Czy zastanawiałeś się kiedyś dlaczego dwie różne wtyczki programowe spełniające tę samą funkcję i teoretycznie działające w ten sam sposób charakteryzują się diametralnie odmiennym brzmieniem? Tym razem na przykładzie wyjaśnię co spowodowało różnicę brzmieniową dwóch wybranych pluginów.
Wtyczki programowe
Ofiarami dzisiejszego eksperymentu stały się (znane i lubiane) wtyczki ze stajni Calf dołączone do LMMS w wersji 0.4.12. Chodzi kokretnie o Calf Filter i Calf 8 Band Equalizer. Obydwie wtyczki mogą pracować w trybie filtru górnoprzepustowego i właśnie w takim zastosowaniu, zaobserowałem różnice brzmieniowe przy wycinaniu pasma poniżej 100 – 200 Hz na ścieżkach w miksie.
Wtyczki charakeryzują się bardzo ładnym, intuicyjnym interfejsem, który można zobaczyć w pełnej krasie, gdy odpalimy plugin za pośrednictwem calfjackhost. Niestety w LMMSie nie ma na chwilę obecną zaimplementowanego rozwiązania, które pozwoliłoby korzystać z nich w tak wygodny sposób i do dyspozycji mamy same regulatory. Stąd moje zdziwienie, gdy przy takim samym położeniu pokręteł obie wtyczki zabrzmiały… inaczej.
Eksperyment
Pomiary wtyczek okazały się bardzo proste. Najpierw wygenerowałem 10s próbkę białego szumu, którą zaimportowałem na ślad w LMMS, a następnie przepuszczałem przez wtyczki z takimi samymi ustawieniami. Wyeksportowałem też szum bez nałożonych efektów aby wykluczyć wpływ samego LMMSa na wyniki pomiarów. Pomiary były przeprowadzane dla każdej stromości zbocza: 12, 24 i 36 dB/oct i częstotliwości granicznej 99.95 Hz. Wyniki prezentuję na wykresach poniżej.
Podsumowanie
Co widzimy na wykresach? W przypadku Calf Filter to, że im wyższy rząd filtru (większa stromość zbocza) tym bardziej zwiększa się zafalowanie charakterystyki (rezonans) w okolicach częstotliwości odcięcia filtru. Charakterystyki wtyczek rozjeżdżają się o ok. 6dB przy częstotliwości granicznej. przy czym Calf filter przy takich ustawieniach wyraźnie faworyzuje wyższy zakres tonów niskich. Warto brać na to poprawkę aby uniknąć niechcianych podbić w tym obszarze, bo ja się cały czas zastanawiałem skąd to dziwne dudnienie podczas wycinania pasma. Możliwe też, że niewielkie zafalowania w okolicach 20 – 50 Hz jakoś tam wpływają na dźwięk, Calf EQ ciągnie w tym aspekcie ładnie do zera. Na koniec rysunek, tym razem oś X skalowana liniowo, żeby łatwiej było się połapać co jest czym i gdzie leży.
I wszystko jasne. A co Ty sądzisz o tym?
Temat jest do obszerniejszego opisu. Mógłbyś zauważyć różnice w brzmieniu bez wyraźnych różnic na wykresie w dziedzinie częstotliwości bo tego typu układy mają odpowiedź nie tylko częstotliwościową, ale również fazową. Zniekształcenie fazy ma tak wyraźny wpływ na brzmienie, że istnieją syntezatory bazujące na tym zjawisku, a jedna z jego implementacji to właśnie przepuszczenie sygnału przez filtr typu „all pass”, który ma bardzo odkształconą odpowiedź impulsową.
Swego czasu właśnie jakiś typ porównując dwa filtry próbował udowodnić, że nie ma między nimi różnicy bo odpowiedź częstotliwościowa jest taka sama. Cały trik leży właśnie w odpowiedzi fazowej. Dobre wyjaśnienie tego zjawiska przedstawił na forum EiS niejaki MB.
Pozdrawiam
Dzięki za tak wyczerpujący komentarz, sygnalizujący problem charakterystyk fazowych. W tym konkretnym przypadku nie zwracałem na nie uwagi, bo same charakterystyki amplitudowe wystarczająco mocno się różniły i nawet nie przyszło mi to do głowy. Być może pociągnę ten temat w przyszłości w odrębnym wpisie 🙂