A zengetés és térszimuláció története

III. rész

Az elmúlt évtizedben a mozi- és filmipar óriási igényeket támasztott a minél élethűbb és minél intenzivebb akusztikai élményt adó hangvisszaadással szemben. Ha ma elmegyünk egy moziba, akkor ott sok csatornán hallhatjuk a hangot surroundban, ahogy szokás mondani. A falak szinte eltűnnek és csak a képi és hangi valóság marad számunkra, ami minden eddiginél jobban megragad bennünket. Mindezek az igények a gyártókat is a megfelelő tér akusztikai atmoszférájának minél élethűbb visszaadására alkalmas digitális készülékek és algoritmusok kifejlesztésére késztették. A sokcsatornás 5.1 és 6.1 térszimulátor rendszerek mintegy 2-3 éve jelentek meg. Ennek egyik első kifejlesztője a dán TC Electronic. A térszimuláció egy következő lépéseként a TC megalkotta a System 6000 rendszerét, mely modulárisan fejleszthető 4 engine dolgozhat benne magas felbontású jelprocesszálással. Éppen nemrégiben jelent meg pár új algoritmus, ami a VSS3 nyomán készült. Ilyenek a VSS4, valamint a VSS 5.1 és a VSS 6.1 surround térszimulátor algoritmusok.

Persze hosszú út vezetett akár as S6000-ig vagy a Lexicon 960 típusú modelljéig. Ha visszatekintünk a zengetők fejlődésére a minél simább diffúz mező kialakitása volt a legfontosabb. Kezdetben formális matematikai algoritmusok alkalmazásával egy késleltető matrix háló (FDN azaz Feedback Delay Network) segitségével állították elő. Azonban ez az érezhető térélménynek csak egy aspektusát volt képes visszaadni. A kilencvenes évek elején dán akusztikusok az Odeon nevű akusztikai tervezőprogram segitségével valós, létező termek impulzusválaszait kezdték tanulmányozni, majd modellezni. A térélményben ugrásszerű javulás mutatkozott, a hangzás áttetszőbb, valószerűbb lett. A diffuz mező, azaz a zengés lecsengő szakaszát egy külön az eddigieknél fejlettebb algoritmussal hozták létre. Megszületett tehát az első térszimulátor, melyet eképpen már nem célszerű csupán zengetőnek nevezni és hiba lenne kialakult beidegződéseink szerint aképpen is használni őket.

Ennek az irásnak az is a célja, hogy felhívja a figyelmet, hogy ezen a területen óriási fejlődés volt az elmúlt néhány évben és a felhasználók legyenek tisztában mivel dolgoznak és mit várhatnak eszközeiktől.

Érdekes nyomonkövetni a létrehozás módjára irányuló koncepciót. A zengetők és térszimulátorok miközben hasonló eredményre jutnak, mást tűznek ki célul és a koncepció is ennek megfelelően külömböző lehet. A formális matematikai algoritmusokkal a cél kezdetben a zengési folyamat végső szakaszának előállitása volt, miközben a korai reflekciókat elhanyagolták, bár azokat technikailag sem volt egyszerű még akkoriban modellezni.

A modellezés magát az egész folyamatot játssza le valós időben és mindaz ami lezajlik a hangimpulzusok ütközéseinek hatására az lesz a végeredmény, korai reflekciók és diffúz mező, azaz maga a zengés lecsengő szakasza. Mára a reverb algoritmusoknak három fajtája terjedt el többé vagy kevésbé.

A legáltalánosabban elterjedt az úgynevezett Generic azaz általános reverb. Ez használatos akkor, amikor már egy kész mixet akarunk diffuz mezőbe helyezni, ahol a sztereó tér diffúz mezőjének minden pontján megszólal minden hangforrás hangi utóélete. Ehhez elegendő egy monó vagy sztereó jelforrás. Ez az algoritmus nem jeleníti meg a hangforrás pozicióját a zengésben, azaz a diffúz mező teljes bázisszélességében ugyanaz a tartalom jelenik meg ugyanolyan módon homogén térérzetet biztositva. Persze a valóságos zengés nem ilyen.

Előnyei: az egyszerűség, a mozgó hangforrások jól élnek ebben a térben, hangzása szebb mint a természetes akusztikus téré. Bár a szépség megitélése szubjektiv dolog.

Természetesen hátrányai is vannak: a működés elvéből adódóan ezek a diffúz mezők kissé mossák a hangforrást, az esetlegesen alkalmazott pitch moduláció szinez és nagymértékben alkalmazva bizonytalanná teszik a hangforrás helyzetét. Szélesebb térérzetnél a mono kompatibilitás veszélybe kerül. A térhatás bázisa igen széles lehet és mélységérzete is jelentős, azonban a hangforrás mindig előtérben marad ebben a hangmezőben. A hallgatási mező keskeny. Ilyenek az Eventide, Sony, Yamaha, a Lexicon összes valamint a TC REV2 és REV3 algoritmusai. Természetesen ilyenek az olcsóbb vagy közepes árkategóriájú összes zengetőkben és pluginekben futó algoritmusok is.

A térszimulátorok másik csoportját az úgynevezett Source azaz hangforrás függő algoritmusok képezik. Mindössze 2 éve létezik ilyen. Itt lehetővé válik több hangforrás elhelyezése külön külön a sztereó térben és mindegyik helyzetétől függően fogja generálni a korai reflekciókat és a diffuz mezőt is. Bármely hangforrás úgy szól, ahogyan azt egy valós térben várnánk. Az egyes hangforrások ezért akusztikailag is elkülönülhetnek és ezzel a sztereó tér is felvesz egy háromdimenziós érzetet, ahol a hangszerek önálló térrétegekbe rendeződve helyezkedhetnek el és mindegyik hangforrás másképpen gerjeszti a teret. Ez a valóságban is így zajlik le. Ilyen a TC VSS-3, VSS-4 sztereó és a VSS 5.1 Source surround algoritmusai.

Ennek előnyei: mono mikrofonozással felvett hangforrásokról is plasztikus sztereó képet ad, jelentős mélységérzet és a tér részletei jól hallhatók. A mélység és oldalirányú térbehelyezés tökéletesen megvalósitható. További előny, hogy a sztereó mezőben a hallgatási terület is szélesebb lesz.

Sok előnye mellett persze ennek is van hátránya: több aux csatornát igényel a keverőn, hiszen minden hangforrást külön be kell táplálni a szimulátorba, a mixek térbehelyezésénél nincs semmilyen előnye és hatása valamint nem alkalmas mozgó hangforrások térbehelyezésére.

Az S6000-et gyakran jelölik R6000-ként is. Ez a Reverb 6000 elnevezés rövidítése. As eltérés csupán annyi, hogy as R6000-hez adott szoftver csomagban többségében térszimuláló algoritmusok vannak, de bármit hozzá lehet tölteni. Egy évvel a 6000 megjelenése után a TC kihozott egy mindössze egyetlen engine-el működő sztereó processzort as M4000-et. Minőségben tökéletesen megfelel as R6000-nek, csupán egy U méretű és ára is lényegesen alacsonyabb.

Konvolúciós (mintavevős) térszimulátorok

Végül a harmadik még csupán nemrégen megjelent térszimulátor fajta a mintavevős úgynevezett Sampling vagy konvolúciós reverb. A hangforrás helyzetét is figyelembe vevő rendszerek közé tartozik. Ennek egyik csúcsa a Yamaha SREV és a Sony DRE-S777.

Egy mikrofonrendszerrel megfelelő helyekről felveszik a tér impulzusválaszait ezt a hangot beolvassák a rendszerbe és az kiszámítja a megfelelő vezérlőparancsokat a diffúzmező generátor számára. Ezek a teremimpulzusok presetek formájában állnak rendelkezésre. A Sampling rendszer előnye, hogy a teremnek egy egy tulajdonságát minden eddiginél természetesebben imitálja. Az ismert meglévő rendszerek ezen egyetlen nagy előnye mellett még egyenlőre több a hátránya: Minimális lehetőség van editálásra. Ha valami nem jó és próbáljuk editálni, akkor az egész hangzáskép többnyire összeomlik. További hátránya a Sampling rendszernek, hogy a térérzete hiányos, különösen a sztereó tér közép mezőjében érezhető. Ennek oka, hogy a mikrofonozás holt tereit átmásolja a as impulzusválaszokba. További hátrány hogy enginenként csupán egy hangforrás számára kezel adatokat, hosszú a betöltési ideje és nem utolsósorban kisebb dinamikával és csökkentett frekvenciasávon működik a hagyományos algoritmushoz képest. Az alábbiakban látható diagram mutatja, miként helyezkednek el a reflekciók, azaz egy terem impulzus válaszai.

A sampling reverb a térszimuláció egy új iránya nem kevés buktatóval és kiküszöbölendő hibával, de ez a jövőben majd bizonyára fejlődik. A probléma fő oka abban van, hogy egy tér hangzó atmoszféráját nehéz lefordítani egy hangszóró nyelvére különösen úgy, hogy még egy másik eszköz a mikrofon is benne van a láncban. Ez különös fontossággal bír a sokcsatornás 5.1 és 6.1 térszimulációnál, ahol a hangszóró elhelyezkedése kritikusan fontos. Ezért is van az, hogy a TC egyenlőre nem kínál sampling reverb algoritmust az S6000 rendszerében.

Annak érdekében, hogy ma a lehető legtöbbet kihozhassuk egy zengetőből vagy egy térszimulátorból, mindenekelőtt tudnunk kell, hogy az adott rendszer algoritmusa Generic vagy Source rendszerű. Ha ez egy stúdióeszköznél nem derül ki a kezelési utasitásból a felhasználó számára, akkor biztosak lehetünk abban, hogy az az eszköz a Generic algoritmus családjába tartozik. A Source alapú zengető/ térszimulátor algoritmusok kihasználásához ugyanis szükség van arra, hogy a felhasználó tudja, mire való a rendszere és hogyan kell azt jellel megtáplálni. A surround 5.1 és 6.1 rendszereknél ez méginkább fontos.

Gyakran hallani vitákat arról, hogy mi lesz a zene hangzásának jövője. Kissé furcsa, hogy a térszimuláció fejlődését nem a zenehallgatás kényszerítette ki, hanem a mozihang. Ez azt is jelzi, hogy a zene hangzás visszaadása jókora elmaradásban van. Zenehallgatási szokásaink kötődnek a szinpadhoz, az előlről érkező hangokhoz. Szokásaink közé tartozik az ahogyan hozzáállunk a zenéhez. Sokkal inkább fogyasztjuk, mint hallgatjuk vagy megéljük azt. Mivel a zene ma ipari szinten ontja a mindenféle fogyasztanivalót alapvető fogyasztási paraméterekkel ruházzák fel őket. A legtöbb ember konyhában, kocsiban fogyasztja a zenét háttérjelenségként, úgy hogy gyakorlatilag az is mindegy, hogy egy vagy két hangszórón szól sőt az sem baj ha oldalról, vagy hátulról jön a zene. Az iparilag előállított zenéknél már csupán a gazdasági szempontok a mérvadók. Ilyen körülmények között érthető, hogy miért nem a zene irányitja a térszimuláció fejlődését. A művészi igényű és hangzású zene periférián van. Bár a mozifilm esetében sincs ez másként, de ott az élmény teljessége nagyon fontos. Ezért fejlesztik a hangi élményt is.

Miért ne lehetne ez így a zenében is? Ez lélektani és életmód kérdés is. A mai ember fél a csendtől, és fél ha nem lát. A zene hallgatásához hozzátartozik a csend és a megfelelően izolált környezet. A zene hallgatásra az ember szánjon időt, miként a mozira is szán. A vizuális információhoz a mai embert úgy hozzászoktatták mint egy droghoz. Ha csak hallgatni kell valamit, arra a legtöbb ember idegrendszere már nem alkalmas.

Mikor megjelent a TC 5.1 Source Reverb algoritmusa, a felhasználók nagyrésze arra gondolt, hogy erre nincs szüksége egyenlőre, mert az egy surround zengető és az még sokára fog kelleni. Óriási a tévedés! A független 4 forrást fogadó reverb algoritmus sztereóban is használható. Végre rendelkezésre áll az amiről oly sokan régóta álmodoztak.

Sokan kérdezik, hogy mi lesz a tér szerepe a jövő zenéjében. Nos ez alapvetően rajtunk is múlik. Ha továbbra is a kompresszor lesz a legfontosabb eszköz egy mix előállitásában akkor nyilván semmi szerepet nem kaphat a térszimuláció. Vannak bizonyos műfajok, ahol az agresszió kifejezése a legfontosabb. Ahol egyeduralkodóan végig a groove, a zaj, a torzitott gitárhang, vagy a subbasszus van jelen mindez magas kompresszióval, ott semmi értelme a térszimulációnak, mert nincs egyetlen tized másodperc, amikor hallható lenne a tér. A tér kifejezése és megjelenitése a zenében egy következő szint.

A zengetés technológiájában az önálló készülékek (vasak) mellett fokozatosan kezdtek megjelenni a pluginek. Az ezredfordulóra már rengeteg számítógépen futtaható zengető plugin fut. Népszerűségüket a praktikusságuk és alacsony áruk okozza, és még lényegesen gyengébb minőségük ellenére is többen válasszák, mint a "vasakat". Ehhez persze hozzájárul as is, hogy a plugin feltörhető, illegálisan is megszerezhető és a zeneipar nagyobbik része illegális zenegető szoftverekkel dolgozik. Ezzel egyidőben elindult egy minőségi romlás az évtized zenéinek hangzásában.

A pluginek egy sajátos problémát hordoznak magukban. A számítógépben rendelkezésre álló DSP és memória maximum a közepes szinvonalú, hagyományos formális matematikai algoritmusokkal működő Generic típusú zengetők egyszerűbb változatait engedi meg, legfeljebb még a korai reflekciók elnagyolt imitálásával kombinálva. Egyszerűen nincs rá több erőforrás egyenlőre. A plugin rendszer nagyon kényelmes és relative olcsó, de a térszimulálás ma egy olyan DSP igényes terület ami többszörös DSP kapacitást igényel, mint amivel ma a fejlett DAW harddisc rendszerek működnek. Továbbra is van, és lesz a plugin zengetőknek létjogosultsága különösen azoknál a műfajoknál, ahol a térnek nincs semi, vagy sok szerepe a zenében és amelyek elkészitését idő- és pénzkorlátok szabják meg.

A pluginokkal egy külön összefoglaló írásban foglalkozunk, így ebben as írásban nem térünk ki rá részletesen.

A nagy vasak és a pluginek között megjelentek az USB-n vagy Firewire-en keresztül csatlakoztatható külön DSP-k. Ezek egyik legismertebb és legelterjedtebb típusa a TC Powercore rendszere. A Powercore kártyán futó effektek igen nagy terjedelmű programok, gyakorlatilag a nagy vasak szintjén futó programokkal. A külön DSP nem foglalja le a számítógép processzorrát, így a lehetőségek lényegesen kiterjednek és a minőség is javulhat egy ezzel frelszerelt digitalis stúdióban.

Hogy a hangzásban mi az aktuális divat, az nem a kifinomult művészeten múlik, sokkal inkább kereskedelmi meggondolások és felülről irányitott szempontok szerint alakul. Sokszor a legrosszabb hangkártyán primitiv körülmények között 2 perc alatt összedobott felvétel fogja uralni az aktuális DJ slágerlistát mert a végeredményre sokan rámozdulnak. Bár ez csupán a zeneipar egy bizonyos szegmense. Az utánzók aztán ezt fogják tekinteni a “legjobbnak” és mindenki kezdi keresni azt a hangot, ami bár primitiv, de elindul as esztelen utánzás. Ez nagyon nagy probléma, mert a zenének ezen a területén egyértelműen és visszavonhatatlanul a hangzáskultúra visszafejlődését jelenti. A legfélelmetesebb az, hogy ezzel a fogyasztók hallása is megy vissza a kezdeti szintekhez. Képzeljük el, hogy egy a szellemi fejlődésében legimpulzabb korában lévő fiatal a rossz hangzású zenét hallja meg először! Nem is akar mást ezek után. Miközben egyre terjed a techno kultúra és óriási egyeduralmat élvez a fiatalok körében, a "hangzáskulturája" viszont nagyon mélyre süllyedt. Ennek oka nagyon összetett. Részben a műfaj saját magát másolja, nem táplálkozik magasabb kultúrából és eléggé elutasít mindent ami hagyományos.

Napjainkra pedig megint forradalmi újítások várhatóak. Az amerikai Lexicon idősebb szoftver fejlesztői kiváltak a cégből és Bricasti Design néven új céget alapítottak. Első termékük az M7 minden idők legnagyobb teljesítményű zengetőjének igérkezik. Az írás megjelenésekor várható, hogy az első darabok megérkeznek a hazai forgalmazóhoz, a Chromatica Kft.-hez.Teljesítményére jellemző, hogy 3 db Macintosh G5-nek megfelelő processzor teljesítménye van. Az algorirtmus forradalmian új. Az algoritmus működéséről érthető okokból, nem szivárogtatnak ki sokat. Annyit lehet tudni, hogy a reflekciók nagyfokú randomizálással követik egymást. Egy új real time algorirtmust használ. Viselkedése a valódi teremhez hasonlít leginkább. Ennek eredménye az, hogy minden eddigi térszimulátorral szemben az M7-nek a zengése keveredik legjobban a természetes térrel. A próbák bostoni szimfónikus zenekarnál történtek és felvételeinek zengését egy M7-el egyenlítik ki, az egyébként világhírű teremben.

A Bricasti M7-ről egy hamarosan elkészülő írásban teljes részletességgel beszámolunk, tesztelni fogjuk és sok fotót teszünk róla közzé.

Szabó Sándor

2007-02-17 17:31:06