[N] Moje boje z szumami - zakończone?

Z szumami w nagraniach audio walczę od dawien dawna - czyli od końcówki lat osiemdziesiątych, kiedy cierpiałem z powodu niedostatków magnetofonów kasetowych w tym względzie. Przeszedłem później przez fascynację algorytmem odszumiającym Cool Edita Pro 2 (obecny Adobe Audition), ale kiedy zacząłem nagrywać za pomocą mikrofonów kilka lat temu, zmora szumu powróciła. Z dzisiejszej perspektywy patrząc - nic w tym dziwnego, bo próbowałem nagrywać w bardzo kiepskich warunkach i niezbyt wysokiej jakości sprzętem, a wymagania miałem - oho, ho! - wygórowane... Cóż mogę powiedzieć dzisiaj, po tylu latach prób i eksperymentów?

Przy okazji zachęcam do zajrzenia do pokrewnych artykułów, czyli "Jak radzić sobie z szumem?" oraz "Jak nisko da się zejść z szumami w nagraniu?".

Jeszcze jedna uwaga - jeśli uważasz, że szumy w nagraniu nie grają dużej roli i nie ma sensu się nimi przejmować, to nie jest artykuł dla Ciebie. To jest tekst dla osób przewrażliwionych na punkcie szumu - też taki byłem kilka lat temu i doskonale rozumiem frustrację, gdy drogi sprzęt nagrywa coś z szumami, chociaż spodziewaliśmy się nagrania "czystego jak łza". Dużo czasu i kosztów zajęło mi zrozumienie tematu i przetestowanie naprawdę wielu konifugracji, więc dzielę się tym, co udało mi się po latach zrozumieć.

Na początek - miejsce!

Chcąc pozbyć się szumów z nagrania, należy sobie zdać sprawę, że "szum" to nie jest jeden jednorodny czynnik. To, co słyszymy w nagraniu, jest składową kilku rzeczy i chcąc szum minimalizować, trzeba po kolei zająć się każdym z czynników.

Podstawowa sprawa to... tło dźwiękowe. Zawsze, zwłaszcza w domowych studiach, sporo zakłóceń zwanych zbiorczo "szumem" to dźwięki tła, czyli wszystko to, co słychać w pomieszczeniu, gdzie nagrywamy. Są to hałasy zza ścian, hałasy pracujących urządzeń (klimatyzator, wiatrak, lodówka, komputer itd.) czy hałasy zza okna. Na część z tych elementów mamy wpływ, na część (niestety) nie, jednak na pewno warto wyeliminować czy ograniczyć tyle z nich, ile się tylko da. Zamknijmy drzwi i okna, wyłączmy zbędny sprzęt albo zmieńmy pomieszczenie.

Tu muszę uczynić pewną uwagę: niektóre osoby do worka z napisem "szum" wrzucają także zakłócenia typu duży pogłos w pomieszczeniu. Według mnie to jest trochę inna para kaloszy, ale jeśli ktoś tak rozumie "szum", to powinien też zadbać o adaptację akustyczną pomieszczenia, żeby pogłos zminimalizować. W tym miejscu odsyłam do innych artykułów na tym blogu i w internecie, pogłosem nie będę się tutaj zajmował.

Dobra wiadomość jest taka, że wyciszając pomieszczenie można naprawdę wyraźnie wpłynąć na jakość nagrania, a często nie wymaga to żadnych nakładów - zamknięcie okien czy drzwi lub wyłączenie szumiącego komputera to nie są zabiegi kosztowne (chyba, że nagrywamy za pomocą tego hałaśliwego komputera i będziemy musieli go wyciszyć, wymienić na nowy lub kupić rejestrator audio). Zła wiadomość jest taka, że nawet jeśli mieszkamy we względnie cichym miejscu i wyciszymy wszystko, nadal w nagraniu jakiś malutki szum pozostanie - to informacja dla tych, którzy chcieliby absolutnie czyste od szumu nagrania. Da się zejść z szumem bardzo nisko, ale nigdy do zera, skoro wykorzystujemy prąd do zasilania urządzeń nagrywajacych...

Szum właściwy

"Szum właściwy", jak pozwoliłem sobie go nazwać, to już szum powstający na linii mikrofon-dane cyfrowe (zakładam dość beztrosko, że nagrywamy właśnie cyfrowo). Na szum właściwy także składa się kilka rodzajów szumu (np. szum termiczny), ale tak naprawdę interesują nas w tym momencie tylko dwie najważniejsze składowe: szum generowany w mikrofonie i szum generowany w przedwzmacniaczu mikrofonowym. Która z tych składowych będzie interesowała nas bardziej, zależy od tego, jakiego typu mikrofonem dysponujemy.

Tak się bowiem składa, że mając mikrofon dynamiczny będziemy drżeli o jakość przedwzmacniacza mikrofonowego, a w przypadku używania mikrofonu pojemnościowego naszym zmartwieniem będą szumy własne tegoż mikrofonu. Szumi to, co wzmacnia prąd, jaki tworzy się, gdy fala akustyczna porusza membraną kapsuły mikrofonu. W mikrofonach dynamicznych ten maleńki prąd wędruje do przedwzmacniacza i tam jest wzmacniany. W mikrofonach pojemnościowych wykorzystuje się polaryzację kapsuły za pomocą napięcia phantom, dzięki czemu do przedwzmacniacza wędruje już dużo silniejszy sygnał, niż w przypadku mikrofonu dynamicznego.

Mikrofony dynamiczne - ciężki przypadek

Czy to rozróżnienie jest ważne? Bardzo ważne. Decydując się na stosowanie mikrofonów dynamicznych, musimy wybrać urządzenie nagrywające (interfejs, rejestrator) raczej dobrej klasy. Musi ono nie tylko dysponować dużą mocą, ale być też możliwie niskoszumowe. Niestety, w 2023 roku dopiero zaczynają się postępy pod tym względem. Zdecydowana większość obecnie spotykanych urządzeń rejestrujących (interfejsów audio, rejestratorów) ma albo słabe przedwzmacniacze, albo szumiące przedwzmacniacze, albo przedwzmacniacze słabe i szumiące jednocześnie. Przez "słaby" rozumiem wzmocnienie 55dB i mniej, przez mało niskoszumowy - szumy własne EIN większe od -124dBu (czyli np. -120dBu, bo jesteśmy w końcu "na minusie").

To jest swego rodzaju paradoks, że mikrofony dynamiczne są jednocześnie lepsze i gorsze dla początkujących. Lepsze, bo mówi się do nich z bliskiej odległości, więc nagrywa się wówczas stosunkowo mało pogłosu - a to zwykle jest bardzo korzystne dla jakości w niedostatecznie zaadaptowanych akustycznie wnętrzach. Mikrofony dynamiczne są też zwykle tańsze od mikrofonów pojemnościowych (z wyjątkiem może modeli ElectroVoice RE20 czy Shure SM7B, gdzie w dużej mierze płaci się za "legendę" i "markę").

Z drugiej strony ktoś, kto decyduje się na "dynamika", bardzo często staje twarzą w twarz z szumiącymi nagraniami, bo tani interfejs audio (albo interfejs wbudowany w mikrofon USB) nie daje sobie rady. Pojawiają się wówczas pomysły na takie wynalazki jak aktywatory (boostery) czy channel stripy (jak dbx286s czy Behringer UV1), które mają zaradzić temu problemowi.

Czy coś można na to zaradzić? Jeśli planujemy nagrywać mikrofon dynamiczny, warto spojrzeć najpierw na jego specyfikację i poszukać czułości (sensitivity) - na tej podstawie oszacujemy, jakiej mocy przedwzmacniacza będziemy potrzebować:

Powyżej widnieje specyfikacja mikrofonu Shure SM58, który ma czułość (w przybliżeniu) -55dBV/Pa. Czasem jest podawana tylko wartość w miliwoltach, można wtedy znaleźć jakąś stronę umożliwiającą przeprowadzenie konwersji.

Mając czułość wiemy już mniej więcej, ile (wybaczcie uproszczenie) trzeba decybeli dołożyć przedwzmacniaczem, żeby otrzymać górny limit, czyli 0dB. W tym wypadku wystarczy interfejs lub rejestrator, mający ok. 55-58dB wzmocnienia (warto mieć ten decybel lub kilka więcej).

Ale moc to jeszcze nic - warto uwzględnić poziom szumów własnych urządzenia nagrywającego (a konkretnie - jego przedwzmacniacza mkrofonowego). Tę wartość producenci podają jako Equivalent Input Noise (EIN) i typowo wynosi ona poniżej -120dBu. Uwaga na jednostkę! Producenci chętniej podają wartość EIN w dBV, bo wtedy wartość liczbowa jest o ok. 2.2 mniejsza i wygląda w materiałach reklamowych bardziej imponująco. Jeśli producent podaje EIN w dBV, dodajmy do wartości wspomniane 2.2 i już będziemy mieć wartość w dBu.

Wartości od -120 do -124dBu określibym jako typowe i chyba obecnie najczęściej spotykane. Wartości od -125 do -127dBu są już dobre i bardzo dobre. Wartości -128dBu i (w zasadzie bardzo trudno osiągalna) -129dBu to rewelacja i nie bardzo da się zejść z szumami niżej. Jeśli widzicie w specyfikacji szum własny EIN o wartości mniejszej niż -129dBu, to jest to albo wartość teoretyczna (obliczona), albo wartość podana w dBV, albo przeliczona na jeszcze inną jednostkę.

Tak wygląda specyfikacja jednego z naprawdę dobrych rejestratorów audio, SoundDevices MixPre II:

Jak widać, nie tylko szumy są baaardzo niskie (-128dBu), ale i moc przedwzmacniaczy to imponujące 76dB! Podobne parametry (ze sprzętów nieco tańszych) oferuje np. RødeCaster Pro II. Do tego typu sprzętu można śmiało podpinać mikrofony o bardzo słabym sygnale, np. Shure SM7B, chociaż - zła wiadomość - nawet z tak wyżyłowanymi parametrami NIE DOSTANIEMY bezszumowego nagrania. Szumy będą na jak najbardziej akceptowalnym poziomie, ale dużo wyższym niż np. w niskoszumowych mikrofonach pojemnościowych.

Wniosek z tego rozdziału można sformułować tak: jeśli cierpisz na szumofobię, mikrofony dynamiczne nie są dla Ciebie. Owszem, da się znaleźć modele dynamiczne o stosunkowo silnym sygnale (np. AKG D5), które po podłączeniu do lepszych przedwzmacniaczy dadzą stosunkowo niski szum w nagraniu, ale nadal to nie będzie to, co na tym samym urządzeniu nagrywającym da się zrobić lepszym mikrofonem pojemnościowym...

Zastrzeżenie

Ktoś może mi zarzucić, że demonizuję - w końcu tysiące ludzi nagrywa swoje materiały mikrofonami dynamicznymi i jakoś wszyscy sobie jakoś radzą. Oczywiście, że tak! Nie twierdzę, że się nie da - ale to jest artykuł dla osób, które nie cierpią szumu i chcą go unikać - dla takich osób mikrofon dynamiczny będzie co najwyżej ekonomicznym kompromisem. Tu nie chodzi o percepcję nagrania przez słuchacza, bo szum jest ostatecznie bardzo "przyjazny" w słuchaniu, jeśli mogę tak to ująć. Tu chodzi o nadwrażliwość na ten rodzaj zakłócenia, z którą to nadwrażliwością sam miałem do czynienia i ją jak najbardziej rozumiem.

Zgadzam się, że da się nagrywać mikrofony dynamiczne, zwłaszcza przy rejestracji 24-bitowej, korzystając ze "zwykłych" interfejsów audio, da się te nagrania pogłaśniać i obrabiać, da się je odszumić w ten czy inny sposób. Ale jeśli ktoś szumów nie znosi, będzie się męczył...

Mikrofony pojemnościowe - jak ocenić szum?

Z drugiej strony nagrania z mikrofonów pojemnościowych (poprawnie wykonane) z reguły są stosunkowo niskoszumowe i w ich przypadku niemal wszystko zależy od samego mikrofonu. Nawet interfejsy czy rejestratory audio o stosunkowo kiepskich przedwzmacniaczach (jak np. Zoom H5) dadzą sobie spokojnie radę z nagrywaniem mikrofonów pojemnościowych.

Najczęściej używanym parametrem w przypadku mikrofonów pojemnościowych jest tzw. Signal to Noise Ratio, czyli SNR. Często podawany jest on wprost w specyfikacji mikrofonu, jako wartość w decybelach z uwzględnieniem krzywej ważenia A (co oznacza, że pomiar uwzględnia sposób słyszenia ludzkiego ucha). Przy wyznaczaniu SNR bazą jest wartość 94dB dla sygnału sinusoidalnego 1kHz o ciśnieniu 1Pa - to jest górna granica, przy której mikrofon nie szumiałby w ogóle. Oczywiście, w praktyce każdy mikrofon szumi, więc jego SNR jest mniejszy niż 94dB, wtedy znajdziemy w specyfikacji tę mniejszą wartość. Przykładowo, dla mikrofonu sE X1S wartość SNR wynosi 85dB(A).

Niekiedy producenci zamiast albo obok SNR podają parametr Equivalent Noise Level, który jest po prostu różnicą między maksymalną wartością 94dB a wartością SNR. I znów, dla mikrofonu sE X1S będzie to, jak łatwo obliczyć, 94-85=9dB(A).

Tu poczynię zastrzeżenie, że na całkowitą zawartość szumu w nagraniu mają wpływ także inne parametry mikrofonu, jak choćby czułość, ale w praktyce najprościej jest używać właśnie Equivalent Noise Level lub SNR - daje to całkiem niezłe pojęcie o tym, czy szumy w danym mikrofonie będą odczuwalne, pomijalne czy ekstremalnie niskie.

Jak to jednak ocenić i jakie wartości są "dobre"? Tu już wiele zależy od osobistych preferencji i oczekiwań, ale generalnie przyjmuje się (w literaturze, w artykułach), że jeśli mikrofon ma szumy na poziomie 15dB(A) i mniejszym, to szumy te są niskie. Poniżej 10dB(A) są już bardzo niskie, praktycznie nieistotne, a już od 6dB w dół - kompletnie pomijalne. Idąc w drugą stronę, szumy od 15 do 20dB(A) są - powiedzmy - akceptowalne, powyżej 20dB(A) są odczuwalne i zaczynają być porównywalne z szumami z mikrofonów dynamicznych.

Jeśli mamy zatem dostęp do specyfikacji mikrofonu, już z góry możemy oszacować, jak mocno będzie on szumiał. Osobiście preferuję mikrofony o szumach własnych od 13dB(A) w dół, a już poniżej 10dB(A) - jestem bardzo zadowolony. Niestety, tak niskoszumowych mikrofonów nie ma specjalnie dużo, a część jest droga, jednak od momentu, gdy usłyszałem w słuchawkach sygnał z Lewitta LCT440 (po roku męczenia się z "dynamikami") wiedziałem, że muszę mieć takich niskoszumowych modeli więcej.

Oczywiście, mikrofon to nie tylko szumy, ale przede wszystkim brzmienie, jednak mając do wyboru dwa mikrofony ładnie brzmiące z moim głosem, zawsze wybieram ten mniej szumiący...

Jeśli komuś się wydaje w tym momencie, że mikrofony pojemnościowe są w każdym wypadku lepsze od dynamicznych, to - przykro mi - nie jest tak prosto i wesoło. Te mikrofony, zwłaszcza modele bardzo niskoszumowe, są zwykle drogie i bardzo drogie. To pierwszy minus, wcale zresztą nie najistotniejszy z punktu widzenia jakości nagrania. Do mikrofonów pojemnościowych zwykle mówi się z nieco większej odległości, bo są bardzo czułe na podmuchy i głoski wybuchowe (mam tu na myśli raczej "klasyczne" konstrukcje, z jakimi zwykle kojarzymy hasło "mikrofon pojemnościowy", a nie modele budowane obecnie jako np. estradowe odpowiedniki mikrofonów dynamicznych, np. Sennheiser e965). Stąd wynika częsta praktyka używania np. pop-filtrów, które dodatkowo zwiększają odległość, z jakiej mówimy. A ta właśnie odległość wpływa na... ilość pogłosu w nagraniu i głośność dźwięku, który staje się cichszy, więc trzeba zwiększać poziom zapisu, co z kolei... tak, zwiększa szumy czy dźwięki tła. Więc dostaniemy nagranie bardzo "upogłosowione", jeśli nie zadbamy o właściwą adaptację akustyczną. I im dalej będziemy od mikrofonu, tym więcej pogłosu i tła będzie słychać w nagraniu. Czyli znów - coś za coś i nie ma nic za darmo.

Szum w nagraniu i tak

Mając ciche pomieszczenie i dobry sprzęt, z którego wyciskamy maksimum, i tak dostaniemy nagranie z szumem, bo jak napisałem wyżej, nie da się uzyskać kompletnie bezszumowego nagrania. Mamy do wyboru dwie drogi: poprzestać na tym, co mamy lub niwelować szumy podczas obróbki.

Przyznam, że im dłużej nagrywam, tym częściej przechodzę z szumem do porządku dziennego. Po prostu nagrywając Røde NT1 5th lub sE X1S za pomocą Zooma F3 lub RødeCastera Pro II mam w nagraniu tyle szumów, co kot napłakał i zwyczajnie nie czuję potrzeby walki z nim. Zwłaszcza że w celu delikatnego ściszenia oddechów stosuję zwykle lekki ekspander. Minimalne szumy znikają wówczas całkowicie (taki, powiedzmy, "efekt uboczny" walki z głośnymi oddechami).

Jeśli szumy nie są specjalnie mocne, spokojnie można użyć np. Voice DeNoise z taniego (lub czasem darmowego) pakietu iZotope RX Elements. Często także wystarczy bramka szumów, działająca bardzo łagodnie (w trybie ekspandera) - ma to ten plus, że sam głos nie jest przetwarzany, więc ma oryginalną jakość.

Konkluzja

Na koniec napiszę coś może kontrowersyjnego - ale po tych wszystkich latach wiem jedno. Zwykły szum jest z pewnością NAJMNIEJ istotnym zakłóceniem. Nie wierzycie? Puśćcie sobie przez głośniki dwa nagrania - niech w jednym będzie szum, a w drugim popy albo wyraźne przesterowanie. Gwarantuję, że nawet jeśli w tym zaszumionym nagraniu szum początkowo będzie nawet słyszalny, to po krótkim czasie się przyzwyczaicie, jeśli skupicie się na treści. Popy albo występujące od czasu do czasu przesterowania są dużo trudniejsze do ignorowania.

Czy warto zatem walczyć z szumem? Warto na pewno zadbać, by nie było go za dużo - czyli zadbać o pokój do nagrywania, wybrać w miarę sensowny sprzęt i ewentualnie delikatnie obrobić na końcu nagranie pod kątem minimalizacji szumu. Jeśli treść będzie interesująca, a nagranie pozbawione innych irytujących elementów (popy, wiercące ucho sybilanty, irytujące embolofazje czy przesterowania), nikt nie powinien narzekać podczas słuchania.

Źródła, do których warto zajrzeć

Komentarze

Prześlij komentarz