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38. 音频说明资料

Ableton 的大部分开发工作都集中在客观地测试 Live 的基本音频性能上。 根据测试结果,我们已经对音频引擎进行了许多底层改进。 我们编写这份参考资料,是为了向用户介绍 Live 的某些功能是如何处理音频的(它们往往被误解),以及介绍一些获得高音质的技巧。

如上所述,我们的研究重点一直放在客观行为上(即可量化和可衡量的)。 我们无法预测用户的监听环境、音频硬件、听力状态等,因此无法保证用户能具体听到什么内容。 此外,本文不会把 Live 与其他音频软件做比较。 总之,这是一篇 Live 在各种情况下可能出现的行为介绍。

38.1 测试与方法

截止至撰写本文时,Live 的每个版本都经过了一系列自动化测试,涵盖了 Live 的各个功能。 当我们添加新的功能时我们会进行额外的测试,在未通过测试之前绝不会发布更新。

38.2 中性操作

Live 中不会导致音频质量发生变化的操作,称为中性操作。 你无需担心使用这些功能会降低音质。 通过模数转换录制到 Live 的音频不会因为中性操作降低音质,而是一直会保持录制时的质量。 对导入到 Live 的文件进行中性操作可确保导入的音频与保存在磁盘上的文件相同。 对于从 Live 导出的文件进行中性操作可确保输出文件的质量至少与播放时听到的质量一样。

下面提供的中性操作列表主要是用作参考;事实上,尽管这些操作实际上中性的,但如果在非中性的情况下进行,也会成为非中性操作。 例如,通过效果器装置处理音频信号是一种非中性操作。 因此,在非中性操作之后的中性操作在一定程度上也成为了非中性操作。 从技术角度来讲,即使是改变增益都是非中性操作。

中性操作包括:

38.2.1 未经抖动处理的渲染

导出音频/视频 命令会将 Live 的音频输出渲染成文件保存到磁盘中。 在以下情况中,渲染是中性的操作:

  • 渲染文件的采样率与在 Live 设置中的音频硬件采样率相同。
  • 没有应用任何非中性操作。

通过此方式可以测试 Live 的导出性能:导入未处理的白噪音、固定频率正弦波、正弦波扫频,分别以 16-、24-、32-bit 并搭配不同的采样率,然后直接渲染导出。 原始文件和导出文件的相位抵消测试结果如下:

  • 使用和原文件相同的位深导出,导出文件可与原始文件完全相位抵消。
  • 使用高于原文件的位深导出,导出文件可与原始文件完全相位抵消。
  • 使用低于原文件的位深导出,在 32-bit 系统中产生的失真最小。

38.2.2 匹配采样率/无移调

在 Live 中播放未拉伸的音频文件是一种中性操作,前提是该文件的采样率与 Live 设置中的采样率相同,并且该文件的播放不进行移调。 可通过相位抵消测试来验证是否为中性操作。 请注意,这里提到的“播放”的音频是 Live 中的音频,并且是到达音频硬件之前的音频。

38.2.3 未拉伸的 Beats/Tones/Texture/Re-Pitch Warp 模式

如果 Clip 的速度和 Set 的速度相同,那么 clip 会在未拉伸的状态下播放。 在这种情况下,如果 clip 的 Warp 模式 设置为 Beats、Tones、Texture 或 Re-Pitch(而非 Complex 或 Complex Pro),那么播放将会是中性的。

改变 Set 速度导致的 Warp 效果都是非永久性的,如果一个 clip 在某速度下实际为未拉伸状态,那么即使改变速度再改变回来,依旧会是未拉伸的状态。 例如,在 120 BPM 录制了一些音频,但在之后决定降低速度单独录制一些较难演奏的内容,那么当速度改回 120 BPM 后,先前录制的音频会按原样播放。 而在较慢速度录制的音频会被拉伸以快速播放。

取决于不同的 Warp 模式,在 Arrangement 界面中录制速度自动化可以是中性播放也可以是非中性播放。 如果使用 Beats 模式并选择了 Transients 粒子分辨率,那么可能会出现叠频。 只需将粒子分辨率设置为 16th 而不是 Transients(或使用 Repitch Warp 模式),就可以消除此问题。

请注意 律动 功能依靠改变 Warp 标记的位置来起作用。 这意味着即使以原始速度播放带有律动的 Clip,它也是非中性的。

可以对渲染的输出进行相位抵消测试,来验证未拉伸 Clip 的播放是否为中性的。

38.2.4 Summing 混缩

Live 使用双精度(64-bit)来处理任意的信号混合,包括 clip 和返送轨输入,主轨道和机架。 因此在 Live 中的信号混缩都是中性的。 如需测试,可以加载一对 24 位文件(白噪声和固定频率正弦波及其相位反转的信号),将它们叠加八次并渲染为 32 位的文件。 最终能得到完美相位抵消的结果。

请注意,虽然单个混缩点使用的是 64-bit 混缩,但 Live 内部的音频处理是 32-bit 的。 因此,多个轨道信号混合在一起仍然可能导致极少量的信号衰减。 在 32-bit 架构中使用 64-bit 的混缩,是为了在音频质量和 CPU/内存 消耗之间取得理想的平衡。

38.2.5 录制外部信号(位深 >/= 模数转换器)

录制外部音频信号到 Live 中是一个中性的操作,前提是 Live 设置中的位深大于或等于录制设备模数转换器的位深。 此处的“中性”操作指的是“模数转换器传输给 Live 的音频与录制下的音频是相同的。”

38.2.6 以 32 位录制内部源

如果以 32 位进行录制,那么通过内部路由录制的音频将与原音频相同。 为了确保乐器插件的录音以及效果器处理音频信号都是中性操作,推荐使用 32 位内部录音。 但是,如果原音频位深较低,那么不使用任何效果器进行低位深录制也是中性的;不过,使用 32 位内部录制 16 位的音频不会提高音质。

内部录制可以通过相位抵消测试,验证为中性操作。

38.2.7 冻结轨道

轨道 冻结 时,临时渲染的冻结音频文件为 32 位,这能确保冻结后的音质不会比冻结前低。 但请注意,以下几种特殊情况会导致冻结成为非中性操作:

Arrangement 轨道冻结后, clip 渲染结果可能会超出 clip 本身的范围,例如混响和延迟的尾部。 Session 轨道冻结后,clip 始终会渲染两次循环的长度,因此冻结前会超出两次循环长度的音频会在冻结后被切断。

时间类效果器例如混响和延迟,在未冻结时会进行实时处理,因此在混响或延迟途中停止播放,剩余的尾部依旧会继续播放。 但是被冻结后,延迟或混响的尾部被渲染成了音频,因此在中途停止播放会立即静音。

Arrangement clip 的自动化会渲染到冻结音频文件中。 而 Session clip 会“快照”保存 Arrangement 界面 1.1.1 位置的参数,并在播放冻结 clip 时使用这些自动化参数数值。 这类似于未冻结 clip 的行为;在播放 Session clip 时,Arrangement 的自动化会临时禁用,直到按下返回 Arrangement 按钮。

冻结的 Clip 始终会启用 Warp 功能,并处于 Best 模式,这意味着它和其他启用 Warp 的 clip 一样,会受到非中性操作的影响。

任何具有随机参数的装置(例如,Beat Repeat 装置中的 Chance 控件)在冻结后将不再表现出随机行为。 这是因为,冻结时会将随机参数直接渲染到音频文件中,因此不再实时随机计算。

38.2.8 被旁通的效果器

效果器被旁通后,约等于从信号链中移除了此效果器。 Live 的内置效果器装置和第三方 VST 和 AU 插件都是如此。 因此,输入到被旁通效果器的音频会按原样继续输出。 但请注意,一些需要延迟的效果器(例如 Compressor 的 Lookahead 参数)被旁通后依旧会产生延迟,这是为了保持工程整体的自动延迟补偿。 在大多数情况下,该行为的影响几乎是不可察觉的。

如需测试旁通效果器是否为中性操作,可以加载效果器后旁通并渲染其输出, 然后与不加载效果器渲染的音频进行相位抵消测试。 如果完全相位抵消,即可证明旁通的效果器是中性的。

38.2.9 信号路由

Live 中的信号 路由 是中性操作。 路由目的地接收到的信号与源信号相同。 需要注意的是,Live 的路由系统结构非常灵活,不仅可以在轨道间路由,还可以在装置间甚至装置内(例如 Impulse)路由信号。 在某些情况下,路由终点听到的信号会和路由前不一样,因为路由前的信号还经过了后续信号链的处理。

38.2.10 分割 Clip

中性的 clip 被 分割 后依旧能保持中性。 分割只影响采样的回放位置,不会影响采样本身的数据。 分割边界不会影响播放准确性,能够保证无缝播放。

Clip 分割是否为中性操作,在以下多种情况下经过了测试:

  • 分割未 Warp 的 clip,包括 Loop 打开和关闭状态。
  • 分割 Warp 的 clip,但不进行拉伸,包括 Loop 打开和关闭状态。

在上述情况下,都会渲染输出并将其与未分割版本的输出进行比较。 两个文件的相位抵消测试确认它们是相同的。

38.3 非中性操作

会改变 Live 中音频数据的操作被称为非中性操作。 进行这些操作时,音频信号会有一定程度的变化。 对导入到 Live 的文件进行非中性操作,会使导入的音频与磁盘上保存的文件不同。 在导出时进行非中性操作,会使导出文件听起来和在 Live 中听到的不一样。

以下为非中性操作。

38.3.1 在 Complex 和 Complex Pro 模式下播放

Complex 和 Complex Pro 这两个 Warp 模式使用的算法和 Beats、Tones、Texure、Re-Pitch 模式完全不一样。 在采样文件含有各类声音元素时,Complex(Pro)模式听起来效果更好,但它永远不是中性的 — 即使按照原速度播放。 同时,Complex(Pro)算法对 CPU 的需求也较高,因此推荐在其他 Warp 模式无法满足需求时才使用 Complex(Pro)模式。

38.3.2 采样率转换/移调

采样率转换是一种非中性操作(包括实时回放和渲染)。 如果播放文件的采样率和 Live 设置的采样率不同,那么就会导致信号质量受损。 移调也是采样率转换的一种形式,因此它也是非中性操作。

为了最大程度减少实时播放时的音质受损,推荐先单独转换并统一音频文件的采样率,而不是导入多个采样率的文件到一个 Set 中。 一旦采样已经转换为了 Live 使用的采样率,那么导入 Live 时就不会有音质损失。

如果 Live 当前的采样率和制作 Set 时使用的采样率不同,那么渲染导出会是非中性操作。 在渲染导出时的采样率转换会使用极高质量的算法 SoX Resampler,授权许可为 GNU LGPL v2.1,这使得降采样操作能接近无损。

38.3.3 音量自动化

自动化音量水平会使得增益发生变化,这是一种非中性操作。 某些自动化包络可能会产生叠频失真,有可能是因为包络计算不够快速。 音量的自动化包络的计算速度等同于音频采样率,以最大程度减少音频失真现象。

38.3.4 抖动

将音频渲染到较低的位深时,最好进行抖动处理,来最大程度减少叠频失真。 抖动处理(添加音量极低的噪声)本质上是非中性的操作,但在降低位深时,这是必不可少的。

请注意,Live 的内部信号处理为 32 位,因此即使施加一个简单的增益变化,音频也将变为 32 位 — 即使原始音频是16 位或 24 位。 抖动处理不应该用于工程内部的音频,只有需要进行最后的母带导出(并降低位深)时才需要进行抖动处理,其他情况请按 32 位导出并关闭抖动处理。

38.3.5 录制外部信号(位深 < 模数转换器)

如果 Live 设置中的位深小于模数转换器录音的位深,那么录制音频到 Live 中是非中性操作。 我们不建议你这样做。

38.3.6 录制低于 32 位的内部信号

如果使用低于 32 位的位深进行内部音频录制,那么会损失音频质量。 为了确保乐器插件的录音以及效果器处理音频信号都是中性操作,我们推荐你使用 32 位内部录音。 但是请注意,如果源音频已经处于较低的位深,在该位深的内部录制也将是中性的(假定未使用任何效果器);以 32 位内部录制未经处理的 16 位音频文件将不会提高音质。

38.3.7 合并

在 Arrangement 界面中 合并音频 clips 会渲染新的音频文件,这和源文件相比是一种非中性操作。 并且,新渲染的文件将会进行响度标准化处理,然后自动调整其 clip 音量,以匹配合并前的音量。 响度标准化处理是一种增益变化,为非中性操作。 新渲染的文件会按照 Live 设置的采样率和位深创建,也可能和源文件不同。

38.3.8 Clip 淡入淡出

如果在设置的 Record, Warp & Launch 选项卡中启用了在 Clip 边缘创建淡化,那么音频 clip 的开始和结束位置会自动添加淡入淡出(最多 4 毫秒),以避免产生咔哒声。 这些用于避免“咔哒声”的淡化也可以用于 Session 界面的 clip,点击 Clip 视窗中的 Fade 按钮即可。 此外,Arrangement 界面 clip 的 淡化与交叉淡化可以进行编辑。 应用淡化是非中性操作。

38.3.9 声像

Live 使用恒定功率的正弦增益曲线来平移声像。 在中心位置输出为 0 dB 时,极左和极右的信号将增加为 +3 dB。 为了最小化这种音量的变化,在做极端的声像处理时,缩窄整体的立体声宽度可能会比较有效。 可以使用 Utility 装置的 Width 参数来控制立体声宽度。

38.3.10 律动

在大多数情况下,开启 Warp 的 Clip 如果和 Set 速度相同,则为中性。 但是,如果应用了 律动,那么在任何速度下都是非中性播放。

38.4 实现 Live 最佳音质的技巧

如果你想要在 Live 中获得最佳的音质,可以参考以下的推荐设置和操作。

  • 在开始创作之前,先决定工程的采样率,而不是在中途临时改变采样率。
  • 使用高品质的硬件来录制音频到 Live 中(声卡、线材等等)。 并使用你的声卡和电脑支持的最高采样率和位深。
  • 请避免在同一工程中使用不同采样率的音频文件。 如需使用不同采样率的音频文件,请先使用高品质采样率转换程序,将音频文件转换到声卡使用的采样率。
  • 对于所有的音频 Clip,请在 Clip 视窗中禁用 Warp 与淡入淡出选项。
  • 请勿调整任何 Clip 的 Transpose 与 Detune 参数。
  • 始终以 32 位渲染。

请注意,为了确保最佳的音频质量,请禁用 Live 的某些功能 — 特别是 “拉伸” 和 “同步” 等。

38.5 结论

我们希望本文可以帮助用户理解 Live 在进行音频处理时的具体行为,了解音频是如何受到影响的。 本文的重点放在了容易引起困惑的功能上,因此文中并没有列出所有的中性与非中性操作。