模拟EQ,数字EQ横纵比:
最原始的EQ,是利用电容器的所谓“容抗”现象来调整声音的音色,所谓“容抗”,既是说电容器有这样一种物理现象:对于不同规格的电容,其对不同频率交流电信号有减弱或提升的现象。声音从mic转化后会变成交流电信号,电流I会正比于声音振幅(其实只能近似正比)。I通过导线进入EQ,我们用一个3段EQ的理论电路来举例:
3个不同规格的电容器分别负责调整高频,中频和低频。由于三个电容分别对高,中,低频率的敏感程度不一样,人们便可以通过调整各个电容的电流传输效率来产生EQ效果。这种利用物理现象的方法是明智又省力的,而且相当精确!但是随着数码录音技术的发展,录音师们开始喜欢在后期加入EQ,传统EQ便不能满足需要了。于是越来越多的数字EQ出现在了人们眼前。在声音信号已经量化的数字信号中调整EQ,就必须利用数学算法来解决。大家一定都听说过“采样率”这个概念。在数字音频信号中,波形的变化不能是连续的,而是由一个一个采样点串起来的。
这种设计产生了一个麻烦——我们在分析采样点频率时很难找到另一个采样点刚好与这个点振幅状态一致:
所以,数码EQ必须像穿线一样将各个采样点连起来,才能近似找到两个状态一致的点。说起来容易作起来难,电脑不是人脑,只能以数学方法来“穿线”。最古老的方法,我称作“直线路径”即用直线连接各个采样点。这种做法很简单,但是谁都知道采样点与采样点之间不可能是直线连接,这样会产生很大误差!后来人们根据高数中的某个算式(名字忘了),用最接近原始波形的曲线连接了采样点,我称作“模拟路径”。如图:
这种方法误差依然存在,毕竟那是理论算出来的不是真正的波形。但是已经与原始波形相差很少很少了。现今流行的数字EQ,大都采用这种设计。
数字EQ的原理:
数字EQ虽然种类繁多,其实原理都是一样的,即:将输入信号“x”建立对应输出信号“Y”,Y=f(X),其中f()这个作用式中又包括了一个与“x”对应频率“k”的函数。将对应“X”的函数表达式展开也就是:Y=g(k)*X。其中g()随EQ参数调节而变化。
举例:古老数字EQ的原理。
这是一个古老的3段EQ,使用“直线路径”。我们把中频提升到2倍,高频提升3倍。这时,函数的作用式就变成了:
Y=1*X(k属于0hz到400hz)
Y=2*X(k属于400hz到2500hz)
Y=3*X(k属于2500hz到无穷)
可以看出,这种EQ调节“有塄有角”,399.9hz振幅还一点不变,到401hz就突然增加2倍。我和朋友写过一个小播放器,就加入了这EQ,产生了魔鬼的声音…………现今的EQ不但拥有“模拟路径”,还拥有渐变的函数作用式。同样的3段EQ,把中频提升到2倍,高频提升3倍,函数图像会变的很圆滑:
所示,这个“楼梯”很圆滑,在虽然中频从400hz开始算起,但是从350hz左右就已经开始增加振幅产生渐变的效果。大家可以试试,即便把EQ的高频降低到0,我们依然可以听到一点高频。而且由于采用了“模拟路径”,使频率的分析更准确!更加容易调节。但这两种优化算法比古老EQ更费系统资源。
我们之所以要讲到已经没有用的古老EQ,是因为它更方便人们理解EQ。有些朋友总是问:EQ效果器既然能改变声音的频率,C调的歌调完EQ会不会变成降B??降低bass的低频,bass听起来会不会好像升了一个8度??大家还记得前文提到的“乐音频率”和“声音频率”概念么?我们带着这个概念从古老EQ入手来解释这两个问题。
我们来看古老EQ的公式:Y=r*X(k属于ahz到bhz)。前面已经说过,声音的音高只与“乐音频率”有关。也就是说,想证明EQ效果器能改变声音的频率而不改变音高,只需证明EQ效果器能改变声音频率而不改变乐音频率。
根据乐音频率的定义,它必然是两个同样状态的0点之间时间长度的倒数(第1零点,第3零点)。我们设1点的时刻为t1,3点的时刻为t2。乐音频率f=1/(t2-t1)。我们来证明t1时刻或者t2时刻不发生变化:对于任意一个输入信号“x”有输出信号Y=r*X(k属于ahz到bhz)。在任意t时刻,经过EQ处理的信号可以改变为任意值。但是由于1,3点的X值为0,所以无论我们如何调整EQ参数,Y=r*0=0,所以在1,3点,X值永远等于Y值为0。即所有振幅为0的时刻点经过EQ处理,振幅依然为0,所以第1零点,第3零点之间的时间间隔不随参数变化而变化。
这就是EQ效果器能改变声音频率而不改变音高的原因,所以大家(尤其是初学者)大可放心地使用EQ。其实随着技术的进步,数字EQ的算法也开始变得多种多样。就在这篇稿子即将完成时,又听说有通过任意频点的前后两点前后两点计算斜率(就是该点的速度)来确定频率的新奇高招,但EQ的宗旨不变——只改变千篇一律的音色。声音频率和音乐中440hz等等乐音频率不是一个概念,调低高频音乐不可能没了高声部,bass也不会因为降低低频而消失。
1. 20Hz--60Hz部分
这一段提升能给音乐强有力的感觉,给人很响的感觉,如雷声。是音乐中强劲有力的感觉。如果提升过高,则又会混浊不清,造成清晰度不佳,特别是低频响应差和低频过重的音响设备。
2. 60Hz--250Hz部分
这段是音乐的低频结构,它们包含了节奏部分的基础音,包括基音、节奏音的主音。它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性。提升这一段可使声音丰满,过度提升会发出隆隆声。衰减这两段会使声音单薄。
3. 250Hz--2KHz部分
这段包含了大多数乐器的低频谐波,如果提升过多会使声音像电话里的声音。如把600Hz和1kHz过度提升会使声音像喇叭的声音。如把3kHz提升过多会掩蔽说话的识别音,即口齿不清,并使唇音“mbv”难以分辨。如把1kHz和3kHz过分提升会使声音具有金属感。由于人耳对这一频段比较敏
感,通常不调节这一段,过分提升这一段会使听觉疲劳。
4. 2KHz--4kHz部分
这段频率属中频,如果提升得过高会掩盖说话的识别音,尤其是3kHz提升过高,会引起听觉疲劳。
5. 4kHz--5KHz部分
这是具有临场感的频段,它影响语言和乐器等声音的清晰度。提升这一频段,使人感觉声源与听者的距离显得稍近了一些;衰减5kHz,就会使声音的距离感变远;如果在5kHz左右提出升6dB,则会使整个混合声音的声功率提升3dB。
6. 6kHz--16kHz部分
这一频段控制着音色的明亮度,宏亮度和清晰度。一般来说提升这几段使声音宏亮,但不清晰,不可能会引起齿音过重,衰减时声音变得清晰,但声音不宏亮。