RECENZJE | Audiotechnika: dźwięk cyfrowy - czy analog naprawdę był lepszy?
Audiotechnika: dźwięk cyfrowy - czy analog naprawdę był lepszy?
Autor: Przemysław Rel | Data: 11/04/13
Kompresja dynamiki, czyli wojna głośności
Pojęcie kompresji występuje także w innym znaczeniu niż redukcja rozmiaru komputerowego pliku. Opisując głębię bitów wspomniałem o możliwym do zarejestrowania i odtworzenia zakresie dynamiki dźwięku. Najprościej wyjaśnić to na przykładzie muzyki klasycznej, w której występują największe wahania dynamiki. Gra na flecie będzie naprawdę bardzo cicha w porównaniu z momentem, kiedy zacznie grać cała orkiestra, składająca się z dużej ilości instrumentów, które same w sobie potrafią zagrać głośniej niż flet.
Dynamika dźwięku ma bardzo duże znaczenie we wzbudzaniu emocji u słuchacza. Cichutki wstęp na pojedynczym instrumencie sprawia, że kiedy zacznie grać orkiestra niemal podskoczymy w miejscu z wrażenia. W zależności od przekazu utworu, może to pogłębić uczucie radości lub smutku.
Często w dyskusjach o wyższości analogowego zapisu dźwięku nad cyfrowym, podnoszony jest temat dynamiki. Mówi się, że cyfrowe nagrania są niemal z niej ogołocone, podczas gdy z płyty winylowej wręcz „wylewają” się emocje. Internet pełny jest porównań np. płyty grupy Red Hot Chilli Peppers pod tytułem Californication. Wersji CD niemal nikt nie lubi – w porównaniu z winylowym wydaniem jest ona niemal totalnie płaska i... nieco paradoksalnie, ale... trzeszczy! Tak, moi drodzy: płyta CD okazuje się trzeszczeć, pomimo tego, że to płyta winylowa jest tą określaną od zawsze jako tą trzeszczącą. Do opisu tego fenomenu wrócimy za chwilę.
Dlaczego tak się dzieje, że kiedy podłączymy gramofon do karty dźwiękowej komputera, uruchomimy program do obróbki dźwięku i nagramy to, co wydobywa się z płyty winylowej, uzyskamy lepszy dźwięk niż na specjalnie przygotowanej płycie CD? Jak to jest, że w epoce, kiedy większość płyt nagrywa się w studiu w metodami cyfrowymi, płyta CD brzmi gorzej niż płyta „analogowa”?
Wszystko stanie się jasne, kiedy zrozumiemy pewien inny fenomen. Otóż ludzki mózg zwraca większą uwagę na dźwięk głośniejszy od poprzedniego. Jeśli słuchając teraz cicho muzyki, nagle kolejny utwór na liście odtwarzania będzie od poprzedniego dwukrotnie głośniejszy, zwrócimy na niego większą uwagę. Z tego faktu postanowili skorzystać ludzie, którzy najczęściej o muzyce nie mają większego pojęcia – rozumieją tylko pieniądze. Chodzi o prezesów firm fonograficznych, ich księgowych i niektórych producentów. Pewnego dnia stwierdzili oni, że jeśli wydamy głośniejszą płytę niż konkurencja, ludzie zwrócą na nią większą uwagę i zakupią większą liczbę kopii.
Poniekąd mają rację. Niestety, wraz z rozwojem cyfrowej techniki obróbki dźwięku oraz z rozpędu w dążeniu do największej głośności przekroczono moment, w którym to wszystko ma sens. Przekroczono poziom, powyżej którego jakość dźwięku traci.
Dodatkowym wytłumaczeniem przemawiającym za „wojną głośności” jest sposób, w jaki większość z nas wydaje się słuchać muzyki. Najczęściej widzimy ludzi spacerujących po mieście, jadących autobusem, pociągiem, itp., ze słuchawkami w uszach. Aby wszystkie dźwięki dotarły do ich uszu, muzyka powinna być skompresowana dynamicznie, gdyż w przeciwnym razie dźwięki zbyt ciche zostaną przysłonięte przez miejski hałas. Co jednak z ludźmi, którzy preferują jednak odsłuch muzyki w domowym zaciszu, przy zgaszonym świetle i w wygodnym fotelu? Cierpią.
Spójrzmy na stare nagranie z lat osiemdziesiątych, a dokładniej na jego wykres fali dźwiękowej:
Widzimy duże wahania fali i po samym spojrzeniu na nią możemy domyśleć się, że mamy do czynienia z muzyką, a nie hałasem młota pneumatycznego. Spójrzmy teraz na ten sam utwór, ale wydany w ramach remasterowanej reedycji tego samego albumu:
Wszystkie maksymalne wychyły fali dźwiękowej zostały spłaszczone. Do pewnego stopnia ma to sens – czasami fala dźwiękowa może wystrzeliwać bardzo do góry lub dołu, ale nie być w praktyce słyszalna. Dzięki kompresji dynamiki można ją przyciąć i pogłośnić. Kiedy jednak przesadzimy, zobaczymy taki wykres... nie można już na oko stwierdzić, czy to jest muzyka, czy jakieś efekty dźwiękowe, a może nawet biały szum (jak radio FM między stacjami).
Warto nadmienić, że – co widać na powyższych wykresach – cyfrowe pliki audio mają pewną przestrzeń. Maksymalną głośność określa się mianem 0dB. Nie ma możliwości zapisania głośniejszego dźwięku. Jeśli zaczniemy ograniczać wychyły fali, pozwoli to na pogłośnienie całości, ale wraz z utratą dynamiki – wykres po prostu mniej skacze. W ramach „wojny głośności” posunięto się jednak tak daleko, że fala próbuje przekroczyć 0dB. Prawidłowo wyprodukowana płyta powinna „gładko” ograniczać maksymalne wychyły (peaki), ale obecnie nagminne jest, że są one drastycznie obcięte i na wykresie przedstawiane są jak... linia prosta. Występuje wtedy nieprzyjemny przester: trzask. Stąd płyta CD może trzeszczeć w większym (bo bardziej wychwytywanym i nieprzyjemnym) stopniu niż winylowa!
Czym odznacza się negatywny wpływ ograniczenia dynamiki dźwięku? Ciche, gitarowe intro przestaje być cichsze od całego zespołu, w skład którego wchodzą dwie gitary elektryczne, gitara basowa, perkusja i klawisze. Efekt rosnącego napięcia emocjonalnego w utworze został zredukowany lub zniwelowany całkowicie. Ponadto, w dalszej części utworu widzimy brak specyficznych peaków fali dźwiękowej. To jest perkusja – jej dźwięk został spłaszczony, przez co została jak by przesunięta do tyłu, że zaczęła stanowić tło dla utworu zamiast być jego siłą napędową.
Obrazki i słowa to za mało, by opisać tą sytuację, ale internet pełen jest dużo lepiej przemawiających przykładów, jak chociażby poniższy filmik:
Bardzo dokładnie przedstawia on w czym rzecz. Dlaczego dzisiejsza muzyka wydaje się być płaska i bez życia? Bo tak została nagrana. A dokładniej – tak została „obrobiona” w procesie masteringu, czyli przygotowywania płyty CD do tłoczenia. Proces masteringu (lub premasteringu) polega na ustaleniu równej głośności wszystkich poszczególnych utworów, ustaleniu przerw między nimi, mniejszymi lub większymi poprawkami za pomocą equalizera itp. Dziś do tego ważnego elementu produkcji płyty dołączyła przesadzona kompresja dynamiki. Bo to trzeba powiedzieć: kompresja dynamiki jest potrzebna. To dzięki ograniczaniu zakresu dynamiki np. wokalistki jesteśmy w stanie usłyszeć ją pomimo ściany elektrycznych gitar. Jest to nieodzowny element w studiu nagraniowym... pod warunkiem, że wykorzystywany jest prawidłowo, czyli w celu, w którym został stworzony.
Dlaczego płyty winylowe nie cierpią z powodu wojny głośności? Z powodu technicznego ograniczenia, które w tym przypadku jest ogromną zaletą. Im głośniejszy dźwięk, tym rowki na płycie są szersze. Im szersze rowki tym większe ryzyko, że... igła może wręcz wyskoczyć ze ścieżki i przeskoczyć obok. Z tego powodu zakres dynamiki i głośność nagrania na takiej płycie musi być dość ściśle kontrolowany. Biorąc to wszystko pod uwagę, płyta CD pozwala na zarejestrowanie dźwięku o większej dynamice niż płyta „analogowa”. Tylko co z tego, skoro dzisiejsza muzyka w formie cyfrowej, przedstawiona wykresem fali dźwiękowej, wygląda nierzadko jak kwadrat? Choćbyśmy ściągali z internetowych sklepów pliki FLAC posiadające 64 bity... nic by to nie zmieniło. W porównaniu z 16-bitową płytą CD brzmiałyby one identycznie, zasięg dynamiczny byłby tak samo mały.
Na szczęście, w ostatnich latach nastąpił duży wzrost świadomości w tym temacie. Producenci muzyczni zaczynają się buntować (choć wielu z nich mówi, że jeśli nie zmasakrują muzyki „wojną głośności”, wytwórnia znajdzie innego producenta, który to zrobi), inżynierowie zajmujący się masteringiem wypowiadają się coraz głośniej przeciwko rujnowaniu muzyki. Powstały inicjatywy w postaci fundacji, które chcą przekonywać producentów i inżynierów do postawienia się dyrektorom firm fonograficznych. Niektórzy muzycy stwierdzili, że nie będą nagrywać płyt w ten sposób – w ostatnich latach ukazało się kilka albumów, które brzmią świetnie, na których nie zastosowano żadnej dodatkowej kompresji, a wręcz całkowicie pominięto proces (pre)masteringu. Na płycie CD dostajemy dokładnie to, co słyszał artysta w studiu nagraniowym.
Na koniec tego rozdziału wspomnę tylko o jednej rzeczy: muzyk nie musi o tym wszystkim wiedzieć. Muzyk może nie być w stanie rozróżnić dynamicznego nagrania od silnie skompresowanego... i niczego złego w tym nie ma. Nierzadko kiedy muzyk doskonale zdaje sobie z tego wszystkiego sprawę... po prostu nie słucha swoich własnych płyt. On wie, co nagrał, bo słyszał to w studiu nagraniowym, kiedy znajdował się tam ze swoim producentem. Miłośnicy muzyki często nie rozróżnią lub po prostu nie zwracają uwagi na dynamiczne lub niedynamiczne utwory. Mało tego – stacje radiowe korzystają z własnych kompresorów dynamiki, więc nie może być mowy o tym, że utwór jednego wykonawcy będzie głośniejszy od innego i przez to popularniejszy. Podobnie w popularnym serwisie muzycznym Spotify, który korzysta z metody wyrównywania poziomu dźwięku metodą zwaną „replay gain”. Głośność płyty nie wpływa także pozytywnie na jej sprzedaż. Negatywnie też nie, choć kilkadziesiąt podpisów pod petycją o ponowne zmiksowanie lub zremasterowanie ostatniej płyty grupy Metallica może wskazywać, że ludzie są jednak niezadowoleni.
Jaki jest sens tej wojny głośności? No właśnie... nie ma go.
poprzednia strona (Kompresja stratna i bezstratna) 
