JIMI 

     Гитары          и все остальное   

Яндекс.Метрика Следить за новостями:

Звук электрогитары: волны, эффекты, теория
Погружался - Сергей Тынку

Этот материал родился в процессе попыток разобраться с ручками регулировок на многочисленных приборах формирования и обработки гитарного звука. Хотелось какой-то осмысленности и понимания в тех процессах, что происходят с сигналом гитары. Поэтому пришлось окунуться в теорию, накушавшись каких-то знаний. Ясное дело, на какую-то глобальную истину все нижеизложенное не претендует и является частным случаем взглядов определенного человека в какой-то период жизни.


1829–1833 The Great Wave off Kanagawa (by Katsushika Hokusai)

Волна

Все в понимании этих процессов завязано на том, что звук, который мы слышим - это волна. Ну или синусоида. Есть какая-то нулевая ось, относительно которой происходят колебания. В чем-то этот процесс похож на колебания гитарной струны. Все звуки делятся на два типа: наши и враги музыкальные и немузыкальные (шумы). У них разные волны. В случае с музыкальным звуками волна имеет определенную переодичность колебания (с регулярной частотой), а у шумов волна представляет из себя хаос. Разумеется, в том, что мы слышим, постоянно намешано и музыкальных звуков и шума в разных пропорциях.


Волна музыкального звука и волна курильщика шума

Амплитуда

Самый первый параметр звуковой волны - это амплитуда (Amplitude), то есть высота волны относительно нулевой оси. Амплитуда отображает такое свойство как громкость звука. Чем она больше, тем выше громкость и соответственно, наоборот.


Амплитуда большая и малая

Соответственно, если у нас сигнал затихает, то его амплитуда уменьшается, если сигнал, наоборот, нарастает, то его амплитуда растет.


Амплитуда затихающего сигнала

Динамика

Разница между громкими и тихими звуками (амплитудами самой большой и самой маленькой) - это динамика, или динамический дипазон. Разные музыканты, разные инструменты, разные стили музыки и художественные задумки подразумевают потребность в разной динамике. Обычно в классической музыке динамика относительно большая, а, например, в хэви метал, наоборот, все достаточно ровно.
    Если говорить о динамике в гитарном роке, то ее хорошо можно услышать на примере игры Jimmy Page в песне Led Zeppelin “Since I've Been Loving You”. Полная противоположность по части динамики - гитарная партия Andy Summers в треке Police “Every Breath You Take”.

Тремоло

Тремоло (оно же амплитудное вибрато) - пульсирующий эффект основанный на колебаниях громкости сигнала (то есть на скачках амплитуды).

Также термином “тремоло” называют прием игры, когда ты часто извлекаешь одну и ту же ноту (например, переменным штрихом медиатором). В балалайке или мандолине (у которых очень мало сустейна) это, вообще, очень часто используемый прием. И этот прием обеспечивает одноименный звуковой эффект, поскольку ты вроде как слышишь одну ноту, но у нее постоянно скачет громкость от ударов медиатором (если речь о гитаре или мандолине).

    Классический пример исполнения тремоло на электрогитаре в песне Dick Dale “Misirlou” из знаменитого тарантиновского фильма “Криминальное Чтиво”.

Компрессор

Компрессор - это прибор, который работает с динамикой звучания (динамическая обработка), регулируя амплитуду аппаратным методом. Громкие звуки делаются тише, а тихие, наоборот, громче. В результате звук становится ровнее и динамика убивается, но зато появляется сустейн. Нужно это совсем не каждому музыканту, и подходит не для любой музыки. Хотя если у вас очень неровное звукоизвлечение (допустим, при игре пассажа на основе гаммы, все ноты получаются разной громкости), то компрессор способен это замаскировать.


Необработанный сигнал; скомпрессированный; скомпрессированный с выделенной атакой.

В результате работы компрессора у звука гитары могут более ярко проявится такие вещи как атака и сустейн. Обычно звуковой сигнал извлекаемой на гитаре ноты устроен таким образом: сначала после удара медиатором идет самое громкое значение амплитуды (пик), а потом сигнал постепенно затихает, стремясь к тишине. Посредством компрессии вы поднимаете громкость затухающих участков и сигнал не так быстро стремится к тишине и не так явно - он начинает длится дольше - это и есть сустейн. А атака создается за счет разницы между изначальным пиковым значением и последующим скомпрессированным. То есть компрессор не всегда срабатывает моментально, и иногда у вас есть какое-то время между тем как вы извлекли звук и компрессор начал его обрабатывать.

    Пример работы компрессора - гитарный звук John Frusciante в песне Red Hot Chili Peppers “Under The Bridge”.

Частота

Каждая звуковая волна имеет свою частоту колебаний (Frequency). Под частотой понимают количество колебаний волны за единицу времени.


Низкая частота и высокая частота

Частоту измеряют в герцах. 1 Гц - это одно колебание в секунду. Соответственно, 10 Гц - это десять колебаний в секунду и т.д.

    На звуковой аппаратуре часто указывают диапазон частот, которые она воспроизводит. Например, наушники AKG Q701 имеют частотный диапазон от 10 до 39.800 Гц. Но человеческий слух, слышит не все существующие звуки. Обычно, это диапазон от 16 до 20.000 Гц, хотя, конечно, у разных людей слух развит по-разному.

    Звуки, которые человек не слышит - это ультразвук (он выше предела слышимого) и инфразвук (ниже предела). То, что человек их не слышит - совсем не значит, что они не могут оказывать на него воздействие, поскольку волны и вибрации идут сквозь пространство. Некоторые мерзкие твари животные, кстати, какие-то из таких звуков слышат, и даже издают.

Высота

От частоты напрямую зависит высота звука. Низкая частота - это низы (они же басы), а высокая частота - это верхи. Соответственно, каждая нота имеет определенную частоту колебаний. В частности, Ля первой октавы - это 440 Гц.

Вибрато

Вибрато (оно же частотное вибрато) - это эффект, суть которого в периодическом изменении высоты звука (ниже/выше/ниже/выше). То есть меняется частота колебаний волны.

Вибрато можно осуществлять как педалями, так и руками (пальцевое вибрато, вибрато рычагом бриджа). А еще можно быстро крутить колок туда-сюда.

Хорус

Суть этого эффекта в том, чтобы дублировать изначальный звуковой сигнал и внести в копию изменение частоты колебаний. После этого копия немного (на миллисекунды) сдвигается относительно оригинального сигнала по времени. В результате вы слышите что-то имитирующее эффект игры на двух гитарах. Инструменты невозможно идеально отстроить относительно друг друга и поэтому они не сливаются в одно единое целое, и вы можете слышать, что это две гитары (хор).

    Одним из самых больших фанатов хоруса является Andy Summers времен его работы в группе The Police.

Звуковой спектр.

Чистый звук совсем не случайно называют чистым. Потому что как правило, большинство звуков совсем не чистые. Подавляющая часть того, что мы слышим, даже если речь идет об одной ноте того или иного инструмента - это сложные звуки, в которых намешано в разных пропорциях много разных звуковых волн с разной частотой. Весь этот микс (количество, частоты и громкости) разных волн в одном звуке называется звуковым спектром и он же тембр.

Если говорить о более менее чистом звуке - то это камертон, или натуральный флажолет на 12-ом ладу первой струны. В музыке как правило кристально чистый звук никому не нужен. Иначе бы все инструменты звучали одним тембром - мертвым и никак неокрашенным.

Понятие звукового спектра является фундаментальным. Именно спектр (смесь частот в разных пропорциях) определяет изначальный тембр того или иного инструмента. Безусловно на колебания струны и формирование спектра/тембра (помимо самой струны с ее материалами, степенью износа, конструкцией, калибром и др.) влияет как сам инструмент (конструкция и материалы), так и то, как вы извлекаете звук (пальцы, тот или иной медиатор, технические приемы и т.д.). Струна колеблется (во всех отношениях и смыслах) по разному.

Звуковой спектр в звуках музыкальных инструментов состоит из основного тона и обертонов (то есть звуков, которые которые выше основного тона у них больше частота колебаний волны).

    Если частоту основного тона поделить на частоту обертона и у вас получится целое число (без знаков после запятой), то такой обертон называется гармоникой (гармонический обертон). Например, если взять за основной тон Ля 440 Гц, то он сам будет являться первой гармоникой (440/440=1), а обертон 220 Гц - второй гармоникой (440/220=2), обертон 110 Гц - четвертой гармоникой (440/110=4) и т.д. При этом все эти гармоники будут нотами Ля, но в разных октавах.

Перегруз

Абсолютно чистого звука электрогитары не существует. Изначально вся идея электрогитары состоит в том, чтобы бухнуть и громкость на максимум взять приблизительно чистый звук (послушайте, как звучит электрогитара без подключения) и набить его обертонами (гармониками и негармониками) и сделать из него целый спектр. Именно этим занимаются звукосниматели, усилители, кабинеты и разного рода эффекты обработки звука.

    Чем-то похожим увлекаются в McDonald’s - берут котлету в качестве основного тона и накладывают вокруг котлеты обертонов в виде хлеба, овощей, сыра, бекона, соуса. И все становится типа вкуснее.

И именно в этом заключена суть гитарного перегруза - намешать море других призвуков как дополнение к основному звуку. Поэтому на очень сильном перегрузе часто даже невозможно разобрать, что за ноты там играются. И если вы играете с перегрузом, то, разумеется, извлекая звук на одной струне вы более разборчиво звучите нежели при извлечении звука сразу из нескольких струн, поскольку в таком случае у вас увеличивается количество обертонов, которые наслаиваются друг на друга и зачастую мешают друг другу.

Также нужно отметить, что поскольку обертона всегда выше основного тона, то на низких струнах вы слышите больше обертонов, то есть при одинаковом уровне гейна, например, шестая и пятая струны перегружаются сильнее и звучат грязнее нежели первая или вторая.

Еще один момент в чистом/грязном звуке разных струн - это обмотка (оплетка) струн. Как правило, первые три струны идут без обмотки, а с четвертой по шестую - струны с обмоткой. (Хотя в джазе часто встречается и третья с обмоткой.) Струны без обмотки звучат чище, в них меньше обертонов, можно сказать, что их тембр - беднее.

Сам по себе перегруз (от английского overdrive) подразумевает искажения исходного сигнала (от английского distortion) и изначально он зародился в усилительной аппаратуре и к его возникновению могут быть причастны разные факторы:

  • На вход усилителя подан слишком сильный сигнал (например, использование “грелок” или мощных звукоснимателей).
  • Усилителю перестает хватать питания чтобы выдавать необходимую громкость без искажения (например, при выкручивании громкости на ламповом усилке).
  • Динамики колонок с точки зрения hi-fi сделаны некачественно (или повреждены), поэтому не могут без искажений воспроизводить звук нужной громкости.

Разумеется, по началу перегруз зародился и обнаружился случайно, а потом уже производители гитарного оборудования стали сознательно выпускать аппаратуру, заточенную под перегруз. Более того, начав с усилителей и колонок, люди додумались имитировать (а потом и развивать) их перегруз педалями. Существует три основных вида перегруза (которые могут быть намешаны в разных пропорциях).

  • Овердрайв - легкий перегруз лампового усилителя (и его имитация).
  • Дисторшен - сильный перегруз лампового усилителя (и его имитация).
  • Фузз - перегруз транзисторного усилителя (есть легенда, что изначально это был перегруз на входе микшерных пультов).

По части волны звукового спектра, перегруз - это клиппинг, то есть ограничение по амплитуде или срез шапки волны. Аппаратура не может выдать сигнал определенной громкости (амплитуды), поэтому она обрезает громкость (амплитуду) у какого-то порога, а то что остается выходит с искажениями.

Слабый перегруз (овердрайв) срезает пики волны мягко (плавно), дисторшен делает это резче, а фузз обращается с волной еще безжалостнее. Причем, когда речь идет об искажении волны, то происходит не только срез ее “пиков”, но и изменение самой формы волны. В частности, она может стать несимметричной относительно нулевой оси. Но у разных приборов все происходит по-разному. Поэтому на свете существует так много видов перегруза, которые так по-разному звучат, образуя разные волны.


Легкий овердрайв (переключатель гейна на примочке в положении LO)


Сильный овердрайв (переключатель гейна на примочке в положении HI)


Дисторшен

С понятием перегруза рука об руку идет понятие хедрум (headroom, высота потолка). Этим термином обозначают запас по громкости, который у вас есть до того, как прибор начнет перегружать.

Соответственно, если взять два прибора на одной громкости, то чище будет звук у того, у кого хедрум больше (и волна плавнее). Разумеется, хедрум нужен далеко не всем. Некоторые люди, наоборот, стремятся к перегрузу на малых громкостях. Очень часто хедрум регулируется питанием - дали больше питания - выше хедрум, дали меньше - и хедрум ниже.


Ручка Variac установлена на 15V


Ручка Variac установлена на 7.5V


Ручка Variac установлена на 5V

Эквализация

Если представлять любой обычный звук как сложное явление в виде спектра, где намешано море разных более простых звуков (типа как разные газы в воздухе), эквалайзер является фактически микшером, который регулирует эту смесь, прибавляя громкости одним частям спектра, и убавляя громкость других. Таким образом, вы меняете тембр инструмента. Это можно назвать фильтром, который пропускает через себя спектр, меняя его составляющие. Представьте себе кучу разных волн. Эквалайзер меняет их амплитуды (громкости) относительно друг друга.

Разумеется, чем более насыщен ваш спектр (чем больше перегружен), тем больше всего можно сделать с помощью эквалайзера. И, наоборот, чем чище звук, тем меньше возможностей эквалайзера. В конце концов в случае абсолютно чистого звука c одной частотой эквалайзер превратится просто в ручку громкости.

Эквалайзером запросто можно испортить изначально хорошее звучание. Можно накрутить все так, что ваш спектр будет пересекаться в миксе со спектром другого инструмента. Можно убрать частоты основных нот, но зато выделив обертона, и вы будете “терять звук”. С помощью кривых рук вы можете добиться потрясающих результатов по части убийства звучания.

Эквалайзеры бывают графическими и параметрическими. Первые подразумевают работу с четко выделенными диапазонами частот. Вторые - более гибкие, поскольку они регулируют расположение и размер диапазона частот - то есть в них можно менять полосу (диапазон) частот, чью громкость ты можешь редактировать.

    Это можно сравнить с покупкой пиццы. Иногда тебе привозят пиццу, уже нарезанную на куски. Ты можешь работать с этими кусками - откусывать, уменьшая размер, либо увеличивать размер - класть на тот или иной кусок пиццы дополнительную колбасу, сыр, помидор. Но куски пиццы уже нарезаны на определенные размеры. Это графический эквалайзер. А в случае параметрического эквалайзера тебе достается нетронутая пицца, и ты сам выбираешь, где и какого размера отрезать кусок. Более того, ты даже можешь ничего не резать, сожрав ее целиком.


Salvador Dali "Tourbillon triumph"

Wah Wah

Этот эффект является частным случаем применения эквалайзера. Суть его в том, что вы динамически (то есть на ходу) меняете звуковой спектр (он же тембр, он же набор частот) в режиме реального времени.

Изменяя положение педали, вы меняете соотношение частот в спектре (выделяя одни, и подавляя другие). Глобальное отличие от эквалайзера только в том, что настройки эквалайзера, как правило, не меняются в течении музыкального произведения, а вот смысл фильтра типа Wah Wah наоборот как раз и состоит в смене тембра. Причем разные модели Wah Wah имеют разные настройки (и возможности их регулировок) по части выбора полосы частот, ее ширины и глубины действия эффекта.

Поскольку звуковой спектр у перегруженного звука намного полнее, чем у чистого, то эффект Wah Wah намного эффективнее (богаче и заметнее) работает с перегруженным звуком. Там есть где развернуться со спектром.

Фэйзер

Это во многом схожий с Wah Wah эффект. Его суть - динамическое (то есть непрерывное “на ходу”) изменение характеристик частот звукового спектра, однако, достигается этот эффект другим способом. И тут нужно опять вспомнить про волны. Phase - это фаза по-английски. Принцип работы фэйзера построен на том, что гитарный сингал изначально дублируется, и у копии оригинального сигнала (пропущенной через фазовый фильтр) происходит сдвиг по фазе колебания звуковой волны. Два сигнала (оригинальный и его "сдвинутая" копия) идут одновременно, и в моментах, когда эти две волны находятся в противофазе (пик одной совпадает с ямой другой), то они друг друга уничтожают и звук сходит нет. Но надо понимать, что речь идет о конкретных частотах, где происходит момент провофазы, а не о всем спектре, где у разных частот могут быть разные моменты по части фаз в оригинальном и дублированном сигналах.

Таким образом при включенном эффекте фейзера ваш итоговый сигнал постоянно колеблется - в его звуковом спектре пропадают (в моменты провофазы) и вновь появляются (когда нет противофазы) какие-то частоты. И, разумеется, продвинутые фейзеры имеют множество разных регулировок, касающихся того, как именно будет сдвигаться фаза дублированного звукового сигнала.

    Нет никаких сомнений в том, что популярное в советские времена выражение "сдвиг по фазе", обозначающее примерно тоже самое, что и "крыша поехала", было внедрено в сознание народных масс кем-то из отечественных физиков, изучавших вопросы фаз колебания тех или иных волн.

Флэнжер

Это еще один эффект, в основе которого лежит процесс смешивания изначального звукового с его обработанной копией, которая сдвигается по времени (на 5-15 миллисекунд) относительного изначального сигнала, и в которой изменяются частота, форма, амплитуда и фаза колебаний.


Salvador Dali "Bed and Nightstands"







Яндекс.Метрика Следить за новостями:

 JIMI 
     Гитары          и все остальное