מושגים בסאונד: המדריך הבסיסי לאולפן
מושגים בסאונד מתחילים מזה שצליל הוא גל של שינויי לחץ באוויר. לכל גל יש תדר (כמה מחזורים בשנייה, נמדד בהרץ), שקובע את גובה הצליל, ומשרעת, שקובעת את העוצמה ונמדדת בדציבלים. האוזן שומעת בערך בין 20 הרץ ל-20 קילוהרץ. מכאן נגזר כמעט כל מה שעושים באולפן: אקולייזר, עוצמות, פאזה ודגימה.
מה זה סאונד ואיך הוא נע באוויר
צליל נוצר כשמשהו רוטט ודוחף את המולקולות שסביבו: מיתר, עור של תוף, מיתרי הקול או הממברנה של רמקול. המולקולות לא טסות מהרמקול לאוזן. כל אחת זזה קדימה ואחורה ממש קצת, ודוחפת את השכנה שלה. מה שנע הוא הגל, רצף של אזורים דחוסים ודלילים שמגיע לעור התוף שלך והופך שם לתחושה של צליל.
בגלל זה צליל צריך תווך. באוויר, במים או בקיר הוא עובר, ובחלל ריק אין לו במה לנוע. וזה גם מסביר למה השכן שומע את הבס שלך דרך הקיר: גל עובר גם דרך חומרים מוצקים, ותדרים נמוכים עוברים הרבה יותר בקלות מגבוהים.
מהירות הקול ואורך הגל
באוויר בטמפרטורת חדר, בערך 20 מעלות, הקול נע כ-343 מטר בשנייה. במים הוא מהיר בערך פי ארבעה, ובפלדה כמעט פי 17. אורך הגל הוא המרחק שגל אחד עובר במחזור אחד, ומחשבים אותו בחילוק של מהירות הקול בתדר.
| תדר | אורך גל באוויר (בערך) | מה זה אומר באולפן |
|---|---|---|
| 50 הרץ | 6.9 מטר | ארוך מרוב החדרים. הבס מצטבר בפינות ויוצר תהודות |
| 100 הרץ | 3.4 מטר | ספוג דק על הקיר לא עוצר אותו |
| 1 קילוהרץ | 34 סנטימטר | מספיקה תזוזה קטנה של המיקרופון כדי לשנות את הסאונד |
| 10 קילוהרץ | 3.4 סנטימטר | נבלע בקלות בווילון, בספה ובספוג |
החישוב הזה הוא הסיבה שטיפול אקוסטי בבס דורש מלכודות עבות בפינות, ולא עוד ספוגים דקים. פירטתי את זה במדריך לאקוסטיקה לחדר הקלטות.
תדר וגובה צליל
תדר (Frequency) הוא מספר המחזורים שהגל משלים בשנייה, ונמדד בהרץ (Hz). 100 הרץ הם 100 מחזורים בשנייה. ככל שהתדר גבוה יותר, הצליל נשמע גבוה יותר.
הטווח המקובל של שמיעה אנושית הוא 20 הרץ עד 20 קילוהרץ, אבל זה טווח של אוזן צעירה ובריאה. הגבול העליון יורד עם הגיל ועם חשיפה לרעש, ולרוב המבוגרים הוא נמוך בכמה קילוהרץ. זה לא אסון: כמעט כל המידע המוזיקלי יושב נמוך מזה.
באולפן מחלקים את הספקטרום לאזורים, וזו השפה שבה מדברים על אקולייזר: סאב מתחת ל-60 הרץ, בס עד בערך 250 הרץ, אזור הבוץ בין 200 ל-500 הרץ, מידים עד 2 קילוהרץ, נוכחות בין 2 ל-5 קילוהרץ, ומשם והלאה גבהים ואוויר. הגבולות האלה גמישים, אבל הם עוזרים לתרגם "נשמע עמום" לתדר שאפשר לטפל בו.
צורות גל והרמוניות
גל סינוס הוא תדר אחד נקי, בלי שום תוספות. כמעט שום כלי אמיתי לא נשמע ככה. כשפורטים על מיתר לה, הוא רוטט ב-440 הרץ, וגם בכפולות של התדר הזה: 880, 1,320 וכן הלאה. הכפולות האלה נקראות הרמוניות, והיחס ביניהן הוא מה שמבדיל בין פסנתר לגיטרה שמנגנים אותו תו. זה מה שנקרא צבע הצליל (Timbre).
הגלים בתמונה הם צורות הבסיס של סינתיסייזרים. ריבוע ומשולש מכילים רק הרמוניות אי זוגיות, ולכן נשמעים חלולים. מסור מכיל את כל ההרמוניות ונשמע הכי עשיר וצורם. מכאן גם שאקולייזר שמרים 3 קילוהרץ על גיטרה מחזק בעיקר הרמוניות, לא את התו עצמו.
גובה צליל (Pitch)
תדר הוא מדידה פיזיקלית. גובה צליל הוא מה שהאוזן שומעת. ברוב המקרים הם הולכים יחד: האוזן מזהה את התדר היסודי, הנמוך ביותר בצליל, כגובה התו. כל אוקטבה למעלה היא הכפלה של התדר, כך שלה מעל לה 440 הוא 880 הרץ. זה גם מסביר למה רמקול טלפון קטן שלא מנגן 50 הרץ עדיין "משמיע" את הבס: האוזן משלימה את התו לפי ההרמוניות שלו.
משרעת, עוצמה ודציבלים
משרעת (Amplitude) היא הגובה של הגל, כלומר כמה חזק הלחץ משתנה. משרעת גדולה נשמעת חזקה יותר. באוויר מודדים אותה כרמת לחץ קול (SPL), ובתוכנה כרמת אות ביחס לתקרה הדיגיטלית (dBFS).
מה זה דציבל, ולמה הוא מבלבל
דציבל (dB) הוא לא יחידה של עוצמה אלא יחס בין שתי רמות, על סולם לוגריתמי. לכן אין "50 dB" בלי לדעת ביחס למה: dB SPL ביחס לסף השמיעה, dBFS ביחס לתקרה של הממיר, dBu ביחס למתח ייחוס בציוד. הסולם הלוגריתמי מתאים לאוזן, שמסוגלת לשמוע גם לחישה וגם מטוס, אבל הוא אומר שהמספרים לא מתנהגים כמו שמצפים.
| שינוי | מה קורה בפועל |
|---|---|
| 1 dB | בערך השינוי הקטן ביותר שמזהים בהאזנה רגילה |
| 3 dB | הכפלה של ההספק. שני רמקולים זהים במקום אחד |
| 6 dB | הכפלה של לחץ הקול או של המתח |
| 10 dB | נשמע בערך פי שניים חזק יותר |
בפועל: אם אתה רוצה שהשירה תישמע "פי שניים חזק", הזזה של 3 dB בפיידר לא תספיק. ואם הורדת את המאסטר ב-6 dB כדי לפנות מקום, הורדת את האות לחצי, לא את ההספק.
כמה חזק זה בטוח לאוזניים
הנזק לשמיעה תלוי גם בעוצמה וגם בזמן. ה-מכון האמריקאי לבטיחות ובריאות תעסוקתית (NIOSH) ממליץ על 85 dBA לכל היותר בממוצע של יום עבודה של שמונה שעות, ועל חציית זמן החשיפה בכל עלייה של 3 dBA.
| עוצמה ממוצעת | זמן חשיפה מרבי לפי הכלל |
|---|---|
| 85 dBA | 8 שעות |
| 88 dBA | 4 שעות |
| 91 dBA | שעתיים |
| 94 dBA | שעה |
| 97 dBA | 30 דקות |
| 100 dBA | 15 דקות |
במיקס אני עובד רוב הזמן בעוצמה מתונה, סביב 70 עד 75 dB, ועולה לרגע רק כדי לבדוק את הבס או את האנרגיה של הפזמון. בעוצמה הזו האוזן מחזיקה שעות, והאיזון בין התדרים נשמע טבעי יותר. אפשר לבדוק בערך כמה חזק אתה עובד עם מד הדציבלים באתר, שעובד דרך המיקרופון של הטלפון או של המחשב.
פאזה ורגישות האוזן
פאזה (Phase) מתארת באיזה שלב של המחזור הגל נמצא ברגע נתון, ונמדדת במעלות. לבד היא לא אומרת כלום. היא מתחילה לשנות כשמחברים שני אותות של אותו צליל: אם הם מגיעים באותו שלב, הם מתחזקים. אם אחד מהם מתחיל ירידה כשהשני מתחיל עלייה, הם מבטלים זה את זה.
באולפן זה קורה כל הזמן. קול נוסע בערך 34 סנטימטר במילישנייה, ולכן שני מיקרופונים על אותו תוף, במרחק שונה, מקבלים את הצליל בהפרש זמן קטן. בתדרים מסוימים זה מבטל, והתוצאה היא קיק או סנר שנשמעים דקים בלי סיבה. הבדיקה הכי מהירה: הופכים פאזה באחד הערוצים ומקשיבים איזו גרסה מלאה יותר בבס. אותו עיקרון מסביר למה מיקס שנשמע רחב באוזניות יכול להיעלם במונו, וזה מפורט במאמר על סטריאו ומונו במיקס.
האוזן לא שומעת את כל התדרים באותה עוצמה
העקומות בגרף הן עקומות שוות עוצמה, שנמדדו לראשונה על ידי פלטשר ומנסון ועודכנו מאז בתקן ISO 226. הן מראות כמה חזק צריך להיות כל תדר כדי שיישמע חזק כמו 1 קילוהרץ. שני דברים חשובים עולים מהן. האוזן הכי רגישה בערך בין 2 ל-5 קילוהרץ, ולכן הרמה קטנה שם נשמעת מיד, ובהגזמה צורמת מהר. והרגישות לבס ולגבהים יורדת כשמנמיכים את העוצמה.
המשמעות המעשית: מיקס שנבנה בעוצמה גבוהה מאוד יישמע חסר בס כשישמעו אותו בשקט. זו עוד סיבה לעבוד בעוצמה מתונה וקבועה, ולבדוק את המיקס גם בעוצמה נמוכה.
מאנלוגי לדיגיטלי: דגימה ועומק ביט
המיקרופון הופך את גלי הלחץ באוויר לאות חשמלי רציף. כדי שהמחשב יעבוד איתו, ממיר אנלוגי לדיגיטלי בכרטיס הקול מודד את האות אלפי פעמים בשנייה ושומר כל מדידה כמספר. כל מדידה כזו נקראת דגימה, ומכאן גם המונח סאמפל בהפקה.
קצב דגימה (Sample Rate) הוא כמה מדידות בשנייה. לפי משפט הדגימה, אפשר לשחזר תדרים עד חצי מקצב הדגימה. ב-44.1 קילוהרץ, הקצב של תקליטור ושל רוב שירותי הסטרימינג, זה 22.05 קילוהרץ, מעל גבול השמיעה. בווידאו עובדים לרוב ב-48 קילוהרץ.
עומק ביט (Bit Depth) קובע כמה מדויקת כל מדידה. כל ביט מוסיף בערך 6 dB של טווח דינמי: 16 ביט נותנים כ-96 dB, ו-24 ביט נותנים תיאורטית כ-144 dB. בגלל המרווח הזה מקליטים ב-24 ביט, ואפשר להשאיר לא מעט מקום מתחת לתקרה בלי לחשוש מרעש.
קליפינג (Clipping)
קליפינג קורה כשהאות מנסה לעבור את התקרה שהמערכת יכולה להעביר. הקצה העליון של הגל נחתך, והגל המעוגל הופך לשטוח. בעולם הדיגיטלי התקרה היא 0 dBFS, ומעליה אין כלום: כל מה שעובר נחתך באופן חד ונשמע כמו פיצוח או עיוות צורם.
באנלוגי זה אחרת. מגבר, טייפ או מנורה מתחילים להתעוות בהדרגה, ועיוות כזה יכול להישמע חם ורצוי. זה בדיוק מה שפלאגיני רוויה מנסים לחקות. הכלל המעשי בדיגיטל: להקליט עם פיקים סביב מינוס 12 עד מינוס 6 dBFS, ולהשאיר את הנורה האדומה כבויה לאורך כל הטייק.
תהודה, חדר ותפיסת הצליל
תהודה (Resonance) היא הנטייה של גוף לרטוט בתדרים מסוימים יותר מאחרים, לפי הגודל, החומר והצורה שלו. גוף של גיטרה אקוסטית, עור של תוף וקופסה של רמקול בנויים בכוונה כדי לתהד בצורה נעימה.
גם חדר מתהד. כשאורך הגל של תדר מסוים מתאים למידות החדר, הוא מצטבר בנקודות מסוימות ונעלם באחרות. זו הסיבה שבס יכול להישמע ענק מהכיסא שלך ולהיעלם מטר משם. בחדר ביתי, התהודות האלה הן בדרך כלל הבעיה הגדולה ביותר של ההאזנה, הרבה לפני הרמקולים עצמם. החזרים מקירות קרובים מוסיפים על זה ביטולי פאזה בתדרים גבוהים יותר.
איך אנחנו תופסים צליל
הפיזיקה מסבירה מה מגיע לאוזן. מה שהמוח עושה עם זה הוא כבר סיפור אחר. האוזן מפרשת צליל חזק יותר כטוב יותר, ולכן כל השוואה באולפן נעשית בעוצמה זהה. היא מתרגלת מהר: אחרי שעה על אותו שיר, בעיות שהיו ברורות בהתחלה נעלמות. והיא מושפעת ממה שהעין רואה, כולל המסך של התוכנה.
בגלל זה ממקססים עוצרים להפסקות, בודקים את המיקס מול שירים מוכרים, ושומעים אותו בכמה מערכות. מי שבא ללמוד סאונד בצורה מסודרת לומד את זה כחלק מהבסיס, כמו בלימודי סאונד באולפן.
כמה עובדות על סאונד שכדאי להכיר
- בחלל ריק אין צליל, כי אין מולקולות שיעבירו את הגל.
- בסופת רעמים, כל שלוש שניות בין הברק לרעם הן בערך קילומטר אחד, כי הקול עובר כ-343 מטר בשנייה.
- בין שני מיקרופונים, הפרש של 34 סנטימטר במרחק מהמקור הוא בערך מילישנייה אחת של עיכוב, וזה כבר מספיק לביטולי פאזה.
- לרוח עצמה אין צליל. מה ששומעים הוא האוויר שפוגע במכשולים ובמיקרופון, ולכן מקליטים בחוץ עם מגן רוח.
- כלבים שומעים תדרים גבוהים בהרבה מבני אדם. משרוקית כלבים נשמעת להם היטב ושקטה לנו.
טעויות נפוצות בהבנת המושגים
לחשוב שדציבלים מתחברים כמו מספרים רגילים. שני ערוצים של 80 dB לא נותנים 160 dB. אם הם לא קשורים זה לזה, הסכום יוצא בערך 83 dB. אם הם זהים לגמרי ובאותה פאזה, 86 dB.
לבלבל בין dBFS ל-dB SPL. מינוס 18 dBFS בתוכנה לא אומר כלום על כמה חזק זה בחדר. זה תלוי בכרטיס הקול, בעוצמת הרמקולים ובמרחק מהם.
להניח שקצב דגימה גבוה תמיד טוב יותר. 96 קילוהרץ שוקלים יותר מפי שניים, מעמיסים על המחשב, ולרוב מיקסים ביתיים לא ירוויחו מזה דבר שאפשר לשמוע. 44.1 או 48 קילוהרץ ב-24 ביט מספיקים כמעט לכל עבודה.
לתקן באקולייזר בעיה של פאזה. קיק שנשמע דק בגלל שני מיקרופונים שמבטלים זה את זה לא יתוקן בהרמת בס. מתקנים את הפאזה או את המרחק, ואז בודקים אם בכלל צריך אקולייזר.
המושגים האלה נשמעים תיאורטיים, אבל כל אחד מהם מתורגם להחלטה באולפן: איפה לשים מיקרופון, באיזו עוצמה לעבוד, כמה מרווח להשאיר בהקלטה. מי שמבין אותם מפסיק לנחש.
שאלות נפוצות
מה ההבדל בין תדר לגובה צליל?
תדר הוא מדידה פיזיקלית של מספר המחזורים בשנייה, בהרץ. גובה צליל הוא מה שהאוזן שומעת. ברוב הצלילים המוזיקליים האוזן מזהה את התדר היסודי, הנמוך ביותר, כגובה התו, וההרמוניות שמעליו קובעות את הצבע של הצליל.
למה 6 dB נחשבים הכפלה?
דציבל הוא סולם לוגריתמי. עלייה של 6 dB מכפילה את לחץ הקול או את המתח, ועלייה של 3 dB מכפילה את ההספק. בתחושה, צליל צריך לעלות בערך 10 dB כדי להישמע פי שניים חזק יותר, ולכן הזזה קטנה בפיידר לא תמיד מורגשת כמו שמצפים.
מה זה dBFS?
dBFS הוא דציבלים ביחס לתקרה של המערכת הדיגיטלית. 0 dBFS הוא הערך הגבוה ביותר שאפשר לייצג, וכל הערכים מתחתיו שליליים. מעבר ל-0 האות נחתך ונשמע קליפינג. הערך הזה לא אומר כמה חזק הצליל בחדר, רק כמה מקום נשאר עד התקרה.
איזה קצב דגימה לבחור להקלטה?
למוזיקה, 44.1 או 48 קילוהרץ ב-24 ביט מספיקים כמעט לכל עבודה. 48 נפוץ כשהעבודה מיועדת לווידאו. קצב גבוה יותר מגדיל את הקבצים ואת העומס על המחשב, ומועיל בעיקר בעריכות קיצוניות של מהירות או גובה, לא בהקלטה רגילה של שיר.
למה שני מיקרופונים על אותו כלי נשמעים דקים?
כל מיקרופון קולט את הצליל בזמן קצת אחר, לפי המרחק שלו מהמקור. ההפרש הזה גורם לביטול חלקי של תדרים מסוימים כשמחברים את הערוצים, לרוב בבס. הופכים פאזה באחד הערוצים, או מזיזים מיקרופון, ובוחרים את הגרסה שנשמעת מלאה יותר.
אם אתה רוצה ללמוד את הבסיס הזה מול מוניטורים אמיתיים ועם שירים שלך, אפשר לקרוא איך עובדים לימודי הסאונד באולפן.
