混響是音頻的數字信号處理當中所能實現的最有趣的效果之一。它是一種非常适合使用數字方式進行處理的效果,而對于模拟電子設備來說,則是非常難以實現的。正因如此,音頻的數字信号處理的使用對于我們将空間感融入音樂元素的能力帶來了非常深遠的影響。
在數字信号處理被應用在創建混響效果之前,人們是通過換能器的使用來創建混響效果的,也就是(基本上是)在物理延遲元件的兩端分别使用一個揚聲器和一個麥克風。這裡所述的延遲元件通常是指一組金屬材質的彈簧,也可以使用一塊懸挂起來的金屬闆,還可以是一個實際存在的房間。使用物理延遲元件來創建混響效果時,我們很難對聲音的變化做出控制。而且使用它們來創建混響,并不是件輕松方便的事情。使用金屬彈簧作為物理延遲元件來創造混響效果實際上是其中唯一一個還算是輕便,并且費用較低的解決方案。盡管如此,就聲音本身的效果來說,這些方法都非常的糟糕。
首先,讓我們快速的了解一下混響的定義:自然混響是指聲音在有限空間/密閉空間中,經過表面的反射所産生的效果。聲音從其聲源處發出,以每秒1100英尺的速度進行傳播,并撞擊到密閉空間的牆壁表面,從而産生各種角度的反射。其中的某些反射會很快的傳播到我們的耳朵(也就是我們所說的“早期反射”),而其他的一些(沒有被傳播到我們耳朵位置的)反射會在這個密閉空間中繼續傳播并撞擊其他的表面,持續不斷的發生反射,直到聲波傳達到我們的耳朵。對于那些堅硬且厚重的表面(例如混凝土牆面)來說,聲波經過反射後的衰減不會很大,然而對于那些柔軟的表面來說,聲波中的很多的能量會被這些表面所吸收,尤其是聲波中高頻部分的衰減最為明顯。房間的大小,牆壁的複雜性和角度,房間内所擺放的物品以及表面的密度這些因素共同決定了這個房間的“聲音特征”。
梳狀濾波混響的原理圖
通過正反饋(反相)和負反饋的加入,我們可以對頻率抵消進行填充,使整個系統變成全通濾波。全通濾波器能夠像之前的方法一樣帶來回波,但是其頻率響應會更平滑。它們能夠提供頻率相關的延遲效果,對輸入信号的諧波進行塗抹,能夠讓我們獲得更接近于真實混響的聲音效果。梳狀濾波和全通濾波的組合(串聯,并聯,或者是嵌套)的循環延遲以及其他元素(例如,在反饋路徑中加入濾波器以模拟高頻吸收)的共同作用,能夠為我們提供真正好用的數字混響效果。
全通濾波器混響的原理圖
好了,我們這次就說到這裡,對于數字混響這個主題我們能夠找到大量的相關文章,而這篇文章的目的僅僅是向大家介紹基本知識。
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