Przetwarzanie bazuj ce na linii opó niaj cej Przetwarzanie bazuj ce na linii opó niaj cej obejmuje kilka zagadnie. W niniejszym podrozdziale zostan omówione zagadnienia zarówno bazuj ce na linii opó niaj cej ze stałym opó nieniem, jak echo, czy pogłos, oraz bazuj ce na linii ze zmiennym opó nieniem, a mianowicie phasing oraz flanging. Przy przetwarzaniu bazuj cym na zmiennym wzmocnieniu, głównym ogniwem był element charakteryzuj cy si zmiennym wzmocnieniem, podobnie w przypadku przetwarzania bazuj cego na linii opó niaj cej głównym elementem jest linia, b d linie opó niaj ce charakteryzuj ce si, zale nie od zagadnienia, pewn warto ci opó nienia. Tak wi c nale ałoby rozpocz od zdefiniowania najprostszego efektu bazuj cego na linii opó niaj cej, a mianowicie echa. Echo jest, z fizycznego punktu widzenia, zjawiskiem, które powstaje w wyniku odbicia fali akustycznej od pewnej przeszkody. Mo na rozró ni dwa rodzaje echa: pojedyncze i wielokrotne. Jak wida na rys.5.7, do słuchacza dochodzi d wi k bezpo redni, a po pewnym czasie tak e d wi k odbity (echo). Człowiek, ze wzgl du na rozdzielczo ucha, jest w stanie usłysze echo, gdy ró nica czasu od d wi ku bezpo redniego do odbitego jest wi ksza od 100ms. Gdy ró nica ta jest mniejsza, d wi ki b d odbierane przez człowieka jako nie oddzielne, ale nakładaj ce si na siebie. Na rys.5.8 przedstawiono schemat blokowy układu realizuj cego zjawisko echa pojedynczego (dla warto ci sprz enia zwrotnego (feedback) równego zeru) oraz wielokrotnego o pewnym współczynniku tłumienia (feedback). Rys.5.7. Zasada działania echa na przykładzie odpowiedzi impulsowej: a) impuls jednostkowy jako sygnał wej ciowy, b) odpowied impulsowa echa pojedynczego (feedback równe zeru), c) odpowied impulsowa echa wielokrotnego (feedback wi ksze od zera). Linia opó niaj ca (rys.5.8) jest oznaczona jako z -d, gdzie d okre la opó nienie (wyra one w ilo ci próbek). Warto ECHO okre la tłumienie sygnału odbitego, natomiast FEEDBACK to sprz enie zwrotne wykorzystywane do echa wielokrotnego (tłumienie kolejnych odbi ).
Rys.5.8. Struktura układu realizuj cego zjawisko echa akustycznego [9]. Pogłos, podobnie jak echo odwzorowuje odbicia fali d wi kowej, ale jest bardziej skomplikowanym zagadnieniem ni echo. Otó pogłos mo na zdefiniowa jako niesko czon liczb ech o ró nych czasach i amplitudach. W przypadku echa, jest to odwzorowanie odbicia od jednej przeszkody, natomiast pogłos jest to odwzorowanie odbi od wielu przeszkód. Pogłos mo na zaobserwowa w du ym pomieszczeniu po nagłym wył czeniu ródła d wi ku. Mo na wtedy usłysze d wi k pozostaj cy w tym pomieszczeniu krótkie odbicia od wszystkich cian, które poddawane s nast pnym odbiciom. Zwi zany jest on z charakterystyk pomieszczenia, a wi c z wielko ci pomieszczenia, a tak e zjawiskami odbicia, pochłaniania i rozpraszania d wi ku przez ciany pomieszczenia. Obserwuj c zjawisko pogłosu, poprzez odpowied impulsow pomieszczenia, mo na go podzieli na dwa procesy (rys.5.9): wczesne odbicia zachodz ce w ci gu pierwszych 80ms, pogłos pełny (pó ne odbicia) pozostała cz zanikaj cej odpowiedzi impulsowej. Rys.5.9. Ilustracja zjawiska pogłosu [3]. Analizuj c zachodz ce procesy podczas pogłosu, mo na skonstruowa struktur symuluj c naturalny pogłos (rys.5.10). W liniach opó niaj cych w cz ci (a) realizowane s długie opó nienia (30-80ms), natomiast w cz ci (b) krótkie (0-15ms). Warto SATURATION, czyli nasycenie odpowiada za zap tlenie odbi, co powoduje w dalszym czasie g stsze odbicia (pó ne odbicia), natomiast REVERB okre la tłumienie pogłosu. Wszystkie linie opó niaj ce pracuj tak jak w przypadku echa, aczkolwiek warto ci opó nie d powinny by odpowiednio dobrane, aby symulowały nieregularno odbi, a tak e warto ci ECHO oraz FEEDBACK, aby nie dopuszcza do wzbudze (efekt powinien by stabilny).
Rys.5.10. Struktura układu realizuj cego zjawisko pogłosu. Kolejnym efektem d wi kowym bazuj cym na linii opó niaj cej jest phasing. Powstaje on przez nało enie si dwóch przebiegów: bezpo redniego oraz opó nionego w czasie o pewna cz lub kilka okresów, z tym e opó nienie sygnału, w odró nieniu od echa zmienia si w czasie od zera do warto ci maksymalnej. Daje to charakterystyczny efekt pływania i załamywania si barwy d wi ku. Proporcje sygnału bezpo redniego i przesuni tego w fazie mog by dowolne, aczkolwiek czyste zjawisko phasingu otrzymuje si przy proporcjach 1:1 oraz opó nieniach rz du 1-5ms. W przypadku mniejszej zawarto ci sygnału przesuni tego w fazie, phasing ma mniejsze nasilenie, a przy wi kszej zawarto ci otrzyma mo na dodatkowo efekt vibrato. Zjawisko phasingu opisywane jest przez cztery parametry: PHASING (nat enie fazowania) wzmocnienie dla sygnału opó nionego, RATE (cz stotliwo zmiany fazy) cz stotliwo okre laj ca szybko zmian fazy od warto ci zerowej do maksymalnej i z powrotem, DEPTH (gł boko ) ró nica fazy dla maksymalnego przesuni cia, COLOUR (zabarwienie) okre la warto minimaln przesuni cia fazowego (alternatywnie do warto ci zerowej). A wi c buduj c struktur implementuj c zjawisko phasingu w oparciu o lini opó niaj c z -d, nale y warto opó nienia d uzale ni od warto ci cz stotliwo ci zmian fazy, gł boko ci oraz zabarwienia. Jak wida na rys.5.11 warto opó nienia jest modulowana za pomoc przebiegu wolnozmiennego, który najcz ciej jest przebiegiem sinusoidalnym, aczkolwiek mo e to by dowolny przebieg wolnozmienny (np. trójk tny, piłokształtny, czy nawet szum dolnopasmowy). Cz stotliwo przebiegu wolnozmiennego zale y od warto ci RATE, amplituda od warto ci DEPTH, natomiast COLOUR to warto opisuj ca składow stał. Na
rys.5.12 i rys.5.13 przedstawiono zale no przesuni cia fazy od przebiegu wolnozmiennego przy ró nych warto ciach DEPTH i COLOUR. Rys.5.11. Struktura układu realizuj cego zjawisko phasingu [9]. Rys.5.12. Zale no przesuni cia fazy od przebiegu wolnozmiennego przy dwóch ró nych warto ciach DEPTH: a) przebiegi wolnozmienne, b) przebiegi sygnałów bezpo rednich, c) przebiegi sygnałów dla minimalnej warto ci przesuni cia fazy, d) przebiegi sygnałów dla maksymalnej warto ci przesuni cia fazy zale nej od warto ci DEPTH.
Rys.5.13. Zale no przesuni cia fazy od przebiegu wolnozmiennego przy dwóch ró nych warto ciach COLOUR: a) przebiegi wolnozmienne, b) przebiegi sygnałów bezpo rednich, c) przebiegi sygnałów dla minimalnej warto ci przesuni cia fazy zale nej od warto ci COLOUR, d) przebiegi sygnałów dla maksymalnej warto ci przesuni cia fazy zale nej od warto ci. Ostatnim ju zagadnieniem z dziedziny efektów d wi kowych, które chciałbym przedstawi jest flanging. Struktura jego jest bardzo podobna do struktury phasingu z jedn tylko zmian posiada sprz enie zwrotne FEEDBACK, co pozwala uzyska bardzo ciekawe brzmienia. Wszystkie pozostałe parametry zdefiniowane s identycznie, jak w przypadku phasingu, a warto sprz enia zwrotnego, podobnie jak np. w przypadku echa, powinna by mniejsza od jedno ci, aby nie powstawały wzbudzenia. Struktura implementuj ca efekt flangingu przedstawiona jest na rys.5.14. Rys.5.14. Struktura układu realizuj cego zjawisko flangingu [9].