ЭМБИЕНТ. ПИТЧИНГ И ТАЙМ-СТРЕТЧИНГ
Очень большая и серьёзная тема, которую, по уму, надо бы было тоже выделить в отдельную статью. Но этот цикл пора заканчивать, так что придётся быть лаконичным. В настоящее время есть три принципиально разных алгоритма манипуляций со скоростью/высотой тона файла:
- изменение скорости, влияющее на темп и высоту тона (питчинг);
- изменение высоты тона без смены темпа (питчинг);
- изменение темпа без изменения высоты тона (тайм-стретчинг).
Процесс изменения питча (высоты тона) сэмпла также называется транспонированием (Transpose).
ЗАМЕДЛЕНИЕ И УСКОРЕНИЕ СЭМПЛОВ
Впервые с питчингом (или питч-шифтингом — правильно и так, и так) люди столкнулись вместе с изобретением звукозаписи, а это 1860-е. Даже фонограф Эдисона (1878-й), пишущий звук на цилиндры/валики, при более медленном воспроизведении, чем нужно, делал звук ниже по высоте. Те, у кого есть виниловый проигрыватель, знают о переключателе скорости: 33, 45 и 78 RPM или «оборотов в минуту». Если поставить долгоиграющую пластинку (78 RPM) с выставленной скоростью 33, то все записанные композиции будут воспроизводиться медленнее и, как следствие, звучать на октаву с небольшим ниже.
Зависимость у питчинга простая: замедление или ускорение аудиофайла в два раза делает его на октаву ниже или выше, соответственно.
Когда появились магнитофоны и musique concrète (1940-е), питчинг уверенно вошёл в арсенал музыкантов-экспериментаторов, став серьёзным инструментом, позволяющим видоизменить звук до неузнаваемости. При серьёзном замедлении музыка становится низкочастотной, гармония уже почти не угадывается, а события происходят так нечасто и при этом так долго, что их успеваешь просмаковать. Напротив: сильное ускорение может вызвать комический эффект, а при достаточной быстроте даже способно превратить повторяющиеся звуки в простейший тон-генератор (то есть синтезировать новые звуки).
В 1960-е с этим эффектом экспериментировали знаменитые The Beatles и их звукорежиссёр Джордж Генри Мартин.
Изменения не обязательно должны одинаково применяться ко всему аудиофайлу. Если речь идёт про аналоговые средства хранения данных, то перезапись с регулярным изменением высоты может осуществляться в реальном времени:
- можно плавно или резко затормаживать и ускорять пластинку/ленту рукой;
- можно менять скорость вращения лентопротяжного механизма или пластинки (на виниловых проигрывателях обычно для этого есть отдельная ручка);
- магнитную ленту можно измять — питч будет немного плавать сам по себе.
В цифровом мире всё поддаётся чуть большему контролю: кроме вращения ручки Pitch в реальном времени, можно также использовать всевозможные автоматизации:
- на BPM, используя отдельную дорожку, обычно называемую «темпо-трек»;
- на плагинах-питч-шифтерах (они могут работать по-разному);
- на питче самого звука, если есть такая возможность.
Но здесь с питчем всё-таки чуть сложнее: компьютер не может просто воспроизводить отдельный файл медленнее или быстрее. Самый простой способ: повысить или понизить его частоту дискретизации (для ускорения или замедления аудиофайла) относительно оной, выставленной в проекте. Более сложные алгоритмы эмулируют поведение магнитной ленты или виниловой пластинки, изменяют питч, не трогая ритм или изменяют ритм, не трогая питч. Часто вместо ручки Pitch на цифровых устройствах присутствует ручка Speed (яркий пример — KORG Volca Sample): она как раз меняет частоту дискретизации сэмпла, эмулируя более медленное воспроизведение.
Для изменения длительности файла без изменения высоты тона используется другой алгоритм — тайм-стретчинг. Подробнее о нём я расскажу чуть позже.
Как вы уже поняли, главная особенность, являющаяся в разных ситуациях то серьёзным недостатком, то внушительным преимуществом, заключается в изменении длительности файла.
Если мы хотим, чтобы файлы были короткими или очень длинными, то это здорово. Например, раньше для загрузки длинных сэмплов в старый сэмплер, часто приходилось сильно питчить их на октаву вверх, а уже на устройстве возвращать до оригинальной высоты. Или в качестве эксперимента пение птиц сильно-сильно питчилось вниз, генерируя шероховатый, глубокий, жутковатый Lo-Fi эмбиент. Также питчинг вниз помогал уложить брейки и другие нетональные лупы в BPM проекта.
Известен т.н. «эффект бурундука»: аудиозапись с голосом пускалась в 2 раза быстрее, голос приобретал скрипучий и высокий «мультяшный» тембр. Техника использовалась в мультсериале «Элвин и бурундуки», откуда и получила своё современное название.
Но чаще всего нам хочется уписать сторонний сэмпл в ритм проекта, и при этом сохранить его питч. Например, если вы нашли в полевых записях удачный фрагмент и хотите, чтобы он звучал несколько дольше или короче, чем получается вписать. При питчинге вы либо получите характерное убыстрение событий, которое ухо считает моментально, либо характерное замедление: красота момента может быть потеряна.
Но в эмбиенте может быть и строго наоборот: аудиофайл как раз начнёт звучать интересно, когда вы его сильно измените по высоте тона. Иногда очень здорово вписывать биты или нетональные звуки, используя именно питчинг!
На самом деле, найденные звуки и полевые записи — идеальные источники для экспериментов с питчингом. Так вы получите совершенно новые звуки, производящие иное впечатление.
ПИТЧ-ШИФТЕРЫ И ГАРМОНАЙЗЕРЫ
Отдельно стоит рассмотреть вид питчинга, при котором меняется высота тона, но темп остаётся неизменным. Именно по такой технологии работает большинство «realtime» питч-шифтеров, когда поступающий звук нужно изменять моментально: как правило, в пределах пары октав вверх или вниз, с шагом по полутонам. Есть и отдельный вид плагинов и устройств: октаверы, т.е. более простые питч-шифтеры, умеющие дублировать сигнал только на 1-2 октавы выше или ниже, без полутонов.
На самом деле, это непросто — требуется достаточно мощный процессор, сильно поднимающий стоимость устройства. Потому в большинстве недорогих решений вместе с наложением эффекта теряется качество обработанного голоса и возможно появление небольшой задержки.
Этой технологией также славятся аппаратные сэмплеры фирмы Roland, серии SP (например, 404 или 555), а в программном виде это реализуемо редактором Audacity (эффект «Изменение высоты тона», работает не «realtime») и большинством софтовых питч-шифтеров.
Встроенные в Ableton Live WARP-алгоритмы (рассмотрим вместе с тайм-стретчингом) тоже могут реализовать такой эффект.
Первый питч-шифтер, Lexicon Varispeech Model 26, появился в 1972-м году. Скоро появилась и следующая, 27-я модель, оснащённая ручкой Feedback. Это особенно забавно, ведь: а) этому устройству фидбэк не нужен, б) изначально технология предназначалась для людей с нарушениями речи из-за инсульта, где точно не нужен эффект обратной связи.
Разумеется, в эмбиенте технология находит своё применение повсеместно, так как позволяет моментально получать странные, неживые, покорёженные тембры. Как художественный эффект также используется плавное повышение или понижение высоты тона питч-шифтером.
Отдельной разновидностью питч-шифтера является гармонайзер: устройство, подмешивающее к входящему сигналу одну или несколько нот из выбираемой тональности. Вы задаёте, в каком ключе, каком ладу и какие интервалы хотели бы играть. Берёте одну ноту — звучит аккорд, причём всегда в тональности: гармонайзер подстраивает интервалы так, чтобы они не фальшивили.
Если выставлен «до минор» + терция, значит от «до» автоматически играется малая терция, от «ми бемоля» — большая.
Что характерно, в большинстве подобных устройств (а они чаще всего выполнены в виде гитарных педалей) можно полностью убрать чистый сигнал, оставив гармоническую обработку со странным тембром.
В эмбиенте ценится из-за возможности создать плотную текстуру из одной ноты. Разные гармонайзеры часто входят в педалборды музыкантов, играющих эмбиент на гитаре. Существуют более продвинутые вариации, позволяющие гармонизировать в играемые другой рукой аккорды на MIDI-клавиатуре или достраивающие аккорд интеллектуально.
VARISPEED
Технология варьирования скорости, появившаяся во времена расцвета The Beatles, а в настоящее время существующая в виде цифровой эмуляции.
Что это такое по своей сути. Обычный питчинг, только всей композиции в целом, на разных этапах её создания. Например, можно записать некую текстуру на гитаре, а затем замедлить партию в два раза и наиграть поверх, в комфортном темпе, что-то ещё. Вернуть скорость — наигранное зазвучит на октаву выше, но точно в темпе. И так далее. Можно крутить скорость туда-сюда, постоянно дописывая различные партии в разных местах и получая непредсказуемое звучание оных в контексте всей композиции.
Важно понимать, что это не просто изменение BPM. Сегодня мы имеем дело в основном с MIDI-данными, а при изменении количества ударов в минуту питч MIDI-дорожек не меняется, только скорость. Поэтому для полноценной реализации нужно либо иметь специальную встроенную функцию Vari Speed (как в Logic Pro), либо настроить проект так, чтобы в нём были только аудиофайлы, с привязкой к сетке в режиме Re-Pitch. Или, что совсем канонично, можно использовать какую-нибудь эмуляцию ленточного лупера, а то и вовсе настоящую магнитную ленту.
Наиболее частое практическое применение VariSpeed сегодня:
- проверка того, как проект мог бы звучать в более быстром или более медленном темпе;
- практические занятия;
- художественная запись инструментов на более низкой или высокой скорости.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПИТЧ-КОРРЕКЦИЯ
Как ни странно, это тоже используется в эмбиенте, и в интернете можно найти не один туториал на тему использования какого-нибудь Melodyne для получения эмбиентных текстур.
В чём суть. В 1997-м году появилась знаменитая программа Antares Audio Technology's Auto-Tune, умеющая анализировать аудиофайлы на предмет выхода из тональности и исправлять это — автоматически или пошагово. Вторая по популярности программа — Celemony Melodyne, умеющая работать с полифоническими звуковыми файлами и править аккорды или отдельные ноты в них.
Подобно копировальным аппаратам Xerox, давшим в нашей стране название всем подобным устройствам — собственно, «ксерокс», Auto-Tune породила новую волну автоматических питч-корректоров — «автотюны».
Подобные решения давно уже являются частью многих DAW и аудиоредакторов: например, Apple GarageBand, Apple Logic Pro, Adobe Audition, FL Studio, Digital Performer, Steinberg Cubase.
На самом деле, в эмбиенте используется как обычный тайм-стретчинг/питч-шифтер для получения синтетических оттенков у акустических инструментов. Вы можете сыграть соло на расстроенной гитаре или старом пианино, прогнать через плагин автоматической питч-коррекции и получить нечто, звучащее очень неправдоподобно. Можно и создать эффект полной расстройки, сыграв чистую партию и заставив плагин отстроить всё в другую тональность.
ТАЙМ-СТРЕТЧИНГ
Тайм-стретчинг, т.е. процесс увеличения или уменьшения длины аудиофайла без изменения высоты тона, используется в эмбиенте не так, как в «ритмических» жанрах музыки. В них подобные алгоритмы призваны, в основном, вписать лупы в ритм: как лупы с ударными звуками, так и мелодические, отчего сохранение питча особенно важно. В эмбиенте же это сугубо художественный приём, однако используемый не менее активно.
Даже больше: все разновидности тайм-стретчинга находят своё отдельное применение; каждая по-своему влияет на тембр получающихся новых текстур, а потому именно при текстурировании техника раскрывается лучше всего.
Но важно понимать: тайм-стретчинг сам по себе — это не ультимативный эффект, всегда работающий одинаково хорошо. Для разных звуков нужны разные алгоритмы: одни хорошо себя показывают на битах, другие — на текстурах, третьи на вокале, четвёртые на стереофоническом лупе с богатой аранжировкой. Показывая себя хорошо в одном случае, в другом они уничтожают важные для аудиофайла характеристики: тембр, чёткость, ритмичность. В нашем случае всё это идёт на пользу, но пробуйте всегда в одном и том же случае разные алгоритмы.
На данный момент существует несколько принципиально разных алгоритмов тайм-стретчинга. Их нет смысла перечислять: в разных DAW они называются по-разному, имеют свои уникальные особенности, различаются по индивидуальной логике и, в сущности, немного по-своему реализуют одни и те же принципы. Но есть некоторые условные «подтипы», о которых я и расскажу ниже.
Во-первых, все они делятся на монофонические, полифонические и универсальные: первые работают только с солирующими партиями, имеющими чётко идентифицируемую высоту тона, вторый — со сложными полифоническими записями, третьи — одинаково во всех случаях. Как правило, универсальные особо требовательны к ресурсам компьютера.
Во-вторых, алгоритмы отличаются по логике реализации самого растяжения. Вот самый простой вид тайм-стретчинга, который вы можете самостоятельно вручную повторить в большинстве DAW:
ШАГ 1. Берём аудиофайл и дробим его на кусочки: лучше всего придерживаться логики пиков и транзиентов (обведено красным), но это не обязательно. Если в редакторе есть функция слайсинга — используйте её.
Чем больше кусочков, тем плавнее будет звучать результат. Здорово, если их будет в 4 раза больше, чем на иллюстрации.
ШАГ 2. Раздвигаем кусочки и делаем между ними паузы чуть меньшей длины, чем сами кусочки. Можно делать паузы кратно большего размера: если хотим растянуть сигнал в 3 раза, то в паузах должны поместиться два дубля подряд.
ШАГ 3. Дублируем дорожку и располагаем повторяющиеся кусочки в паузах. Кусочки должны быть по длине чуть больше, чем паузы: у нас нет цели вписаться в сетку, так что точность тут не важна.
ШАГ 4. На конце каждого кусочка делаем плавное затухание громкости, на начале — плавное нарастание. Это называется кроссфейдинг: аудиофайлы микшируются между собой.
Хоть это и самый простой способ, но не самый удачный. Он звучит дребезжаще, с заиканиями. Да и в сущности это самая топорная реализация идеи растяжения без изменения питча. Разумеется, вы можете делать нечто подобное в эмбиенте, если нужно добавить текстуре ритмичность и если дребезжания оправданны.
По этой логике работают алгоритмы тайм-стретчинга, которые можно объединить в условную подгруппу «Нарезка и кроссфейд».
Как это работает в автоматическом режиме в большинстве современных алгоритмов: если скорость увеличивается, то избыточная длина кусочков отрезается, а сами они кроссфейдятся между собой. Перед этим программа ещё и оценивает аудиофайл, ищет в нём смысловые части, основываясь на пиках, а также пытается оценить BPM. Если скорость замедляется, то промежутки либо ничем не заполняются вовсе (но на концах кусочков ставится плавное затухание), либо заполняются повторяющимися, пульсирующими гранулированными фоновыми звуками («хвостами» от смысловых ударов и нот).
Очень хорошо использовать на полевых записях и лупах, содержащих ритмические, перкуссионные, НЕнотные короткие звуки.
Дробление на «кусочки» происходит во всех алгоритмах. Вопрос лишь в том, какого размера эти кусочки и насколько удачно реализован алгоритм сглаживания (в нашем случае это был обычный кроссфейдинг).
Почти каждый современный алгоритм тайм-стретчинга, в той или иной мере, прибегает к гранулированию: даже дробя исходный файл на достаточно большие кусочки, программа гранулирует «хвосты» для их растягивания. При этом почти всегда она заботится и о тембре, стараясь не искажать его, если того не потребует пользователь.
Впрочем, иногда именно это и нужно. Старые сэмплеры AKAI (S950, S1000, S2000, S3000) имели очень характерный встроенный алгоритм тайм-стретчинга, который звучал очень «металлически» и достаточно заметно видоизменял тембр сэмплов. Его можно слышать в олд-скульной музыке таких жанров, как Jungle, Speed Garage, Hardcore и т.д. Существует программа для Win/Mac/Linux под названием AKAIZER, возвращающая это звучание 90-х. Конкретно в эмбиент-музыке очень хорошо использовать её на полевых записях с целью создания нарочито цифрового звука, «как в Матрице».
Второй подтип — это, собственно, «Гранулирование».
В некоторых DAW может быть реализовано сразу несколько различных гранулярных алгоритмов тайм-стретчинга: например, в Ableton Live это Tones и Texture. Это делается как раз для того, чтобы можно было работать как с файлами, имеющими чёткую нотную структуру (голос, флейта, гитарное соло, варган, другие монофонические инструменты), так и со сложными, насыщенными, полифоническими сэмплами. В эмбиенте используется преимущественно этот подтип тайм-стретчинга, т.к. он сильнее всего влияет на изменение тембра и позволяет создавать длинные текстурные звуки.
Третий подтип — «Профессиональный тайм-стретчинг».
Это наиболее сложные и ресурсоёмкие алгоритмы, лучше всего работающие с инструментами, для которых очень важно сохранение исходной чистоты тембра, а также с длинными музыкальными аудиофайлами, содержащими в себе уже сведённую музыку. При сильном растягивании создают неприятные, похожие на фленжер, эффекты, но уверенно сохраняют исходную высоту тона. Могут использовать в эмбиенте при радикальных растяжениях файлов, но требуют дополнительную пространственную обработку.
В основе их чаще всего лежит так называемый TSM-алгоритм. Аудиофайл разбивается на множество «кадров»: каждый имеет длину L1, но берутся они не подряд, а через определённые промежутки, длина которых L2 меньше, чем L1. Затем эти промежутки растягиваются в требуемое количество раз, «кадры» накладываются друг на друга и алгоритм на их основе ресинтезирует новый звук. Чем больше коэффициент растяжения, тем менее точный получается результирующий звук.
WARP
Отдельно стоит упомянуть так называемый «варпинг» ли «ворпинг» — более детализированный тайм-стретчинг отдельных частей сэмпла, благодаря чему его можно вставлять в любую сетку BPM. Грубо говоря, если ваш луп играет в 56 BPM, имея при этом смещения в слабой доле, а вы хотите вставить его в проект с 74 BPM с ровным ритмом, Warp поможет это сделать без особых проблем.
Главная ценность для эмбиента — возможность растягивать файл неравномерно, двигая только определённые его кусочки.
Это позволяет создавать из любых сэмплов нечто совершенно новое, причём они не обязательно должны быть ритмическими и вообще иметь чёткую структуру. Тут можно вообще не задумываться о том, что получится: выбирайте любые алгоритмы, создавайте «засечки» в любых местах и двигайте их в любую сторону, пока не получится новый необычный звук. С полевыми записями это получается веселее всего.
Наиболее удачно Warp реализован в двух DAW: в Ableton Live и Cubase. В первой немного проще и удобнее, во второй комплекснее и разнообразнее. Например, алгоритм Elastique Pro Tape в Cubase делает характерные эффекты заедания магнитной ленты на местах, где произошло растяжение.
Алгоритмы Elastique также доступны в бесплатной DAW — Bandlab Cakewalk.