фильтры нижних частот ФНЧ. Типичная АЧХ таких фильтров выглядит след. образом:

фильтры верхних частот ФВЧ. Типичная АЧХ таких фильтров выглядит след. образом:

полосно-пропускающие фильтры. Типичная АЧХ таких фильтров выглядит след. образом:

полосно-запирающие фильтры. Типичная АЧХ таких фильтров выглядит след. образом:

2. Звуковые эффекты
Давайте подробно остановимся на рассмотрении тех манипуляций со звуком, которые позволяют добиваться появления таких эффектов, как, например, эхо, реверберация и т.п. Выше мы говорили о различных способах преобразованиях звука (амплитудные, частотные и проч.). На основе этих преобразований реализуются звуковые эффекты. Принципиально, целью обработки звука является придание существующему звуку каких-то новых качеств или устранение нежелательных. Звуковые эффекты относятся к тем преобразованиям звука, которые придают звучанию новые формы или полностью изменяют звуковую информацию.

Аппаратную реализацию звуковые эффекты находят в цифровых сигнальных процессорах (DSP). Любой более или менее приличный MIDI-синтезатор имеет встроенный эффект-процессор той или иной сложности (эффект-процессор представляет собой один или несколько DSP). Сложные эффект-процессоры "умеют" накладывать на звуковой сигнал сразу несколько различных эффектов, причем, отдельно для каждого канала, позволяя регулировать параметры эффектов в режиме реального времени. Однако стоимость таких эффект-процессоров чрезвычайно высока (как и стоимость любого другого высокопроизводительного микропроцессора), поэтому профессиональные DSP устанавливаются только на качественной музыкальной аппаратуре. На более или менее дешевых звуковых платах часто устанавливается DSP с упрощенным набором возможностей: наложение одного или нескольких эффектов на все каналы одновременно.
Аппаратный эффект-процессор - это, безусловно, хорошо, но обработать звук на высоком уровне можно и программным способом. Существует множество различных звуковых редакторов, позволяющих делать со звуком значительно более сложные вещи, чем это позволяют делать даже самые сложные эффект-процессоры. Кроме того, эффект-процессоры часто эмулируются в виртуальных WT-синтезаторах, а также находят программную реализацию в специальных программах для обработки звука в режиме реального времени.

Итак, вернемся к описанию эффектов. Те или иные эффекты получают в основном четырьмя способами: с использованием задержки, изменением амплитуд, фильтрацией и изменением частотных составляющих.

Echo. На использовании метода задержки построено создание эффекта "эхо" (echo). Фактически для получения эха необходимо на оригинальный входной сигнал наложить его задержанную во времени копию. Для того, чтобы человеческое ухо воспринимало вторую копию сигнала как повторение, а не как отзвук основного сигнала, необходимо время задержки установить равным примерно 50 мс. Кроме того, на основной сигнал можно наложить не одну его копию, а несколько, что позволит на выходе получить эффект многократного повторения звука (многоголосного эха). Чтобы эхо казалось затухающим, необходимо на исходный сигнал накладывать не просто задержанные копии сигнала, а и приглушенные по амплитуде. Схематично механизм создания эха можно представить, как показано на рисунке:

Reverberation. С использованием задержки можно добиться появления еще одного интересного эффекта - реверберации (от англ. "reverberation" - повторение, отражение). Эффект реверберации заключается в придании звучанию объемности, характерной для большого зала, где каждый звук порождает соответствующий, медленно угасающий отзвук. Таким образом, с помощью реверберации можно "оживить", например, фонограмму, сделанную с заглушенном помещении. От эффекта "эхо" реверберация отличается тем, что на входной сигнал накладывается задержанная во времени не его копия, а выходной сигнал. Такой процесс происходит следующим образом. В первый момент времени входной сигнал проходит на выход без изменений. Затем, по истечении времени задержки, он снимается с выхода, его амплитуда умножается на какой-то коэффициент A (обычно имеющий значение меньше 1, что фактически приглушает сигнал) и суммируется со входным сигналом. И снова, по прошествии очередного промежутка времени задержки, уже смешанный сигнал снимается с выхода, снова перемножается на коэффициент A и в очередной раз суммируется с входным сигналом. Схематично механизм реверберации показан на рисунке:

Следует опасаться случаев, когда А принимает значения больше 1. В таком случае каждый новый "виток" такого алгоритма преобразования сигнала будет приводить к увеличению амплитуды. В результате в какой-то момент времени произойдет перегрузка сигнала, что в свою очередь может привести к выходу из строя аппаратуры (усилителя или колонок). Точно такой же эффект можно наблюдать, если установить рядом микрофон и колонки, подключенные к одному и тому же усилителю.

Реверберация широко применяется в случаях, когда необходимо "украсить", обогатить звучание сольного инструмента или голоса, а также струнной, духовой групп или других голосов оркестра за исключением только ритм-секции.

Следует оговорить также проблему создания реалистичной реверберации. Дело в том, что вышеописанный механизм создания реверберации не учитывает многих обстоятельств. Если, скажем, мы хотим создать впечатление прослушивания музыки в зале, то следует учитывать, что звук, распространяющийся в зале, отражается не только от стен, но также и от кресел, пола и прочих поверхностей, которые порождают потоки дополнительных звуковых волн. Кроме того, каждая поверхность обладает свойством поглощения, в результате чего отраженный от этой поверхности сигнал может иметь несколько отличный от пришедшего сигнала спектр. По этой причине, для создания реалистичной реверберации пользуются значительно более сложными методами, которые фактически включают в себя объединения из нескольких механизмов, аналогичных тому, который мы рассмотрели выше.

Flanger (от англ. "flange" - фланец, кайма). Реализация этого эффекта напоминает реализацию эффекта эха или хора. То есть, основной сигнал смешивается с его копиями, но слегка задержанными (обычно до времени в 5-15 миллисекунд). Кроме того, эти копии могут быть частотно модулированными, при этом время задержки постоянно изменяется. В результате на выходе получается плавающий звук с биениями частот или хор с измененными тембрами копий основного сигнала. При определенном соотношении задержек, частоты и глубины модуляции возможно получение эффекта, напоминающего восприятие гудка проезжающего мимо слушателя паровоза. В аналоговых устройствах флэнжер достигается путем пропускания сигнала через гребенчатые фильтры. А обнаружен этот эффект был чисто случайно, когда два магнитофона одновременно воспроизводили одну и ту же запись в одном из них случайно задели ведомый ролик пленки (фланец), то есть фактически задержали скорость воспроизведения. От смешивания двух фонограмм возник эффект плавания звука. Этот эффект удивил звукоинженеров своей новизной и в последствии флэнжер стал широко использоваться при написании музыкальных композиций.

Phaser (от англ. "phase" - фаза). Также основан на смешивании входного сигнала с его копиями, сдвинутыми в пределах фазы сигнала. Вообще говоря, сдвиг по фазе аналогичен сдвигу во времени на доли миллисекунд. Может применяться сдвиг по фазе не на фиксированные значения, а изменяющийся по какому-то фазомодулирующему закону. В результате такой эффект может восприниматься на слух как "качание" частот, то есть приглушение то одних, то других. В случае обработки стерео сигнала частоты могут "переплывать" из одного канала в другой. В аналоговой технике для получения фэйзера прибегают к использованию фазовращателей.

Преобразование амплитуд
Distortion. Эффект дистошн (от англ. "distortion" - искажение) основывается на использовании амплитудной модуляции. Фактически это замена одних значений амплитуд сигнала другими значениями. За счет переусиления, когда происходит срезание верхушек входного сигнала, можно получить, например, классический вариант гитары heavy metal (то есть сигналу придается скрежетание или своеобразная "хрипота"). Применение такого эффекта приводит к довольно резкому искажению входного сигнала (в зависимости от глубины модуляции), в результате чего сигнал становится похож на прямоугольный, и как следствие происходит расширение спектра сигнала.
Классический механизм получения эффекта следующий:

Tremolo. Реализуется путем амплитудной модуляции сигнала. Частота амплитудно-модулирующей функции не должна превышать 10-12 Гц. Фактически тремоло представляет собой частный случай амплитудного вибрато (см. ниже) с коэффициентом глубины модуляции, равным единице. На слух тремоло воспринимается как дрожание звука.

Частотные преобразования
Частотные преобразования могут проводиться над спектром сигнала или над частотой воспроизведения сигнала. Как мы говорили, на основе частотных преобразований спектра реализуются различные фильтры и эквалайзеры. Принцип действия их состоит в следующем. Входной сигнал раскладывается на частотные составляющие. Затем, в зависимости от производимых действий, какие-то составляющие могут быть полностью приглушены, а какие-то просто изменены по амплитуде. В результате на выходе получается сигнал с отфильтрованными частотами. Частотные преобразования применяются как для "технических нужд" (например, при очистке сигнала от ненужных постоянных шумов), так и для придания звучанию новой окраски. Как уже говорилось выше, разложение сигнала на частотные составляющие и их дальнейшая обратная свертка в сигнал - достаточно трудоемкая операция, поэтому частотные преобразования трудновыполнимы в режиме реального времени. Однако, мощность современных процессоров иногда позволяет производить такие действия.

Vibrato (от англ. "vibrate" - вибрация). Частотное вибрато достигается путем частотной модуляции сигнала с небольшой частотой и малой глубиной модуляции. Воспринимается как завывание звука.

Vocoder (сокращение от англ. "vocal coder" - кодировщик вокала). Способ модуляции сигнала с широким спектром в соответствии с формантными областями голоса. В результате таких преобразований исходный сигнал (например, звук скрипки или гитары) звучит подобно голосу. Создается ощущение поющего или говорящего инструмента. Эффект часто находит применение, например, при создании "компьютерного голоса".

Взято отсюда © http://websound.ru