动态处理原理

动态处理原理

同学们好！各位观摩老师好！各位看官好！

过去的音乐是不做动态处理的，古时候没有电，演出时，声音是多大就是多大，所以，听众必需聚精会神，否则小提琴独奏里的细节就听不清了。

听古典音乐唱片，跟听流行音乐唱片是不同的，古典音乐的唱片中，轻的地方很轻，你要仔细听才听得到，重的地方很重，你要堵上耳朵才能忍受。这就是所谓真实和艺术吧！

但流行音乐，你随便吧，因为，从头到尾音量一般大，轻的地方声音不小，重的地方声音也不大。请看下面两条波形：

（图wave1）

（图wave2）

这两条波形的音乐内容完全一样，只是在音频波形上有所不同。他们的峰值都达到了0分贝（都有点溢出，在流行音乐唱片中不过分的溢出是允许的，在古典音乐唱片中允许偶尔的溢出），但是第一条声波除了中间的那点“高潮”以外，其余全是低潮，而第二条声波没有明显的低潮，整条波形比较饱满和充实，而且自始至终都有达到0分贝的地方。

对于听者来说，第二条wave听起来明显比第一条wave舒服，声音饱满，不象第一条，听起来比较虚弱。

实际上，第一条wave才是“真实”的声音，第二条wave是经过了动态处理的。可是为什么第二条wave听起来更好听呢？这是因为，人的耳朵受到了“欺骗”——善意的欺骗。

动态效果器的使用，目的就是——取悦人的耳朵！

使用动态效果器，将原本象第一段wave那样的声音变成象第二段wave那样，这样人们听起来会更加地轻松，不需要用心去听。

当然，还有一种比较冠冕堂皇的说法，说动态效果器是为了消除录音时的缺陷——比如歌手对嗓音音量控制不稳，等等。

----------------------------

我们再来比较一下下面这两段波形：

（图wave 3）

（图wave 4）

第一段是 Roxette 的流行歌曲，第二段是轻音乐。两张图的显示比例一样。

非常明显，Roxette 的波形，是否很吓人？这样的音乐是否没有情感起伏？错！不要被眼睛所迷惑，实际上，这首音乐的情感同样是跌宕起伏的，听上去没有什么异常。而且很舒服。这一段声音进行了很大的动态效果处理。

第二段的轻音乐几乎没有做动态处理。

两段wave的峰值完全一样。

------------------------------

那么，如何将 wave 1 变成 wave 2 呢？

很简单，只需要一个音量（振幅）旋钮，这个音量旋钮不是静止不动的，它会根据音量（振幅）的不同而变化，从而形成新的波形。

这个旋钮就是动态效果器。

动态效果器，包括“压限”，“限制”，“门”，“扩展”，“多频段压限”，实际上就是一种会自动变化的音量旋钮。当振幅太小的时候，这个旋钮自动将音量提上去，而当振幅过大的时候，这个旋钮将音量降下来。

-----------------------------------

下面我用形象的图形来表述动态效果器的处理方式。

（图sf1）

这是一张动态处理曲线图。横坐标是输入值（振幅），纵坐标是输出值（振幅），单位都是分贝dB。其中的红线就是动态处理曲线。

如果你的数学够好（只需要高中水平即可），那么到这里我就可以不讲了，因为这张图你已经看懂了。

如果你还看不懂，那请接着往下看。

看这张动态曲线图：

（图sf2）

1，当输入信号（也就是原始声音）小于 -36dB 时，输出信号（也就是处理之后的声音）跟输入信号相等；[如果把动态效果器看作一个音量旋钮，那么此时这个旋钮是不动的，且值为0]

2，当输入信号大于 -36dB 小于 -12dB 时，输出信号始终等于 -12dB ；[旋钮是变化的——为了保持输出值始终等于 -12dB]

3，当输入信号大于 -12dB 时，输出信号跟输入信号相等。[旋钮不动，值为0]

再来看下一张图：

（图sf3）

它表示：

1，当输入信号小于 -60dB 时，输出信号等于负无穷大（也就是没有信号输出，也就是没有声音）；[旋钮不动，值为负无穷大]

2，输入信号大于 -60dB 小于 -36dB 时，随着输入信号的增长，输出信号从“没有”开始以两倍的速率增长。到输出信号为 -36dB 时，输入输出相等。（喜欢数学的朋友不妨算出公式）。[旋钮是从负无穷大到0之间变化的，输入信号越小，旋钮值越小，输入信号越大，旋钮值越大，但不会超过0]

3，当输入信号大于 -36dB 时，输入输出相等。[旋钮值为0，不变]

动态神功.2

各种动态处理器简介

动态效果器（Dynamics Processor）可以说是以下四大类效果器的总称：

压限器（Compressor）

限制器（Limiter）

扩展器（Expander）

还有一种叫做多频段动态处理（Multi-Band Dymanics ），它相当于把n个动态处理器放在一起使用，每个动态处理器只对某一频段负责。

此外，门也有叫“噪音门”（Noise Gate）的，这是因为门主要是用来消除背景噪音用的。也许你还会看到类似“Maximizer”这样的东西，这是带有增益的压限器，实际上

跟 Compressor 是一回事。

但是注意，“动态处理”的含义超出了这几个效果器的总和，例如我在上一节中给出的第一张动态曲线图就不能归类于上面说的几种器材。只是人们在音频工作中，使用到的动态曲线图并不会很复杂，几乎就局限于上面的这四个东东。所以人们说起“动态处理”，一般就是指的这几个处理，不会出现象上一节课的第一张图那样复杂的动态处理曲线图。好，下面我还是用图形来说明这四个效果器的特点和不同。

我相信各位已经会看这个图了，这样的曲线就是用得最广泛的压限器（Compressor），它表示，在输入信号不大时，对信号不做处理；输入信号大到一定程度的时候，效果器开始按照一定的比例开始将输入信号减弱。

上面这张图有个小小的失误，那一段竖着的红线是多余的。这就是 Compressor 。

下面讲的是限制器（Limiter），Limiter 跟上面的 Compressor 实际上差不多，如果

将 Compressor 上段的压缩比例设为无穷大，也就是说变成了一条横线，那

么 Compressor 就变成了 Limiter 。

（注意：此图有误，那段红竖线是多余的）

Limiter 的作用是：当输入信号的大小达到一定的程度的时候，将输入信号压至一个固定的值。例如下面这段波形就是用的 limiter 做处理：

这段象刀削斧劈一般的波形就是 Limiter 的结果。看上去好像很残酷，实际上听起来很舒服的。

注意注意！Limit 不同于“削波”（也叫“溢出”），后者是斩去波形的多出来的部份，而前者是将幅度大的波形整个按照比例往下压。

扩展器（Expander），跟 Compressor 是反的。当输入信号达到一定值的时候，Compressor 是往下压，而 Expander 是往上台。请看图：

Expander 用得很少，只是在一些特殊地方使用。

门（Gate），也有叫“噪音门”（Noise Gate）的。请看图：

在现实中，门主要用在消除背景噪音方面。所以也叫“噪音门”。它的意思是：当输入信号很小时，将声音关闭（门关了），只有当输入信号达到一定的值的时候，才允许放出声音（门开了）。这样，门能够用于降噪，也就是当信号很小时（只有背景噪音的沙沙声），我将门关上，把噪音挡住，当信号达到一定值的时候（乐器声出来了），门开，声音放出来。

门广泛应用于民用声卡的降噪（专业声卡是不降噪的），电吉他的降噪，等等。

但是，门这个东西，随着电脑音频技术的飞速发展，它并不是降噪的唯一手段。除了门之外，主要还有 FFT 降噪。门实际上是一种“假降噪”，它是利用人耳的屏蔽效应来使人忽视背景噪音。当没有声音的时候，它降噪，当有声音的时候，它不降噪（门开了）。这就好像是一支“太阳能手电筒”，当有光的时候，它会亮，当没有光的时候，它绝对不会亮。根据我个人的经验，在音乐的缩混中，较少使用门来降噪，用得多的是 FFT 降噪。

在电吉他效果器里，降噪主要是靠门来实现的。

动态神功.3

常规压限效果器参数讲解

在动态效果器里，使用最广泛的就是 Compressor 了，所以下面我将着重讲

解 Compressor 的参数含义。掌握了 Compressor，其他的几个动态效果器也自然就会了。现在多数的 Compressor 软件都会给出一个动态曲线图，只要你会看这个图，那么即使各个参数的含义你不懂，也基本大概也许可以使用了。但是也有不少软件是不给曲线图的，而且几乎所有的硬件效果器都是没有图的，所以你一定要了解参数的含义。

Compressor 的参数很简单，主要就是 4 个东西，其中两个东西是体现在曲线图上的，另外两个不体现在图中。它们就是：threshold、ratio、attack time、release time 。除此之外，还有两个不是那么必要的参数也需要掌握，就是 Knee 和 Gain 。

两个在图里看得见的东西，一个叫 threshold ，一个叫 ratio。

请看下图：

这条曲线分为两段，前一段是斜率为 1 的直线，它不对声音做任何处理，不需要任何参数来表述它；后一段需要用两个参数来表达它，一是从什么地方开始转折，二是这条线有多斜。前一个参数，就是从什么地方开始转折，也就是当输入信号达到什么程度的时候开始往下压。这个参数叫 threshold。请看图：

threshold （念做“thre sh old”，而不是“thres hold”）：意思是“门槛、起点、开端、阈限”，一般在音频领域就把它叫做“阈值”。也就是说，当输入信号超过了 threshold 这个“门槛”的时候，压缩就开始了。

另一个参数，就是压多少的问题。当输入信号超过了 threshold 以后，效果器能探测到输入信号超出的那一部份的值，然后按照一个比例往下压。请看图：

这就是另一个参数：ratio 。它表示的是一个比值，也就是超过 threshold 部份的输入信号和输出信号的比值 a:b 。ratio 表示压的程度，ratio 越大，压得越狠。

ratio 的意思是“比值、比例”，念做“rei sh io”。

是不是很简单？

好的，我们知道了 threshold = -24 dB ，ratio = 2 ，那么即使没有图，我们也能知道这个处理是怎样进行的。这就是：当原始声音处于 -24 dB 之下时，不进行处理，当声音超过了 -24 dB 时，效果器开始以 2:1 的比例把声音往下压（超出 2 ，压后只能得到 1 ）。再多费一点口舌举个例子：比如有一段wave，一段音乐，这段wave有的地方声音很小，有的地方声音很大。我们给它加了一个压限器，参数设置：threshold 是 -6 ，ratio 是 3:1。那么，声音小的地方（低于-6），声音是不被压缩的；声音大的地方（超过了-6），压限器就开始压了。压多少呢？比方说这段wave的某一个采样点的振幅是 -3，那么，振幅超

出 threshold 达到 3 dB，按照 3:1 的比例被压成 1，最后的结果就是这个点在经过处理后变成了 -5 。

--------------------------

你可能会注意到，很多压限器的动态曲线中的那个转角不是尖的，而是圆滑的，请看下图，注意它的转角：

这个曲线中的转折是圆滑的。

它的好处是处理后的声音比较“soft”，不会太硬。

圆滑的程度是可以调节的。在许多效果器里，有一个参数叫做“Knee”（膝盖）。通过设

置 Knee 为“Hard”或“Soft”等等，可以得到不同的圆滑程度。如下图：

Hard Knee

比较 Soft 的 Knee

Soft Knee

有的软件是用数值来表示 Knee 的 Soft 的程度，数值越大，越 Soft 。

但是注意，有至少一半的软件效果器是没有“Knee”这个参数的，这类效果器的曲线本身就是圆滑的（多数情况），或者有其他的方式来选择圆滑的程度。

一般来说，在处理人声、弦乐等的时候，用 Soft Knee ；在处理鼓、电贝司、爆炸声等的时候，用 Hard Knee 。

许多效果器没有 Knee 参数，不代表这些效果器不好。

--------------------------

我们有时候做压限，希望在压的同时将整个声音往上提升。这就要用到 Gain （增益）。许多压限器是提供 Gain 这个参数的，有的虽然不给出 Gain ，但有其他的东西也可以做到相当于 Gain 的功能，它们只是不叫做“Gain”，实际上就是 Gain 。

我们看下面三张曲线图：

没有 Gain

Gain = 12 dB

Gain = 22 dB

实际上，第三张图使最高的输出等于 0 ，这样的动态效果在有的效果器里叫做“Compressor Maximizer”或者类似的叫法。其实他们就是带有增益的压限器。

-----------------------

好的，上面讲完了两个最基本的参数 threshold 和 ratio ，下面是另两个重要参数：Attack time 和 Release time 。

效果器在做动态处理时，一旦发现输入信号达到了 threshold ，并不是立即开始一压到底的，而是经过一段很短的时间（几毫秒到几百毫秒）后才开始按照 ratio 压缩；而当输入信号由大于 threshold 变到小于 threshold 时，也不是立即就不压了，而是过一段时间才脱离压缩状态。

这是为了避免声音的突变。如果没有这段“缓冲”时间，声音听起来会很不自然。看图：

这是一段声波，我们给它加一个压缩，threshold = -6 dB ，ratio = 无穷大。得到下面这段波形：

你看，当声音超过 threshold 的时候，压限器并不是立即开始工作，而是经过了一段时间（在此例中是 30 毫秒），才工作到全压状态。这段时间就叫做 Attack time （起始时间）。在这段时间中，压限器是逐渐增大压缩“力度”，到这段时间结束，压限器刚好工作到全力状态（ratio=无穷大）

Attack time 不是压限器自己设的，而是需要你来设置，你设成 30 ms ，它就是 30 ms ，你设成 50 ms ，它就是 50 ms 。

好，后来，当原始声音由超过 threshold 的状态到突然小于 threshold 时，压限器也不是立即停止工作，而是经过了一段时间（在此例中是 35 毫秒），才停止工作。这段时间叫做 Release time（释放时间）。在这段时间里，压限器是逐渐减弱压缩“力度”，到时间结束，刚好到完全放松状态。

Release time 也是需要你来设置。

一般 Attack time 和 Release time 在几毫秒到几百毫秒之间。

很多人担心如果 attack time 设得过大，会有波形没有压到。这种担心是杞人忧天。这是因为，在一般的音乐声中，很难找到象上面那个 wave 里那样的“突变”，也很难有象脉冲这样“突然”的声音。就算是鼓声，也不会象脉冲这样前一个采样点还是 -60 dB 后一个点就成了 0 了，而是有一个很短很短的渐变，在渐变过程中，声音就会达到 threshold ，这时压限器已经进入 attack time 了，到了峰值的时候，就已经有一定的压缩力度了。而就算是没有压到，遗留下来的这个波峰也只有一点点，而且时间很短，完全可以让它被削掉（让它溢出）。

在有些压限效果器里，提供了自动设置 time 的功能，如果你觉得声音不错，也可以使用它的自动设置功能。

动态神功.4

对各种声音的处理指导

现在讲讲动态处理的规律。

首先，不是所有的音乐都要进行相同的动态处理。古典音乐在绝大多数情况下是不做动态处理的（不要说动态，连混响也不做）；轻音乐以及民族音乐做少许处理；一般的流行歌曲要做处理；摇滚要多做些动态处理；电子舞曲则要“狠狠地”处理。

下面来看几个波形，分别是几种音乐的波形，从它们可以看出不同的音乐进行的不同的动态处理。

在做音乐混音时，原则上是每条轨道都要分别进行动态处理，然后总输出稍微做一下动态处理。在分轨处理时，要特别对鼓这类一惊一乍的声音做特别照顾，对鼓可以做些 ratio 很大的处理，或者使用 limiter 。要尽量在分轨的时候就做好各个声部的动态处理，不要让它们进了总输出后，在总输出上做较大的动态处理。这也就是一个“前紧后松”的原则。

为什么要“前紧后松”呢？这是因为，压限不同于削波，如果将鼓这类乐器不做好压限就放出来，那么到了总输出那里，我们就必须做大的压限处理，在某一声小军鼓处，压限起作用时，不但把小军鼓压下去了，而且也把别的乐器突然压下去了（总输出是所有的声音的叠加），这里为什么用“突然”这个词呢？因为小军鼓的声音很短促，所以压限的工作时间也非常短，经过压缩后，小军鼓的声音是没有问题的，可是其他乐器却在这个很短的时间中被压了下去，然后又立刻“抬了头”，就好像一个人走路突然一脚踩进一个坑里，然后又恢复正常，这就很不自然了。（如果是削波，就不存在这个问题。）

一般在总输出所做的动态处理都是 limit ，或者是 Compress 加 limit，总之，limit 是最后一道。

具体来讲一讲

threshold 的设置是完全没有“规律”可循的，主要还是看你要处理的的声音的波形和你对音乐的要求。如果一首歌曲或一条乐器轨道中只有不多的几个到十几个看上去比周围高很多的波峰，那么我们设置的 threshold 一般就要将这些波峰压下来。设置 threshold 的时候，不要让整条波形长期高于 threshold 。现在几乎每个软件都有精确的振幅刻度显示，可以参照。

ratio 的设置就比较简单，这里还是有些规律可循。一条最基本的原则就是：山头越尖，山体越瘦的波峰，越要用大的 ratio，甚至干脆用 limit 。比如鼓，一些弹拨乐器，爆炸声等等；山体越肥的波峰，要用越小的 ratio ，比如弦乐、人声这类柔一点的声音。

例如这一段鼓，threshold 在一般情况下可以设为 -6.0 或更多，ratio 可以设到 4 以上。再例如这一段人声，threshold 在一般情况下可以设为 -9.0 左右，ratio 可以设为 2.5 。设置 Attack time 和 Release time ，在实际操作中主要靠听。这两个值设不好的话，声音听起来会不自然，比如 attack time 太小的话，声音听起来会“破”，如果太大了，声音听起来比较神经质，就是有“忽大忽小”的感受。多听，多试，直到找到一个听起来比较自然的数值。

下面是一些比较常用的参数数值。注意我没有给出 threshold ，这是因为 threshold 要根据具体情况来设置。

特别注意：下面的数字决非定论！

（注：“2 - 5”之类的字眼表示“从2到5”；时间的单位是毫秒ms）

对鼓的压限：

ratio : 2 - 10

attack time : 4 - 12

release time : 120 - 200

hard knee

木吉他

ratio : 8

attack time : 5 - 12

release time : 100

soft knee

电吉他（不带失真）

ratio : 4

attack time : 20

release time : 20

hard knee

失真节奏吉他（重金属、朋客等）

ratio : 8

attack time : 2 - 6

release time : 70

hard knee

电贝司

ratio : 4

attack time : 50

release time : 50

hard knee

人声（歌唱）

ratio : 2.5 - 4

attack time : 5 - 8

release time : 50 - 80

soft knee

（注意：人声的设置参数不能定论，因为人声的可塑性非常大，有男声、女声、童声、中国话、英语、恩雅声、崔健声等等）

人声（说话）

ratio : 2.5

attack time : 15

release time : 50

soft knee

我们可以参考软件里的各种预置参数，但是注意效果器的参数既然能让你自由设定，那它就不是固定的，预置参数不是“绝对正确”的。使用预置参数不会得到最好的结果。所以希望朋友们多多参考预置参数，少少使用预置参数。也不要以为别人那里适用的参数设置，在你这里也能用。

动态神功.5

分频段压限

为什么要分段处理呢？

例如有一轨鼓，我将低音鼓和小军鼓还有 hihat 录到了一起，可现在我想将低音鼓压一点，而其它的鼓保持，怎么办？

如果用压限，那么所有的鼓将一起被压。所以我使用分段动态，这样我可以只对某一频段，只对低频进行压缩，就能够达到目的。

分段压缩主要用于有很多乐器的音轨的压缩，尤其是总输出的压缩。

分频段动态（multi-band dynamics）的界面一般都很庞大，乍一看挺吓人，其实只要你会看动态，就会看分段动态。

分段动态也就是几个动态的结合。例如 4 段动态就是 4 个动态效果器在一起，5 段动态就是 5 个。

这几个动态分别掌管某一段频段的工作，例如下面这个 Samplitude 的 4 段动态处理器：注意看左边的那个图，我放大来给朋友们看一看：

此图横坐标是频率，从 20Hz 到 22KHz 。

这四条曲线（中间两个山峰是两条，左右还各有一条）表示四个动态效果器分别掌管的地带，也就是“势力范围”。交叉的地方是共同承担的的范围。山峰的高度表示作用的“力量”的大小，在交叉地带双方各出一半的力量。

有的朋友会问为什么有的是红线有的是绿线？回答：他们没有区别，不要乱想。（真正的“区别”请往下看）

然后往右看！

右边是我们熟悉的动态曲线图，我们知道这个多段动态应该有 4 张动态曲线图，但是 Samplitude 只给出了一张图，那么这张图表示的是哪一个动态呢？对了！它表示的就是左边的图（也就是“势力范围图”）中红色的频段的动态曲线

同样我们在“势力范围图”中也可以选中别的频段（变成红色），那么在右边会显示对应于左边红色频段的动态曲线图。

下面我具体来讲讲 Samplitude 的 4 段动态处理器的用法。熟悉了它，其它的多段动态也差不多会了。

1，选择频段数量，最大为 4 ：

2，设置各自的势力范围（频段分配）

3，选择某个频段（被选中的频段会变成红色）；

4，设置针对这一频段的动态参数。

不难吧

对于一般的流行音乐，总输出中低音部份容易“冒”，因为这一块有两个大家伙：低音鼓和贝司。所以在很多情况下使用多段压缩时要对音频段做特别照顾——这只是一个经验之谈，不是定论。