类比混响与卷积混响的差异

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    类比混响与卷积混响的差异​

    作者:LiquidSonics
    出处:https://www.liquidsonics.com/2019/0...e-between-algorithmic-and-convolution-reverb/

    bigstock-159087008.jpg


    数字混响通常分为算法混响和卷积混响。
    但这到底是什么意思呢?
    从数学上讲,这些术语的使用非常宽泛,
    因为卷积是通过算法实现的,
    而算法混响通常只是进行卷积……所以不要去问数学家!

    在音乐制作中,「算法混响」一词通常用来描述一类混响,
    它们使用延迟线、循环和滤波器,
    以声学上可接受的方式模拟混响环境的一般效果。
    当我们看到使用「卷积混响」一词时,
    它通常是指从数字模拟或物理空间中采样的混响。

    自 20 世纪 50 年代以来,音乐制作人就一直希望控制混响。
    最早用于音乐制作的混响控制技术是通过声学方法激发物理板、弹簧或定制腔体,
    然后记录其响应。
    这些技术要么缺乏灵活性,要么听起来与真实空间大相径庭。
    随着数字电子技术的不断进步,我们迎来了数字混响的经典设计:
    巴里-布莱瑟(Barry Blesser)和大卫-格里辛格(David Griesinger)等先驱发挥了重要作用,
    他们的早期设计(如 EMT250 和 Lexicon 224)至今仍在使用。

    数字混响​

    早期的数字混响技术经过多年的迭代,
    已成为非常复杂的设计,现在已为人们所熟知。
    为了简化这个复杂而微妙的话题,它们通常由延迟线组成,
    这些延迟线以与传统反馈延迟效果相同的方式自我循环。
    这样做的目的是模仿声波在同一物理空间反复弹跳的效果。

    只要小心使用,这种方法听起来就像混响,
    而不是一组笨拙的反馈延迟,因为在声音进入延迟之前,
    会使用各种技术来增厚(扩散)声音,
    并在声音绕延迟环路的过程中对其进行雕琢。
    同样重要的是,不要使用单一的延迟线输出抽头,
    而要使用多个抽头,以便在多个适当的时刻将声音从延迟中拉出。
    在整个过程中,通常会使用调制来尽量减少声音的重复,
    并进一步增强声音的厚度。
    调制的方式有很多种,例如可以在环路内进行(调制扩散器的行为),
    也可以通过改变输出延迟抽头的位置和电平来实现。
    调制延迟线往往会(但并不总是)产生「和声」,
    这虽然不自然,但已成为许多经典混响设计所熟悉的声音。
    在延迟回路内外使用滤波器(低通、高通等)可以模仿真实空间的频率滚降方式。

    这是一个可以写出很多很多文章的主题,
    因此这只是一种过分的简化,但在很多情况下,我们都可以观察到其一般原理。

    采样混响​

    而卷积则采用了完全不同的方法。
    它不是试图模拟基本过程,而是记录过程的结果,
    并将其作为有限力积响应(FIR)滤波器应用到现场音频流中。
    可以使用多种技术对数字混响和真实空间进行采样。

    混响采样非常强大,因为它可以捕捉到自然混响衰减的复杂细节,而这是无法模拟的。
    在我们能够完全绘制出任何特定环境的结构和所用材料,
    并随后确定声音如何在特定空间内传播的完整数学模型之前,
    不可能以绝对精确的合成方式精确再现特定环境的声学效果。
    今天,人们已经知道了这门科学,但却无法获得进行这种建模所需的计算资源。
    目前最昂贵、最先进的室内声学建模软件(如 https://odeon.dk/ )令人印象极为深刻。
    这些软件利用光线追踪技术(以及其他技术)可以非常精确地预测新音乐厅的声学效果,
    并可用于影响新音乐厅的设计或调整现有音乐厅的设计,
    但往往无法生成足够详细的模型,以在各种声学情况下完全欺骗耳朵。

    同样,如今一些数字混响算法使用了多个高速 DSP 芯片,
    还有一些数字混响算法在设计时使用了定制芯片(FPGA 和 ASIC)。
    由于架构上的根本差异,这些算法无法在通用 CPU 上完全实现。
    同样,一些在通用 CPU 上运行良好的算法在许多 DSP 平台上也无法实现:
    这并不像人们通常认为的那样,一种算法比另一种算法更好,
    而是有些算法比另一些算法更适合某些架构。
    架构上的差异总是存在的,因此在未来的许多年里,
    对某些混响效果进行采样仍将是唯一可行的选择。

    然而,卷积只能捕捉系统或空间在某一时刻的行为。
    请阅读我们有关融合积应的其他文章,了解 LiquidSonics 如何克服这些限制。

    混合设计​

    虽然采样混响和经典混响设计采用了不同的方法,
    正如本文开篇所提到的,但实际上这两种方法之间存在着巨大的交叉潜力。

    有了融合积应合成技术,LiquidSonics 就能实现新的混响设计,
    而这些设计在生活中是不可能存在的,
    甚至用传统的混响算法也无法实现。
    例如,在 Lustrous Plates 中,
    时态声谱映射(Temporal Acoustic Spectral Mapping)被
    用来重现几十年来使用的经典轧制钢板设计的基本特征,
    但使用的方式却是以前无法想象的。
    这项令人兴奋的全新混响合成技术采用了钢板模型的基本特征,
    包括色散和复杂的多波段衰减,并创造出一种全新的钢板设计,
    其令人难以置信的宽度和深度只有在最高质量的数字室内混响模拟中才能体验到。
    我们将在今后的文章中对此进行更详细的介绍,
    但现在请尝试一下 Lustrous Plates 的试用版,
    聆听 LiquidSonics 如何发掘卷积的隐藏潜力。​