صدای دیجیتال – مقدمات میکس و مسترینگ (بخش اول)

به دنیای جذاب میکس و مسترینگ و صدای دیجیتال خوش آمدید. عناوین مورد بحث در بخش اول این مقاله آموزشی مناسب تمام کسانی است که به نوعی با صدا و موسیقی در ارتباط هستند. تعاریف و اصطلاحات به کار برده شده مورد کاربرد آهنگسازان٫صدابردارها٫ میکس من ها و … می‌باشد.

در سری مقالات دنیای صدای دیجیتال سه عنوان زیر را بررسی خواهیم کرد:

• مفهوم صدا و ساختار آن
• مسیر سیگنال در حوزه های آکوستیکی و آنالوگ
• مسیر سیگنال در حوزه دیجیتال

صدا چیست و چگونه انتقال میابد؟

صدا موجی است حامل انرژی مکانیکی که از ارتعاش ذرات ایجاد میشود و به واسطه همین ارتعاش نیز انتقال می‌باید و نهایتا توسط گوش انسان درک می‌شود.

هرگاه از یک منبع صوتی صدایی تولید شود باعث شکل گیری انرژی شده٫ که این انرژی به مولکول های ساکن هوا وارد میشود و این مولکول‌ها ها انرژی دریافتی را به مولکول های کناری خود انتقال میدهند و بدین ترتیب صدا در یک فضای آکوستیکی پخش می‌شود.

منظور از فضای آکوستیکی فضایی است که در آن مولکول های هوا برای انتقال انرژی وجود داشته باشند.

لازم به ذکر است که این انتقال انرژی و پخش صدا در حوزه آکوستیکی به صورت کروی است.

اجازه دهید این موضوع را با یک مثال ساده برایتان شفاف سازی کنیم؛ پخش صدا در یک محیط همچون بادکردن بادکنک می‌ماند که پخش هوا در آن به صورت کروی انجام میشود.

حوزه های پخش و انتشار صدا

در هر محیطی که در آن مولکول ها امکان جابه جایی داشته باشند صدا انتقال میابد.

حال با توجه به میزان تراکم مولکول ها در هر محیط سرعت انتشار صدا تغییر میکند؛ این سرعت در گاز ها ۳۴۳ متر بر ثانیه، در مایعات و جامدات به واسطه تراکم بیشتر این سرعت به ترتیب حدود ۴ و ۱۵ برابر میشود.

انتقال صدا و انرژی توسط مولکول ها را میتوان به موج مکزیکی داخل استودیوم های ورزشی تشبیه کرد؛ در این نوع موج که انسان ها نقش مولکول های هوا را دارند بدون تغییر موقعیت مکانی خود با یک حرکت جنبشی درجا سبب انتقال موج میشوند.

بدین ترتیب ذرات برای انتقال صدا، خود از نقطه ای به نقطه دیگر حرکت نمیکنند.

در مبدل های صدا مانند میکروفون انرژی مولکول ها دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل میشود که در حوزه آنالوگ بیشتر به بررسی آن خواهیم پرداخت.

فرکانس و دامنه

فرکانس و دامنه دو مبحث پر کاربرد در حوزه آکوستیکی میباشند. دانستن مفهوم این دو عنصر به ما در ارزیابی بُعد های آنالوگ و دیجیتال و ردیابی روند تغییرات انرژی کمک شایانی خواهد کرد.

فرکانس (fREQUENCY)

اگر بخواهیم فرکانس را به صورت علمی تعریف کنیم: “تعداد نوسانات موج در واحد زمان”؛ اما در بیانی ساده تر یک دریا را تصور کنید که در هر ثانیه یک تعداد مشخصی موج به ساحل آن می‌رسد که به تعداد این موج ها در واحد زمان فرکانس گفته می‌شود که واحد آن هرتز Hz است؛ بر فرض مثال اگه فرکانس موجی 100 هرتز باشد بدین معنی است که آن موج در هر ثانیه ۱۰۰ بار نوسان می‌کند.

پیش تر اشاره کردیم که پخش صدا در محیط به صورت کروی صورت میگیرد و از آنجایی که نمیتوان انتقال انرژی به صورت کروی را روی دو بعد نشان داد برای نمایش دادن نیرویی که به مولکولهای هوا وارد می‌شود از یک موج سینوسی استفاده می‌کنیم که جلوتر به بررسی مولفه های آن خواهیم پرداخت.

با تولید صدا و ایجاد ارتعاش تراکمی بین مولکول‌ها ایجاد می‌شود که این تراکم و انقباض همان قله (Peak) در موج سینوسی است؛ و با توجه به انتقال انرژی به مولکول‌های کناری یک حالت انقباض (Compression) و انبساط (Rarefaction) پشت هم شکل میگیرد که دره (Trough) این موج نشان دهنده انبساط مولکول‌ها است.

طبق تعریف هرچه تعداد نواسانات در واحد زمان بیشتر باشد فرکانس آن موج بیشتر است و صدایی که ما از آن درک میکنیم زیر تر خواهد بود.

به همین شکل با پایین آمدن تعداد نواسانات فرکانس کمتر شده و صدا بم تر می‌شود.

بدیهی است که تعداد نوسانات در شکل موج ایجاد شده تاثیر میگذارد و هرچه موج بزرگ تر باشد فرکانس آن بم تر خواهد بود (Low Frequency signal) و هرچه موج های کوچک تر و فشرده تر داشته باشیم صدای زیرتری خواهیم داشت (High Frequency signal).

در خصوص سازهای مختلف نیز هرچه طول سیم ساز بیشتر باشد قابلیت این را دارد که موج بزرگ تر و در نتیجه فرکانس بم تری تولید کند به همین دلیل سازی مانند ویولن نسبت به ویولنسل نمیتواند از یک فرکانسی بم تر را تولید کند.

برای درک بهتر این موضوع یک گیتار را تصور کنید که با گرفتن فرت های انتهایی دسته صدای زیرتری خواهیم داشت در نتیجه ما با کوتاه کردن طول سیم مرتعش شونده سبب زیر تر شدن صدای تولیدی از آن می‌شویم.

به طور کلی هرساز با توجه به ساختار آکوستیکی خود یک گستره خاصی از فرکانس را پوشش میدهد که ارگ کلیسا بیشترین وسعت صوتی را در بین سازها دارد.

این نکته را در ذهن خود داشته باشید که بالا رفتن فرکانس به معنی سرعت بیشتر نیست و به بیانی دیگر فرکانس تاثیری روی سرعت موج ندارد.

عوامل تاثیر گذار روی سرعت موج:

• جنس محیط ( مایع، جامد و گاز بودن محیط)
• دمای هوا
• ارتفاع نسبت به سطح دریا      

در ادامه قصد داریم شما را با دستگاهی به نام اٌسیلوسکوپ (oscilloscope) آشنا کنیم که وظیفه آن ارزیابی موج ورودی به آن است و فرق آن با اُسیلاتور (Oscillator) این است که اُسیلاتور نوسان ساز است و اٌسیلوسکوپ صرفاً نشان دهنده شکل موج نوسان کننده است.

بدین ترتیب میتوانید با عبور دادن صدا از این دستگاه شکل موج صوت ورودی را دریافت کنید.

نکته بعدی در مبحث فرکانس گستره شنوایی انسان است که نشان دهنده بازه فرکانسی قابل درک و شنود در انسان میباشد.

این گستره از ۲۰ هرتز تا ۲۰ هزار هرتز میباشد که این یک عدد تئوریک میباشد و عواملی چون سن و مراقبت های شنیداری روی آن تاثیر میگذارد.

دامنه (amplitude)

دامنه صدای دیجیتال از مهم ترین مولفه های آن محسوب میشود که همان درک ما از بلندی صدا میباشد.

به بیانی ساده دامنه، شدت بلندی یا ضعف یک صدا را مشخص میکند؛ هرچه دامنه بیشتر باشد صدا بلند تر خواهد بود و بلعکس.

پس ما با کم کردن ولوم یک صدا در اصل دامنه آن را کاهش میدهیم.

و اما تعریف علمی دامنه؛ به فاصله قله یا دره نسبت به مبدا صدا گفته میشود که همان ماکسیمم انرژی موج نسبت به حالت سکون میباشد.

حال با تحلیل شکل زیر آنچه تا الان آموختیم را مورد بررسی قرار میدهیم.

موج های مشکی و بنفش دارای فرکانس های یکسان میباشند که این فرکانس دو برابر فرکانس موج سبز است.( به ازای هر یک بار نوسان کامل موج سبز، دوموج دیگر دوبار نوسان کرده اند)

از نظر دامنه ای هم موج های سبز و مشکی دارای دامنه یکسان و دوبرابر دامنه موج بنفش هستند.

در نتیجه انتظار داریم که موج سبز و مشکی صدایی بلند تر از موج بنفش داشته باشند و موج سبز نیز صدایی بم تر از دو موج دیگر.

موسیقی معیار (Reference Track)

مبحث دامنه یه امر نسبی و مقایسه ای میباشد؛ از این رو هنگام میکس، یک ترک را به عنوان رفرنس (Reference) در نظر میگیریم و بلندی پارامتر های ترک خود را با آن مقایسه میکنیم چرا که گوش ما از یک محدوده ای به بعد ممکن است قابلیت تشخیص خود را از دست دهد و ما به ترکی که تا آن لحظه در هر حال میکس آن بودیم عادت کرده و نمی‌توانیم ایرادات آنرا پیدا کنیم؛ به همین دلیل بهتر است کاری که خودتان تولید کردید را میکس نکنید مگر اینکه مدتی به گوشتان استراحت داده باشید و پیشنهاد می‌شود حتما از یک ترک رفرنس استفاده کنید.

البته این امر مقایسه علاوه بر بلندی و دامنه صدا در خصوص پارامتر های دیگر چون رنگ صدا، فرکانس های قالب و غیره نیز صدق میکند؛ چرا که این از خواص حافظه شنیداری است که صدای خوب در خاطر آن نمی‌ماند و ما برای یافتن این صدا باید از قیاس کردن اصوات استفاده کنیم.

فشار سنج (Barometer)

وقتی صدایی تولید شده و مولکول‌های هوا متراکم میشوند ما نیاز به دستگاهی داریم که این فشار هوا را محاسبه کند؛ فشار سنج دستگاهی است که این کار را انجام می دهد که واحد اندازه گیری آن پاسکال است.

برای اینکه بهتر این واحد را درک کنید به جدول زیر دقت کنید.

موتور جت	200 pa
کنسرت شلوغ	20 pa
اره برقی	3.6 pa
خیابان شلوغ	0.2 pa
استودیو ریکورد	0.00035 pa
آستانه شنوایی انسان	0.00002 pa

دسی بل – dB

همانطور که در جدول نیز مشاهده میکنید گستره این بازه بسیار زیاد بوده و ما نمی‌توانیم در صنعت موسیقی از آن استفاده کنیم؛ در این مرحله از واحدی استفاده خواهیم کرد به نام دسی بل که یک واحد لوگاریتمی است.

پس همانطور که فرکانس را با هرتز نمایش میدهیم برای تعریف عملکرد دامنه صدا نیز از واحد دسی بل استفاده می‌کنیم.

فشارسنج سطح صدا

Sound Pressure Level Meter در حوزه آکوستیکی برای اندازه گیری سطح فشار صوتی از دستگاهی به نام SPL Meter  و برای بیان آن از واحد dB-SPL استفاده میکنیم؛ به عنوان مثال برای بیان میزان نویز موجود در یک استودیو ضبط میگوییم 60dB-SPL نویز در این اتاق وجود دارد.

شما می‌توانید این دستگاه را خریداری یا حتی برنامه آنرا روی گوشی خود نصب کنید که البته از آنجایی که میکروفون اکثر گوشی ها کالیبره نیست، نمی‌توان بر روی نتیجه حساب آنچنانی داشت، صرفا میتوانید یک بررسی کلی در خصوص ساختار آن داشته باشید.

این نکته را در نظر داشته باشید که پسوند SPL میتواند تغییر کند اما واحد متداول برای بیان میزان دامنه یک صدا در حوزه آکوستیکی محسوب میشود.

حال که با دسی بل آشنا شدید میخواهیم دوباره جدول بالا را بررسی کنیم که اینبار میزان بلندی صدا را بر حسب دسی بل مشخص کرده ایم.

کنسرت شلوغ	20 pa	120 db-SPL
اره برقی	3.6 pa	105 db-SPL
خیابان شلوغ	0.2 pa	80 db-SPL
استودیو ریکورد	0.00035 pa	25 db-SPL
آستانه شنوایی انسان	0.00002 pa	0 db-SPL

همانطور که در جدول بالا مشاهده میکنید آستانه شنوایی انسان بر اساس dB  صفر در نظر گرفته میشود و ماکسیمم این دامنه ۱۴۰ است که صدایی با این دامنه به گوش انسان آسیب می‌رساند که اگر این صدا آنی باشد ناشنوایی موقت ایجاد شده و اگر مدت زمان طولانی تر در معرض صدایی با چنین دامنه ای قرار گیرید این آسیب ماندگار خواهد شد.

به گوش خود استراحت دهید! برای بهبود کیفیت کار باید به گوش استراحت بدهید.

حجم صدایی که با آن سر و کار دارید در ساعاتی که میتوان در معرض آن صدا قرار گرفت تاثیر میگذارد و هرچه دامنه صدا افزایش یابد برا حفظ سلامت گوش زمان کمتری میتوان در معرض آن صدا قرار گرفت.

احتمالا برای شما هم پیش آمده که بعد از چندین ساعت استفاده از هدفون یا اسپیکر با صدای نسبتاً بلند حس میکنید قدرت شنیداری تان کمتر شده و برای ادامه کار نیاز دارید به گوش خود استراحت دهید و اگر این خستگی گوش را نادیده بگیرید به آن آسیب خواهید رساند.

به این خستگی گوش که به سبب آن قدرت قضاوت و تشخیص را از دست میدهیم اصطلاحاً ear fatigue می‌گویند؛ راهی است که گوش با تنبل نشان دادن خود قصد دارد به ما بفهماند که نیاز به استراحت دارد.

برای دریافت مشاوره رایگان با شماره تلفن های 02126610790 یا 09933601077 تماس بگیرید.

آدرس آموزشگاه موسیقی سلمان کردار :
تهران، اتوبان صدر غرب به شرق (طبقه پایین)،  بعد از کاوه، خروجی منظریه، نبش خیابان رحمانی پلاک ۱۳۳، زنگ ۱۰۸، طبقه دوم