Je poslech gramofonové desky nejkvalitnější? – 3 díl

V minulém dílu jsem si popsali analogovou cestu záznamu zvuku, od začátku až po vyrytí drážky do gramofonové desky. Dnes si popíšeme tu samou cestu, leč zůstaneme striktně v digitální podobě signálu.

Co je to ten digitál ?

Digitální (diskrétní) signál je signál, který získáme z analogového signálu tak, že za určitý časový úsek odečteme hodnotu analogového signálu a přiřadíme mu úroveň.

Hodnoty signálu měříme vždy v okamžicích, které odpovídají vzorkovací frekvenci. Hodnota digitálního signálu může nabývat pouze určité úrovně, která je dána bitovou hloubkou přenášené informace.
Vše je názorně vidět na obrázku níže. Zde máme bitovou hloubku 4 bity (2 na 4) tomu odpovídá 16 úrovní. Úroveň signálu tedy může nabývat hodnot 0 až 15, na ose y. Na ose x máme samplovací frekvenci, v případě kvality CD je to 44,1 kHz, což odpovídá časovému úseku 0,0000227 s.

Takže odpověď na otázku co je to ten digitální signál, se dá odpovědět, že je to vykradený analogový signál, který můžeme převést do jedniček a nul a uložit na paměťové médium.

Trocha historie a teorie

První počátky digitalizace zvukového signálu spadají už do třicátých let minulého století. K praktickým aplikacím v oblasti zvuku a hudby však došlo až na přelomu 60. a 70. let. Základní princip vzorkování signálu pro převod do digitální podoby má „na svědomí“ švédský vynálezce v amerických službách, pracující pro Bellovy telefonní laboratoře, Harry Nyquist.
Právě jeho příjmení nese teorém, která praví: vzorkovací frekvence musí být alespoň dvojnásobná oproti nejvyššímu přenášenému kmitočtu. Pokud tomu tak není ztrácíme informaci o průběhu analogového signálu a navíc se vystavujeme riziku aliasingu čili „překládání“ frekvencí. Příklad můžete vidět na příslušné ilustraci: Červený vstupní signál byl navzorkován frekvencí menší než dvojnásobnou. Označené vzorkovací body tak „přeložily“ původní frekvenci do propustného pásma a výsledkem je zcela jiná, mnohem nižší frekvence než vstupní samplovaný analogový signál.

O převod analogového signálu do digitálního se starají D/A (digital/audio) převodníky (zvukové karty). Každý převod signálu směrem D/A nebo A/D je zatížen nepřesností převodu signálu. Tento jev se dá minimalizovat zvýšením samplovací frekvencí v kombinaci s bitovou hloubkou. Čím vyšší samplovací frekvence a bitová hloubka, tím máme jemnější hodnoty na ose x a y. Digitální signál se více podobá analogovému.

CD – Compact disc standard firem Phillips/Sony byl uvedeno v roce 1980 po více než desetiletém vývoji. Dvanácticentimetrový plastový disk, točící se rychlostí 200-500 otáček za minutu, využívá 16bitového kvantizačního kódování a vzorkovací frekvence 44 100 Hz. Maximální kapacita 74 minut stačila pro záznam Beethovenovy 9. symfonie. Masová výroba „cédéčka“ začala okolo roku 1984 a od té doby jsou jeho parametry standardem pro konzumní audio.

V současné době digitálního nahrávání není výjimkou vzorkovací frekvence až 96 kHz a bitová hloubka 64 bitů

Zdroj zvuku

Zdrojem zvuku je hudební nástroj, nebo lidský hlas, který chceme zachytit. V případě kytary je to vlastní kytara, která je zapojena do zesilovače. Před reproduktor je umístěn mikrofon, který snímá tlakové vlny z reproduktoru a převádí je na analogový elektrický signál, který “a teď pozor, začíná rozdíl mezi analogovým a digitálním signálem” je veden A/D (analog – digital) převodníku!

Zde se až do konce po vyřezání master vinylu, budeme nacházet v digitální podobě signálu
Z převodníku do digitální mixážní konzole, (převodník může být součástí konzole), kde je možnost ho upravit co se týče ekvalizace, komprimace atd. Signál nahráváme na digitální médium, tedy na hard disk počítače, kde se dále upravuje a edituje v programech DAW

Nahrávání

Způsob nahrávání kapely může být stejný jako v minulém dílu, tzn. všichni hráči najednou. Opět to má všechny výhody živého hraní. Spoluhráči na sebe mohou reagovat, což se může projevit v živelnosti a energii nahrávky. Každý nástroj, nebo zpěv má svojí vlastní stopu. U digitálního nahrávání se rozšířil způsob nahrávat každý nástroj zvlášť, a to tak že muzikant nahraje svůj part. Většinou se nahraje nejdříve rytmiky, to je bicí a basa, poté nastoupí kytary, piana, zpěv a na konec sólové nástroje.

K nahrávání se používá digitální mixážní pult, který se od svého analogového bratra moc neliší. Je vybaven spousty podsvícených tlačítek, leckdy má i LCD display, ale vypadá mnohem lépe. Digitalizovaný zvukový signál se prožene digitálním mixážním pultem, kde lze upravit a uloží se na hard disk ve formě dat.
Následná editace zvuku probíhá v počítačovém programu, který společně s hardwarem tvoří tzv. DAW – digital audio workstation.

Mix – míchání

Veškerý zvuk zachycený mikrofony je v převodnících digitalizován a jeho následná úprava již probíhá, buď pomocí digitální konzole, tedy hardwarově nebo v nahrávacím programu. O změnu zvuku se tedy nestarají kondenzátory, odpory a rezistory. Zvuk je převedený na jedničky a nuly a prohání se přes procesor, respektive různé programy, simulující chování skutečných součástek či zařízení.

Snadná editace, toť podstata digitálního nahrávání

Hlavní gró digitálního nahrávání je někde jinde, a to v možnosti snadné editace nahraného materiálu. Editace probíhá v DAW programech, kde kopírování, stříhání pasáží nebo celé stopy je doslova brnkačka.

Aby tomu tak bylo, musí být nahraný materiál doslova “lícovat” s časovou osou. Když jsou muzikanti zruční, tak nahrají každou notu přesně dle metronomu. V případě že jsou méně zdatní, a tempo jim jde “podle plotu” (rytmicky rozhození) lze vše srovnat v DAW.

Bohužel snadnost editace nahrávky má za následek, že je hudba sterilní, též jsem se setkal s výrazem “strojová”. Leckdy se písnička doslova “slepí” z nakopírovaných krátkých částí, a muzikant nemusí hrát riff písničky pořád dokola pět minut.

Upravit lze též “falešný” zpěv pomocí speciálních programů “pluginů”, v případě že zpěvák je hlasově indisponován.
Možnosti digitálního nahrávání jsou téměř nekonečné. Co se týče počtu stop, nejste limitováni šířkou pásku, tudíž jich můžete mít třeba milion. Pokud nemáte peníze na filharmonii, můžete ji použít ve formě virtuální nástroje. Potřebujete obskurní zvuky letního deště, můžete použít tematické zvukové banky.

Další obrovskou výhodou DAW je automatizace jakéhokoliv parametru co si zamanete, nejste limitováni počtem rukou, které by kroutili čudlíky. Dále je zde možnost uložit nastavení celého mixu, což u analogu nebylo.

DAW – Digital Audio Workstation, jsou speciální programy pro producenty, kterým dovolují skládat, mixovat nebo provádět postprodukci hudby. Díky těmto softwarům dokáží muzikanti tvořit hudbu za pomocí jednoho počítače.

Mastering

Když už máte vše nahráno, upraveno, zmixováno, přichází další fáze úpravy zvuku a to Mastering.

V předchozím dílu měl význam Mastering – výroba matrice pro lisování gramofonových desek, v dnešním dílu je to poněkud jinak

Pod pojmem mastering si můžete představit zvukový a produkční make-up vaší nahrávky jako celku. Jde o to, ušít jednotlivým skladbám alba trochu jednotný kabát co do výrazu, hlasitosti a barvy, aby fungovaly i jako celek. Sem patří úpravy frekvenční, úpravy stereofonního obrazu nahrávky, možnost mírného prostorového nadýchání a prohloubení úpravy dynamiky nahrávky. Vše se opět může dělat v rámci DAW nebo specializovaných programů.

Dále sem patří různé „úřednické práce“. V případě alba či více písňového „singlu“ vytvoření konečného pořadí, délky pauz, vyčištění a ošetření začátků a konců jednotlivých skladeb, případně zapsání názvů, interpretů do CD textu a v některých případech zapsání příslušných kódů nahrávky (ISRC). Ke každému CD se dále vytváří tzv. Track list – jakýsi rodný list CD masteru s názvy, časy a technickými poznámkami.
Takto připravený master můžete poslat do lisovny gramofonových desek. Poté je již vše stejné jako v minulém dílu, tzn. výroba master matrice buď formou řezu Laquer nebo DMM metodou a následné lisování desky.

Zazvonil zvonec a digitální cesty je konec

Výše popsaný způsob digitálního nahrávání je jeden z možných způsobů. Existuje dalších x-způsobů, kdy se z popsaného digitálního řetězce odbočí do analogového signálu a v něm se zůstane, nebo se opět vrací do digitálu. Veškeré tyto přechody jsou bohužel převody A/D respektive D/A zatíženy chybou a zvuk ztrácí na kvalitě.
Každý způsob nahrávání má své výhody a nevýhody, stejně tak zastánce a odpůrce.
Cílem bylo popsat základní rozdíly mezi analogem a digitálem a osvětlit tuto problematiku a názvosloví. A až uslyšíte někoho říkat, že “nejlepší zvuk je z gramofonových desek”, tak budete vědět, že má pravdu, ale pouze za určitých podmínek.

Co říkají přední čeští producenti o digitálním nahrávání?

JAN P. MUCHOW

Dáváte přednost živým nástrojům, nebo digitálně simulovaným?

Živým. Digitální používám tam, kde to ty živé nejsou schopné zahrát. Takže to co jde, zahrát na živé, pak teprve nastupují synťáky a digitální věci.

U kterých nástrojů a za jakých okolností přistoupíte nejčastěji k simulacím?

Když je něco potřeba mít rychle hotové, třeba demo. Nebo když potřebujete jakoby naschvál špatný zvuk. Často se stane, že něco nahrajete a potom strávíte čtvrt dne tím, že se snažíte ten zvuk zošklivit. Pak je dobré zkusit stejnou linku nahrát na jiný, třeba syntetický zvuk, často se to vejde líp do mixu. Živé nástroje mívají ještě hodně parazitních zvuků a frekvencí kromě těch, které potřebujete.

Lze pomocí umělých dozvuků nahradit akustiku místnosti?

Slovo „nahradit“ asi není správné. Často nahrajete něco v místnosti s přirozeným hallem a pak zjistíte, že v mixu je ten hall špatný. Takže záleží na tom, jak dobrou představu máte o finálním zvuku v době nahrávání. Někdy se pak snažíte dostat ten zvuk místnosti z nahrávky pryč. Já mám rád úplně přirozený zvuk a pak takové ty naschválnosti, špíny. Radši natáčím s přirozeným dozvukem místnosti, ale když si nejsem jistý, jaký bude finální mix, raději snímám co nejvíc zblízka. A hall případně při mixu dodám umělý, kdybych ho náhodou chtěl.

Používáte někdy jiné než rovnoměrně temperovaného ladění?

Experimentoval jsem s tím, ale nemělo to takový efekt, jaký jsem čekal. Když se nahrávalo třeba se smyčci, kde jsou zvyklí na trochu jiné ladění, než je běžné v pop music, song jsme tomu přizpůsobili. Víc si spíš hraji s přelaďováním kytary do různých akordů a pa-akordů než s celkovým laděním. Takže zkoušel jsem to, ale nemám pocit, že by mě to někam posouvalo.

Máte oblíbené pořadí nástrojů při nahrávání?

Nemám. Záleží na skladbě, kterou nahráváte. Některá potřebuje třeba začít improvizací s feedbackem hallu (znáte to, posíláte hall do hallu) a jindy je třeba klasický postup bicí + basa a pak zbytek. Zjednodušeně řečeno, upřednostňuji obsah nahrávky před teorií.

TOMÁŠ VARTECKÝ

Dáváte přednost živým nástrojům, nebo digitálně simulovaným?

Jak na co, samozřejmě. Co se týče např. zkresleného zvuku kytary, používám jednoznačně aparát, ale přes Line 6 POD jsem nahrál taky spoustu pěkných zvuků. Záleží na tom, co od toho člověk chce. U „poda“ se mi daří najít takové ty záměrně špatné zvuky, třeba hodně zefektované.

A co celé nástroje digitálně napodobené?

Ze sampleru? Kytaru nebo dechy rozhodně ne, ale smyčce určitě. Málokdo má na to platit „symfoňák“ a kvarteto je vždycky jenom kvarteto. Jde o to, co si člověk může dovolit.

Lze pomocí umělých dozvuků nahradit akustiku místnosti?

Určitě lze. Mám doma hodně malé studio, takže když je nutnost, dělám to takhle. Ale pokud se nahrávají třeba hodně akustické nástroje, navíc všichni dohromady, pak je samozřejmě dobrá místnost snímaná dobrými mikrofony nenahraditelná.

Máte oblíbené pořadí nástrojů při nahrávání?

Nejvíc se mi líbí, když to kapela zahraje celá dohromady. Pak se použije jen základ. Basa a bicí hrají opravdu spolu, k tomu s nimi i zbytek kapely.

Ten se použije jako pracovní?

Ano. Ale když je třeba možnost nahrát kytaru v jiné místnosti tak, že je použitelná, když se náhodou povede, není to špatné. Já jsem kytary většinou přehrával. Čím víc lidí nahrává najednou, tím víc zdržují jeden druhého. Výjimka jsou snad jen kapely, které to zahrají napoprvé.

A orientační zpěv používáte?

Určitě. Myslím, že orientační zpěv je důležitý. Muzikanti tak mají volnější mozek, nemusí se tolik soustředit na formu, lépe se v ní orientují.

Používáte někdy jiné než rovnoměrně temperovaného ladění?

Ne, to ne. Maximálně všechno podladím o půltón.

ONDŘEJ SOUKUP

Dáváte přednost živým nástrojům, nebo simulovaným?

To přece záleží na typu hudby.

V jakém případě tedy použít živé, kdy naopak syntetické?

Třeba když děláte taneční hudbu nebo R’n’B, vychází samozřejmě spousta věcí lépe syntetických. Naopak když např. chcete, aby smyčce zněly živě, děláte projekt, který se blíží klasické hudbě – pokud použijete jen chemické nástroje, ta simulace je vždycky slyšet. Je to zajímavé pro ověření, ale parametry živého orchestru to v žádném případě nemá. Ale všechno je samozřejmě případ od případu, záleží na každém, co si zvolí.

Jsou tedy nějaké nástroje, u kterých byste simulaci v žádném případě nepoužil?

Takové neexistují. Můžete zjistit, že v určitém kontextu syntetický nástroj, který simuluje akustický, vychází lépe než skutečný akustický. To se týká třeba i piána – simulace akustického piána dopadne v některých typech hudby lépe, než když použijete originál akustické piáno. Ale opět – neexistuje jednotný recept.

Lze pomocí umělých dozvuků nahradit akustiku místnosti?

Do určité míry. Záleží na tom, co očekáváte. Ale simulace prostorů jsou dnes již opravdu dokonalé a nabízejí mnohem více možností než reálný prostor – ten má v závislosti na typu a velikosti jen jedinou možnost. Můžete samozřejmě použít nějaké paravany a tu akustiku rozbít, ale to je všechno. Takže do velké míry to nahradit lze, i když akustiku Rudolfina asi nenahradíte.

Máte oblíbené pořadí nástrojů při nahrávání?

Tak asi začínají všichni – od rytmických nástrojů – bicí a basa, ty dají základní rytmický charakter, později harmonické – třeba piána, potom ostré nástroje, postupně to doplňujete. Ale opět záleží na tom, co točíte za hudbu. Když točíte třeba filmovou hudbu se symfonickým orchestrem, natočíte to dohromady a je to. A je to tak nejlepší. Naopak při natáčení popu nebo obecně současné hudby se často točí všechny nástroje zvlášť a někdy je to čistá elektronika.

Setkal jsem se i s postupy, že se např. nějaký harmonický nástroj točil první?

To také jde. Ono je to totiž všechno jedno, podstatný je výsledek. A jestli někdo napřed natočí zpěv a píšťalu a později velký buben, je to jedno – podstatné je, co z toho vyleze. Pokud máte přesnou představu, co chcete, výsledek bývá smysluplný.

Používáte někdy jiné než rovnoměrně temperované ladění?

Syntezátory bývají většinou naladěné na 440 Hz v temperovaném ladění. Pocítíte to při práci s živým orchestrem, tam se nota s křížkem nerovná notě s béčkem. Ale že bych se tím nějak hystericky zabýval, to ne.

K tomuto článku byly použity informace z internetu. Konkrétně Muzikus.cz