相位

2012-4-18 23:17 | 原作者: 夏末

相位是什么？

相位(Phase)，在声学原理上是描述两个或更多波形间的时间差。以度作为测量相位的单位，这样就可以很容易表示正弦波。正弦波开始也是周期开始。以0度作为开始点。以360度表示一个完整的周期，半个周期是180度，1/4周期是90 度等等。假如一个正弦波到达1/4周期时，同一时间又开始进行另一个完全相同的波形，这两个波形会产生不同相位，彼此相差90度。

相位移动的度数被视为两个正弦波之间的时间差距，其中也会有频率的问题。时间差距一样，不同的频率会有不同的相位移动。复杂的波形，像所有录制的音轨和人工合成的波形(除了正弦波之外)都含有许多频率。假设两个复杂的波形彼此有相互延迟的状况时，每个频率将有它自己的相位差。

就上一段的说明可以了解到，我们不需要太在意复杂波形的相位问题，我们唯一要考虑的是相似波形的相位关系，以下是详细说明相似波形的类型：

．完全相似的波形-就字面上的意思，这样的相似，无论从任何方面看都是类似的，通常是以复制的方式产生。举例，在录音程序里复制一轨歌声音轨，让我们获得两轨相同的波形。或着指派一个小鼓到两个不同的群组音轨（group），这样也可以建立两个复制的讯号。

．相同乐器的波形-使用两个麦克风录制同一个乐器。举例，在原音吉它的正面使用两个麦克风；或者使用大鼓-麦克风和overhead录制同一个大鼓的演奏，大鼓-麦克风录制主要的鼓声，而overhead录制整个鼓组。
详细说明这两种相似波形的相异之处很重要：除了这两种方式之外，只要不是在同一时间录制的音轨，在怎么相似的演奏，都录制不到相似的波形。基于这个理由，double-tracking（同一乐器同一乐章但在不同时间内分别录制成两个音轨）是不会影响到相位。

对于上述所说的，这里有一个例外。一个鼓的声音基本上在它第一个周期就已经是确定了，因为前一个鼓声跟后一个鼓声是完全相似的， -即使在录音时使用一个不一样的鼓和麦克风。所以当我们碰到要使用两个鼓音源时，才需要考虑相位问题。

相位与相似波形之间的关系有三种：

．同相位或相位一致=>当波形的起始点分毫不差落在同一个时间点上。

．相位过时或相位移动=>当波形的起始点在不同的时间。举例，把复制的音轨往后拉一点，或着使用两支麦克风录制同一个乐器但麦克风摆设的位置使用不同的距离，这样也会录制到相同的波形，但较远的麦克风所录制的波形会稍微落后一点点。

．相位反转=>当两个波形的起始点在同一个时间上但他们的振幅是颠倒过来的。许多人都误解要做相位反转(phase inversion)这个动作就是把相位移动180度就可以，但这两个意思是不相同的。相位移动180度是两个波形的开始点不在同一个时间上，开始点相差 180度的相位，而相位反转是指他们的振幅是呈现颠倒过来的。
假如两个相似波形之间的时间差距大到30至40ms会有哈斯效应（Haas effect），而哈斯效应的意思是指一个可听见的延迟效果将只是一个感觉。在使用哈斯效应时35ms这个参数值是时常被拿来使用，当然我们也可以考虑1 到35ms之间任何的时间差距。在混音期间使用哈斯效应，时间差距超过35ms时，则会变成一个可以听的见的延迟效果(delay)。

（哈斯效应：声音先入为主效应）

前面我们所说的相似波形里，不管是相位移动或相位反转，都会有相位问题的发生。假如相位移动的时间差距小于35ms时，先要考虑会不会有梳状滤波的产生，其次在看是否会有音调改变和音色染色的情形。假定两个波形的相位是互相反转的，它们将会相互抵销，产生音量减弱的现象；如果两波形是相同的振幅，他们将会完全互相抵销，导致声音变的十分安静。

上面所说的情形，经由混音器内部的运算方式（电子式或数字式）运算后，都可以呈现出来。假如每个波形经由不同的喇叭播放，其效果也将会完全不同，之后我们会有实例来验证。然而，如果把立体声输出折合成单声道，前面有说过的相位问题也都将会出现。

有一点值得知道，要抑制单声道一致性的声音特性。就是当要混合已折合成单声道音轨时，试着在一个属于立体声音轨上做相位反转来改善它的声音。

录音设备上的相位问题
大多数用录音方式所录制的音轨，经常都会伴随着一些相位问题，这些未加以修饰的音轨，对我们来说是件非常不幸的事情。举一个例子，用麦克风录制吉他音箱的吉他声，因为麦克风跟吉他音箱都很靠近会产生反射声波的地板，所以当直接声波和反射声波接触到麦克风时都很可能会产生显著的梳状滤波。通常很少混音工程师会让这样的梳状滤波成为单独音轨里的组成部分。无论如何，用两个或更多音轨来呈现同一个乐器是会提高一些声音质量。

这里是一些平常有可能会有相位问题的音轨，了解后将有利于做相位修正：

．上面/下面或前面/后面－录制小鼓时经常会使用两个麦克风，在小鼓的上面和下面各放一个麦克风来录制小鼓的声音，然而在录制大鼓和吉它音箱时，则在乐器的前面和后面各安置一支麦克风来录制声音，由于第二支麦克风也就是放置在乐器后面的那支麦克风的位置，是在声音来源的相反方向，这样很可能会获得相反的声音压力（一定会录制到相位反转的声波吗？不一定，特别是麦克风放置的位置与乐器是在不同的距离上）。录音工程师知道会有此情形发生，所以在录音之前经常会反转其中一个麦克风的相位。以这种方法来使两音轨的相位达到相同，准备好给混音使用。

．Close- mic和overheads－录制大鼓、小鼓或任何其它乐器声音用动圈式麦克风，要录制相位移动或相位反转的音轨用overheads。此外，一个好的录音工程师会拿overheads所录制的音轨，当作一个参考或对应关系和用overheads来验证全部鼓组音轨的相位是否一致。
‧Mic和 direct－除了传统的麦克风录音之外，吉他录音（尤其是bass）也可以使用DI box或着从功率放大器直接输出来录制。在电子学的领域里，这些直接讯号的运行速度几乎是以光速的速度在运行。如果声音是经由功率放大器和麦克风之间的空气做为传输媒介，那声音就需要靠一些时间来运行，导致使用麦克风录制的音轨会比直接讯号录制的音轨稍微有延迟的情形发生。接下来的实例是一个相位移动经过改正后，改善太过刺激的音色。

相位问题不一定可以明显听的出来。至于相位反转，当我们要做相位上下颠倒效果时，通常是要实地尝试看看反转过后的感觉是如何。有时候做出来的效果会很明显感受到，是好是坏就见仁见智了，有时做出来的效果也可能是没有变化的。我们也能拉近有关联的音轨，方便找寻合适做相位反转的音轨，而波形放大对于找寻有相位移动的音轨是非常容易的。改正相位移动，我们可以放大相关音轨的波形，轻推有时间落后的音轨直到它们对准排成一行。我们也可以把有时间提早的音轨往后拉直到它们对准排成一行，但这方法较不易懂，通常是当声音波形不能往前推时，如多轨录音机（tape multitrack），才会使用这个方法。当用眼睛对准两个相位移动音轨排成一行时，这个决定不一定是合理的，不一样的值会导致不一样的音色。很好的相位修正主要还是靠耳朵来判定。

在混音期间的相位问题

很少混音工程师会传授相位问题，就因为如此它经常被误用。在混音期间会产生怎样的相位问题，这里有一些例子：

．缺乏效果器延迟补偿-未补偿的效果器延迟就等于直接让相位问题发生。例如，假如一个小鼓音轨上的压缩器延迟500samples，可能在混合overheads时会发生梳状滤波。
．外部装置D-A转换器-在使用数字设备录音时，声音从模拟转换成数字录制到计算机，在从计算机的数字讯号转换成模拟讯号，这样的过程会需要一些时间，产生一个短的延迟。假如这个讯号之后要和完全相同音轨summing时，这个短的延迟时间足以引起梳状滤波。
．非常短的延迟-假如原始声音与延迟声音已summing在一起，这音轨内的短暂延迟处在Haas窗口可能会引起梳状滤波。
．均衡器(EQ)-由于它们的设计原理，均衡器会在一个特定的频率范围产生群组延迟（group delay）。假如增益提高过多，会使相位问题变得更加严重。

秘技
之前说过，当两个完全相同的波形而不同相位，分别在左右喇叭各播放一个，产生的梳状滤波将会是完全不一样的。有两种混音秘技是根据这样的立体声设定。此两种密技，是用两个完全相同的单音讯号，分别指派到极左极右的声道，其中一个声音波形做延迟或相位反转，另一个声音波形不做任何改变。要方便在说明时有所区分，我们把未改变的讯号叫做原始讯号，把复制的音轨也是做延迟或是相位反转的音轨叫做复制讯号。

Haas（哈斯）秘技
这个哈斯秘技不是Helmut Haas发明的，但他是第一个实地教授哈斯效果的人。哈斯对当一个初始声音出声后马上紧跟着加入极为相似的声音，会发生什么情形感到兴趣。他发现后教导我们，紧跟在初始声音之后的声音与初始声音之间是有一些限定与规定，那就是(a) 紧跟在后的声音要比初始声音延迟在1-35ms之内(b)紧跟在后的声音要比初始声音小于10dB。虽然紧跟在后的声音不具有任何实质角色，但它仍然扮演一个存在于空间的声音。这个哈斯秘技简单说就是复制一个原始讯号且放在跟原始讯号完全相反的声道上，在延迟1-35ms时间之内，此时原始讯号跟复制讯号分别在左声道喇叭跟右声道喇叭。

要完成哈斯秘技通常有两个方法。

一、调整单声道音轨到左声道或右声道，接着复制此音轨，把复制的单声道音轨调到对立的声道上且往后轻拉一些毫秒数。

二、在一个单声道音轨上装载一个立体声延迟效果器，设定一个音轨不使用延迟效果器，另一轨使用延迟效果器且延迟时间设定在1-35ms之内。

使用哈斯秘技会导致宽广、空旷、似有似无的声音；虽然这个声音会集中在无延迟效果的声道上，但也会使声音感觉像似无焦集的立体声影像。在混音期间可以应用哈斯秘技做到下列三种效果：

．调整声像移动开关到极左极右声道导致声音变厚实-把哈斯秘技用在乐器上，声像移位电位器调整到极左极右，可以制造出巨大的声音，尤其又做交叉安排，效果更为凸显。实例，这个方法常用在double-track失真吉他上且把每个单音音轨的声像移位电位器调整到极左极右。应用哈斯秘技在每个吉他音轨(把每个复制音轨送到对立的声道上，并加以延迟，如图六)导致声音变的更厚实更有力。

．可代替声像移位电位器（panpot）-调整单声道声像移位电位器，调整过后的声像位置都不尽理想时，可以试一试使用这个秘技。实例，歌声、贝斯和吉它这三种单声道音轨是很少做左右声道安排的—贝斯和歌声这两种音轨一般来说都是调整到中央声道。把吉他声道调整到中央，除了会导致混合成单声道声音之外，由于此位置是许多乐器必争之地，所以在混音时是很容易产生遮蔽作用。如果调整单声道吉他音轨到左声道或右声道都会产生立体声不平衡。运用哈斯秘技，可以把单声道吉它声音切成两半，得到一些立体声宽度而吉他声音的位置也可以处在低掩蔽的区域。

．更实际的声道调整-利用不同的振幅、时间和频率来定位声音。一个声像移位电位器的功用只能改变振幅；因此导致声音较不自然。哈斯秘技与标准声像移位电位器两者的差别在于时间，有时也会在有延迟时间的音轨上使用滤波器去除一些不同的频率。不管如何，使用此方法的限制只有在乐器已经调整到极左或极右声道时，也就是原始讯号不能调整到其它位置。

操控哈斯秘技就是控制复制音轨上的延迟时间。延迟时间的差异会产生轻微地效果差异，所以想要最佳效果就靠耳朵来决定。有一件事情要顾虑到，就是当这个混合要折迭成单声道声音时会发生什么情况。当然就是会产生梳状滤波导致声音质量受到影响(通常是损失高频频率)，但是所尝试过的延迟时间里，多半是延迟时间较长的那一个，合计成单声道声音会比较短延迟时间的声音来的更加优美，所以我们在找寻最没破坏性的延迟时间时，只要查验单声道的声音。

另一种控制复置讯号音量的设定。

在使用哈斯效果时，我们只运用比原始音量小10dB的复制讯号音量。视延迟时间而定，它不一定要运用比10dB低的音量。假定原始和复制讯号最初的音量是相同的，接下来慢慢提高复制讯号音量，直到出现平衡的立体声影像后，立即停止提高音量。这样所得到的效果很像是一个听的见的延迟效果。如果音量在稍微提高一点，所做出的效果反而会是杂乱、不自然。

减弱复制讯号音量在原始讯号音量之下，所制造的效果不是那么明显且原始讯号的立体声图像会不那么模糊。总而言之，多方面尝试不同的音量，没有一定的答案，就看看自己喜爱什么样的效果。

可以提升哈斯密技有两个方法。

第一个方法是在复制讯号上应用一个滤波器—通常是低通滤波器—可以引起更逼真、自然的结果和减少在混音成单声道时所会产生的梳状滤波。当哈斯密技运用在取得更逼真的声道定位时，这个方式是特别有用的。另外，哈斯效果时常也被拿来用在增加声音厚实上，用法是在复制讯号上使用一个延迟效果器，调节delay time、low rate、low depth。这提供了一个更富有影响和更大尺寸的效果感觉。这些参数值的设定并不是每次都是相配的，而是要去试验，看看歌曲适合怎样的参数值组合。

在混音里经常只在一个或者两个乐器声音上使用哈斯秘技。如果超过两个乐器使用哈斯秘技，这将会把混音变得极为混乱且导致一个完全没有交集的立体声影像—反而制造更多的麻烦。就像许多其它混音技巧一样，过度的使用它是不智的。

用哈斯密技时我们是延迟复制讯号的时间。用喇叭密技时我们不延迟复制讯号的时间并与原始讯号并列在同一时间上，但是我们反转复制讯号的相位。

这个意思是说相位反转的声音先到达一个耳朵随后再到达另一个。事实上，会发生这样的情形（只在特定的频率上）只有在这个声音来源只位于头的一侧时。每个喇叭发出的讯号会先运行到较近的耳朵，不久之后才会到达较远的耳朵。结果听起来声音好像是同时间到达头的两侧。但是各式各样的频率到达的时间却是先后不同，最终效果像是许多声音包围住你的感觉，而不在是单纯的左右声道的声音感觉。

当第一次听到喇叭密技所产生的效果时，许多人都会觉得有兴奋的感觉－不仅声音像是从喇叭外面发生的，把你包围在一个使人产生幻觉的空间里。此秘技可以增加乐器的刺激感觉，但当你混合成单声道时，被使用在乐器上的喇叭秘技将会彻底的消失（假如原始讯号和复制讯号精密的在相同音量上，才可使用此秘技。在数字系统里，不必担心要怎样设定精密的相同音量，而在模拟系统里，要做到精密的相同音量是有些困难）。

这个秘技不管怎样，聆听者的头都要在两个喇叭之间的中心位置，这个密技的效果才能完全的呈现出来。而且我们的耳朵只能聚集声音里低频的频率内容。高频频率的波长比我们两耳之间的距离还要短，所以很容易改变他们的相位，使得他们可以任意游走在我们两耳之间。以科学的方式来说，这个频率大约低于1kHz以下，会定在这个频率也是由经验中学得的。所以供给这种声音包围头的感觉，主要是低于1kHz以下的频率。因此喇叭密技里多半是用低频频率的声音。

—喇叭密技是依据低频频率来产生此效果。在单声道时乐器上使用此密技其效果会消失—

这种声音呈现出把你包围在一个使人产生幻觉的空间里，正确的声音定义就是排斥聚焦。我们可以运用喇叭密技在一个乐器上，但不要对乐器本身的音色做改变，因为我们是去营造声音的舞台而不是挑选谁在这舞台上，而且在单声道时乐器会消失，所以我们将不会使用这密技在重要的乐器上，像是hiphop的鼓点。我们可以把喇叭密技当作是一个很特别的效果来使用，经常运用在较不重要的乐器上或是在混音时出现时间是非常短暂的乐器上。

—把喇叭密技当作一个特殊的效果来用，主要用在最不重要的音轨上—

在这个章节结束之前，一件事情应该提醒一下，就是用黑胶唱片来证明喇叭秘技会不精确。事实上，黑胶唱片保存不易，所以当黑胶唱片有受损时，会削减在左右声道上相位反转的低频频率容量。基于这个理由，后制工程师在混合成单声道时，有使用喇叭秘技的任何乐器，都会相互抵销到某种程度。如果事先就知道专辑或歌曲是要做成黑胶唱片，那混音工程师就会去遵从黑胶唱片的编辑方式来混音，到时这个秘技会是多余的。

发布者: 爱弥留 |来自: 编曲中国