg, Al Schmidt, vagy Roger Nicols kap egy megbízást, akkor mindig viszik magukkal kedvenc zengetőiket az általuk szerkesztett presetekkel együtt. Ezek közül George Massenburg például maga is részt vett a TC M5000 fejlesztésében.

1990 elején a jónevű dán stúdiótechnikai cég a TC Electronic kijött egy M5000 névre keresztelt modulárisan fejleszthető effekttel, ami kissé megingatta a Lexicon elefántcsonttornyait. A TC kissé más irányból közelítette meg a tér modellezését, minden esetben a gyermekbetegségek kinövését célba véve. Az első Rev 1 és Rev 2 algoritmusuk még közelebb állt a hagyományos algoritmushoz, de transzparenciája, tisztasága annyira messze felülmúlta a versenytárs zászlóshajóját, hogy kezdték a hangmérnökök megszeretni az új zengető hangzását. Aztán jött a Rev 3 és a C.O.R.E. 1 és 2. algoritmus, mely még messzebb ment a hibák kijavításában.

Az M5000 megjelenésével csaknem egy időben a DSP árak kezdtek lejjebb menni, a teljesítményük megsokszorozódott, így nem sokkal az M5000 után megjelent az M2000, mely egy kettős processzor volt kisebb méretekben, és ára és teljesítménye is hozzáférhetőbbé tette.

Bár az M5000 diadalmenete javában tartott pár év elteltével egyszerre csak bejelentették, hogy elkészült egy forradalmian új, az eddigiektől eltérően működő virtuális térmodellezés elvén működő VSS-3 / Virtual Space Simulation/ nevű új algoritmus, ami újra írja a zengetők történelemkönyvét. Az AES bemutatóin ott ültek a legnagyobb hangmérnökök, producerek és szájtátva hallgatták az új csodát.

Pár akusztikai megjegyzés

Ha hangot hallunk, azt lévén két fülünk van, minden esetben sztereóban halljuk. Ennek köszönhetően vagyunk képesek a hangforrás távolságát, irányát, helyzetét érzékelni. Tehát a valóságban sohasem hallunk mono jelet, semmilyen körülmények között. Ugyanakkor a zenegyártás technológiájában régóta, többnyire monó jeleket használnak az esetek nagyobb részében. Ezeket bepanorámázzák a kívánt irányba és szélességbe és valamilyen reflexiót generáló eszközzel effektezve kialakítanak egy mesterséges térérzetet. A kétmikrofonos puristák irtóznak minden ilyen mesterséges zengetéstől, mondván a természetesnél nincs szebb és jobb. Igazuk van, azonban a zeneipar már nagyon eltávolodott a természetestől és nem is célja visszatérni oda. Persze tegyük hozzá, hogy tökéletes terem nem létezik, ha van is, akkor az nem használható minden hangszerre, mindenfajta zenére. Sokkal inkább egy újabb tendencia kezd éledni, ez pedig a hang, például a zengetett hang újraköltése.

Ez pedig akár lehet művészet is. A hangfelvétel is művészet, ha készítője felismeri és elfogadja az adott technika korlátait és ezen belül képes újrakölteni a hangot. Lehet imitálni a természetet és azt minél inkább megközelíteni és lehet a természet mintájára valami másfélét is alkotni.

A digitális technika megjelenésének kezdetén a zengésben csupán a hang utóéletét szerették volna megjeleníteni. Később az akusztikai kutatások eredményeinek tanulmányozása és a zenei, hangmérnöki igények már azt a célt fogalmazták meg, hogy a hang kerüljön egy érzékelhető pozícióba a sztereó térben, azaz megfogalmazódott a térszimuláció igénye.

TC VSS-3
A virtuális térszimuláción alapuló zengető algoritmus

A TC felismerte, hogy a hagyományos algoritmus elérkezett fejleszthetőségének határához. Egy lényegesen komplikáltabb hagyományos algoritmus újabb problémákat vet fel. A nagyobb adattömeg, a lényegesen több elvégzendő művelet még több DSP kapacitást igényelne. A toldozás foldozás ezen a szinten értelmetlen. Bár a teret szimuláló algoritmusok csak bonyolultabbak lesznek és egyre több DSP-re lesz szükségük, valami új irányt kell találni a tovább lépéshez.

A megoldást egy teljesen új alapokon nyugvó algoritmus megalkotása jelentette. Mindent elölről kellett kezdeni és újragondolni a zárt terekben lezajló akusztikai jelenségek szimulálásában. Az újragondolás eredménye a VSS-3 lett, mely a fenti problémák mindegyikét az eddigieknél magasabb szinten oldja meg.

Az új algoritmus egy új termékben az M3000-ben öltött testet és hangot. A szkeptikusok mielőtt hallották a készüléket csak legyintettek, az egy U méretű cuccra, mert valamiként a méret és a súly nekik még most is tekintélyt parancsol. 1999-ben semmi sem indokolja, hogy egy zengető 25 kilós és 4 U magas legyen. Az új VSS nem csupán egy új zengető algoritmus, hanem valóságban létező terek szimulációját valósítja meg egy komplikált matematikai számításmód segítségével. Ezzel az algoritmussal a 80-as években kifejlesztett hagyományos technológiát szándékozott leváltani.

Ez a váltás úgy volt lehetséges, hogy a TC figyelmét a legújabb és legnagyobb teljesítményű DSP csipek felé irányította, kihasználva ezek hihetetlen fejlődését. A saját fejlesztésű DARC3, az akkori egyik legnagyobb teljesítményű DSP csipjére építette a VSS algoritmust. Ennek köszönhetően a legnagyobb kapacitást igénylő zengető algoritmusokból akár kettő is futhatott rajta egy időben. Erre alapozták az M3000-et. Ezzel létrejött a zengetők egy teljesen új generációja, ahol a tér sokkal részletesebben, élethűbben jelenik meg a zenében mint eddig valaha is.

Hogy fogalmat alkossunk mennyiben más a VSS, tekintsük át a régi reverb technológia problémáit:

  1. - A legnagyobb probléma a zengetett hang szemcsézettsége, ami alacsony diffuzitásnál sistergő, vagy csörgő hangot eredményez.
  2. - A zengés lefolyása nem követi a természetben lezajló törvényeket. A valóságban sem a korai szakaszban, sem a zengési szakaszban különálló reflexiók sohasem hallhatók.
  3. - A zengetett hang főleg az olcsóbb készülékekben hajlamosak elmosni a direkt hangot, annak pozícióját bizonytalanná teszi, távolság, mélységérzet kialakítására ezért alkalmatlanok.
  4. - A korai reflexiók /Ambience/ a rendelkezésre álló korlátozott DSP kapacitás miatt nem részletesek és precizek, ezért térérzetük zavaros. Még a legfejlettebb zengetők is külön algoritmust alkalmaznak a térzérzet és a zengés kialakítására.
  5. - A hagyományos algoritmus zengetőjének lecsengési szakasza különösen magas frekvenciákon nem áttetsző és sima. Ennek elkerülésére pitch modulátorokat alkalmaznak, ami simítja ugyan a hangzást, de ezzel más problémát vet fel, nemkívánatos színezést okoz és elmossa, bizonytalanná teszi a direkthang pozicióját.
  6. - Ha a térérzet megfelelő is, nem kölcsönöz a hangnak egyedi atmoszférát. Különösen fontos ez az akusztikus hangszerek, különösen az éles tranziensű hangzású dobok és ütős hangszerek, gitár és zongora esetében.
  7. - A fenti problémák enyhítésére az alkalmazott algoritmusok nem bonyolíthatók egy határon túl.

A hagyományos algoritmussal elért legnagyobb eredmény egy zeneileg jól használható, de a természetestől jócskán távolálló hangzás volt. Mindez méltánytalanul magas árért.

A zengés lecsengő szakaszát produkáló zengető algoritmus, mint azt sokan tévesen képzelik nem alkalmas a direkthang távolságérzetének képzésére, különösen a nagyobb terek zengése nem. A hagyományos algoritmusnál ezért azt úgy tervezték, hogy hangzása mindig a direkthang mögött maradjon. Ennek pedig az lett az ára, hogy a korai reflexiók, melyek bele voltak integrálva a zengésbe a szimulált terem hátsó részét jelenítették meg a sztereó térben. Mindez gyönyörűen szólt, de a monóban felvett track változatlanul egy fantom pozícióban szól úgy, hogy semmilyen köze nincs a zengő hang térhatásához. Ez nem természetes és ezt a hangzást nem alkalmas minden helyzetben és zenei stílusban, különösen nem a klasszikus zenében. A korai reflexiókat szimuláló algoritmus más néven Ambience igényes felvételeken a legfontosabb effekt, mely a hangkép plasztikusságáért felel. Ha ez nem korrekt, azaz a reflexiók fázishelyzete eltér az ideális térmodelltől, akkor a térérzet zavaros és hamis lesz.

A VSS hangzása a hagyományos FDN rendszerű zengetőknél lényegesen tisztább, élethűbb, közelebb van a természeteshez. A térérzetért felelős korai reflexiókat külön választották a zengetéstől, mivel ez a része részben valós termekből vett impulzusválaszokkal működik. Nem mondható az, hogy a korai reflekció generátor konvolúciós, mivel a program részben sugártükrözéssel elindított és visszavert reflekciókat generál, majd ezt összehasonlítja a valódi teremből vett impulzusokkal és a kettő közötti átlagot számítja ki. Nincs számottevő színező hatása, nem befolyásolja a direkthang oldal irányú pozícióját, sokkal inkább a direkthang kerül egy tiszta áttetsző térbe, ahol a hangzás minden részlete megmarad. A korai reflexiók szintjének növelésével minden eddiginél hitelesebb mélységérzetet adhatunk egy track-nek. A reverb azaz a lecsengő szakasz egy a korábbinál bonyolultabb algoritmussal még több beavatkozást enged, azonban ez esetben is az élethűség volt a fő cél.

A TC a korai reflexiókat és a zengetést egyetlen algoritmusba integrálta, de önálló generátorként működnek és külön szabályozhatók. Lehetőség van csak a rövid ideig tartó korai reflekciókat használni tér és mélységérzet keltésére, és ehhez minimális zengést adni. Ez korábban lehetetlen volt.

A hangzás tisztasága a reflexiók sűrűségének maximálisra növelésével is megmarad. Nincs pitch moduláció, ezért a VSS3 nem mossa el a direkthangot még 60-70% Wet/Dry aránynál sem. Sőt tisztaságára jellemző az is, hogy még ekkora aránynál is a track csaknem minden részletében megmarad csupán a térben elfoglalja a helyét.

Az első budapesti bemutatón több hangmérnök nem hitt a fülének, amikor a mix-et feltoltam 100 %-ra.

A VSS-3 ugyanakkor felkínálja a lehetőséget, hogy élvezzük és használjuk a hagyományos modulált zengést is, modulátorai ki- bekapcsolhatók és szabályozhatók. Belépett viszont egy új típusú moduláció a Space Modulation /térmoduláció/, amely nem pitch alapú, melyben tucatnyi modulátor gondoskodik arról, hogy a zengő szakasz lecsengésében azok a finom változások, mozgások mind hallhatók legyenek, amik a valóságban is léteznek és hallhatók. / Pl. hőmozgás, páratartalom változás, stb./ Ez is ki-bekapcsolható. /

A valóságban a spektrum minden tartományában különböző ideig történik a lecsengés. Az eddigi algoritmusok mindezt csupán két spektrumban valósították meg. A VSS-3 ezt is szimulálja. 4 frekvenciasávon állíthatunk be keresztváltási frekvenciákat és hozzájuk tartozó lecsengési faktort.

A valóságban a termek sohasem tökéletesen szimmetrikusak, legalábbis nem azok akusztikai szempontból, tárgyak, bútorok, stb. megváltoztatják a térérzet szimmetriáját. Ennek érdekében lehetőségünk van meghatározni a korai reflexiók és a zengés panorámahelyzetét külön-külön is.

Mivel a zenegyártás többnyire monóban felvett trackeket használ és igyekszik térbe helyezni, a zengető algoritmus monó bemenetre és sztereó kimenetre van optimalizálva. A sztereóban felvett zenék zengetésére külön lehetőség van.

A Dual Engine üzemmód lehetővé teszi két egymástól független tér alkalmazását is, ezáltal a sztereó anyagok zengetéséhez a Dual Input konfigurálású kombinált programokban a sztereótér jobb és bal oldala önálló életet él.

A VSS-3 algoritmus mellett a megnövelt teljesítményű DARC3 DSP a TC M5000-ből ismert Rev 3. és C.O.R.E. Reverb algoritmusok is képesek futni, és természetesen rendelkezésünkre is állnak.

Azon kívül, hogy a VSS-3 algoritmussal minden idők legjobb hangzású zengetőjét alkották meg, az ütős hangszerek számára kifejlesztett VSS Gate ugyanennek az előnyeit foglalja magában. A már említett Rev 3 és C.O.R.E. Reverb az M 5000-ből, Stereo Delay, 6 sávos Pitch Shifter, Parametrikus EQ, Chorus, Flanger egyenesen a FireworX-ből, Tremoló, Phaser, Compressor, De-Esser található az algoritmusok között.

Minden effektből kettőt alkalmazhatunk egy időben, tetszőleges választékban.

A Dual Engine üzemmódban 6 összekötési mód alkalmazható:
- Soros
- Párhuzamos
- Kettős mono bemenet, sztereo kimenet
-2 független mono
- Iker üzemmód / 2 független mono közös paraméter editálással/
- Átúszásos / morphing / üzemmód

Digitális szolgáltatásai: SPDIF, AES EBU, digitális ki- és bemenetek, optikai TOS LINK, ADAT ki és bemenetek, külső órajel lehetősége, dithering 8-22 bit-ig.

Az M3000-ben alkalmazott VSS-3 algoritmus egy csúcsminőségű eszközt eredményezett, amit a fent már említett vezető producerek is a legjobbnak tartanak minden eddig hallott között. A DSP fejlődése végre elérhető közelségbe hozta ezt a minőséget, és olyan áron juthat hozzá a hazai felhasználó, ami eddig elképzelhetetlen volt.

A tér mélysége, szélessége, atmoszférája egyszerűen beállítható. Akár mono, akár sztereo jelet küldünk be a térben, előre hátra mozgathatjuk a hangot. Ha kell a hangforrást a terem végében halljuk szólni vagy bármelyik sarkában. Mindezt úgy tehetjük meg, hogy nem alkalmazunk hosszabb zengést. Egyes beállításokkal, mint említettem akár 76-70 % effektet is használhatunk anélkül, hogy a hangszer hangja ezt megsínylené.

Bár az első igazi térszimulátor még 1982-ben megszületett, mikor megjelent a nem széles körben ismert és nem elterjedt Quantec QRS Room Simulator, a TC M3000-el elérkeztünk oda, amikor már nem csupán a hang utóéletét hosszabbítjuk meg egy zengetővel, hanem magát a hangforrást tesszük egy virtuális akusztikus térbe.

A TC VSS3 algoritmusának megjelenésével csaknem egyidőben a német Quantec cég is megjelent egy teljesen elképesztő hardver koncepcióval. Kihozta a Yardstick nevű QRS algoritmust futtató 2402 jelű digitális térszimulátorát.

A világon egyedül álló a méreteivel is, mindössze 1 U magas és 36 mm mély, tényleg úgy néz ki, mint egy bot, továbbá két gomb és egy forgatótárcsa képezi mindössze a kezelőszerveket. Sokan nem is vették komolyan, amíg nem hallották szólni. A 2402 kizárólag AES ABU digitális ki- bemeneteket tartalmaz. A 2402-őt a leendő digitális stúdiókba szánták már messze a jövő számára készült, bár az elgondolás nem találkozott az akkori gyakorlati igényekkel, mert abban az időben nem sokan használtak még digitális pultokat. Ma már más a helyzet. Az 1997-ben megjelent Yardstick 2402 az eredeti QRS algoritmus első olyan modern változata, amely Motorola 56009 DSP-n fut kis egyszerűsítésekkel. Ha összehasonlítjuk a jelenlegi nagynevű versenytársaival, akkor ez a legkisebb Yardstick nemhogy versenyben marad velük, hanem sok tekintetben felül is múlja azokat bizonyos hangzási tulajdonságaiban. Ez azt jelenti, hogy az eredeti Quantec koncepció kezdettől fogva jobb volt, mint a sok kerülőutat bejáró eleve kompromisszumokkal terhes FDN technológia. Leszámítva a legjobb konvolúciós algoritmusokat, az ideálishoz mindenképpen a QRS hangzása áll legközelebb még mindig a szintetikus reverbek között.

Amikor 24 éve a QRS megjelent, koncepcióját tekintve már akkor négy csatornás surround algoritmus volt. A mai nagy teljesítményű DSP-k lehetővé teszik, hogy a QRS eredeti struktúráját és koncepcióját megtartva akár 6-8 bemenetet és 6-8 kimenetet alkalmazó térszimulátor születhessen. Ilyen lesz az új Yardstick 2496 és a 2498, amiket a Quantec évek óta ígér, és ki tudja mikor lesz belőle valami.

A Quantec QRS algoritmusáról egy magával a 2402 modellel foglalkozó írásban lehet majd többet olvasni.

Szabó Sándor

2007-02-17 17:29:07