2022/10/03
Measurement of Harmonics Enhance plug-in

 Yamaha Rivage PM系列控台上,Neve的Silk技術是一個很大的亮點。使用Red、Blue兩種模式來強化輸入訊號的泛音列,分別賦予訊號擁有明亮或飽滿的特色,讓訊號能快速在混音中脫穎而出。之前就有聽過業界幾位Engineer曾經試圖量測Silk處理後的訊號,希望能在頻譜上驗證其效果,但卻得不出明顯的結果來。前幾天公司同事馬頭也問過我相同的問題,而這已不是第一次被問這個疑問,讓筆者思考是否自己也來量測看看呢?

 

筆者其實很早以前在Nuendo上進行混音執行時,就用過好幾套Saturator或Harmonics Enhancer的Plug-in。這次就在不動用Rivage PM的狀況下,試著利用筆電上的Nuendo與量測軟體,建立一個量測系統架構來測試看看。

 

兩套軟體間、透過Dante Via來進行虛擬串接、以便Systune能夠以單通道或甚至雙通道來量測分析其處理結果。

 

首先在Nuendo上播放SineWave 400Hz的測試訊號。

Test Tone


 

 

首先選用Waves的Saphira Plug-in來擔任Harminics Enhance的工作。原因是因為Saphira可以選擇接近PM上的Silk泛音強化的模式、只強化泛音列2與3、奇數/偶數各一個泛音的方式來進行。

 

 

利用Systune來分析,主要也是因為Systune可以設定以下列方式來顯示量測結果,針對泛音列分析非常管用。在高解析的1/96 oct設定下標定400Hz當參考點,並選擇以百分比%來顯示Harmonics,讓比對到基礎音的能量能夠更清楚顯示出來。如下圖,當Saphira在bypass不做動時,泛音列2~7能量非常的低,約基礎音的0.001~0.002%。這是因為SineWave本身是種純音、單一簡單波型的關係。


 

 

當Saphira打開、使用Full Reset預設、設定成泛音2、3的Return相同方式時,量測結果如下:

泛音2為0.2%、放大100倍,泛音3為0.08%、放大80倍。基礎音能量增加0.3dB、約1.07倍


 

 

調整讓2、3泛音等比例增強(僅能猜想Rivage PM的Silk可能的設定、來模擬Red模式),量測結果也會強化,但泛音3強化比例較大。

泛音2放大350倍、泛音3為700倍。


 

 

 

如果讓泛音3的比例大於泛音2(試圖模擬Rivage PM Silk的Blue模式),


 

則強化時,除了泛音3能量放大之外,也會影響到基礎音、以及基礎音周遭的頻率。基礎音能量增加2.6dB、約1.82倍、旁邊的頻率也都一樣放大1.82倍。


 

 

如果按此比例、強化再增大,則也會連帶其他的泛音也強化。


 

 

此時如果將泛音2的強化功能開/關來做比對,會發覺僅影響到泛音2的能量而已,對基礎音或其他泛音絲毫無作用。因此關鍵還是在奇數泛音的強化。

 

到這裡,可以得出一個結論,由於對泛音2的強化(偶數泛音)、僅影響泛音2、剛好是強化基礎音的倍頻(較高的頻率),因此使用Silk的Red模式,可以讓處理的音色有較清亮的感覺。而泛音3的強化(奇數泛音),還會回頭影響基礎音、及其周遭頻率,也就是利用類似處理的Silk的Blue模式,會讓音色有較渾厚的感覺。

 

再測試另一款Plug-in,業界很知名的Aphex Exciter,掛進同樣的迴路裡來測試。


 

 

Plug-in bypass或開啟Systune內的顯示幾乎不變,泛音2僅提升至0.02%,強化20倍。


 

 

但是Exciter如果掛在一般的訊號上,其實效果是很明顯的。

例如以下的測試,把測試訊號改為一段Vocal的錄音、讓它loop播放並通過Exciter,Aphex選用同一種設定,並將Systune的量測平均化功能改為Inf.、無限長平均,以求取整段錄音的均化頻譜。

可以觀察到經過Exciter強化後的淺藍虛線在與Vocal相關的1k~8kHz頻段都有能量提升的現象,聽覺上可以很清楚辨識出。


 

 

這邊推測是因為如果測試訊號使用純音的SineWave、幾乎沒有泛音成份,Aphex Exciter運算法則或許僅專注在可用的泛音上,這樣的環境讓Plug-in變的無從下手了。而換到一般訊號的Vocal上,則Exciter便能完整發揮。

這也是業界的Engineer、馬頭提問的、以SineWave來測試PM Silk功能、量測不到成效的原因吧,或許Rivage PM的Silk功能跟Aphex Exciter具有類似的運算法則。

 

另一套筆者常用的Plug-in、Waves Vitamin,是以Multi-Band的方式來調控。


 

 

猜測運算法則類似前一套Exciter,當原本訊號的泛音微弱時,強化的效果也會較低弱,因此用SineWave當測試訊號、將泛音強化力度推上來時,會出現Direct Source外的訊號輸出時有時無,不是原本運算法理想的處理方式。


 

 

從下圖量測的頻譜上,是可以看到泛音3有強化、大約30倍能量,不過力度同樣會時增時減,不是穩定的能量輸出。


 

 

再測另一套Plug-in,Omni Channel,僅使用它的Saturation功能來進行Harmonics的強化。


 

 

使用奇數泛音強化、力度開到12點鐘,量測結果如下


 

果然泛音3、5、7、9都出現力度強化,基礎音與周遭頻率也增加約2dB、加大1.6倍。而泛音3變為基礎音的0.2%、強化200倍。

 

同樣的強化力度下、啟用EVEN偶數泛音功能,則明顯地泛音2、4出現強化,基礎音與周遭頻率也增加約3dB、加大2倍。


 

 

如果使用Heavy功能,則僅針對奇數的泛音3做強化,泛音3能量為基礎音的1.5%,約強化了1500倍。


 

 

如果將強化力度加到80、則除了泛音3外,連帶泛音5也強化,甚至泛音3周遭的頻率也受影響。基礎音及其周遭頻率增強6.5dB,約4.47倍能量。


 

 

筆者猜想這也是Neve Silk專注在泛音2、3的強化的原因,主要在泛音3的影響幅度可以有出人意表的成效。

 

下圖是同樣是loop播放Vocal的錄音、通過4套Plug-in處理、Systune量測在inf無限長平均化的頻譜。

藍色是bypass不處理的頻譜,淺藍代表Aphex Mix2 mode、粉紅代表Saphira、綠色代表Omni Channel、紅色代表Vitamin的量測結果。

Aphex的處理結果是相對較〝含蓄〞的,較誇張的是Saphia、Omni Channel(可以從上述測試,對純音的SineWave之泛音列、產生的能量放大倍數就可猜想到),而對音色雕塑性較大的是Vitamin,應該是Plug-in可以透過Multi-Band的頻段調整進行操控的因素。


 

 

前述僅使用簡單波型、純音的SineWave來測試4套不同類型泛音強化的Plug-in,僅為實驗目的,不會有人真的在混音時、想強化SineWave的泛音列的。不過由於各自的處理運算法則明顯的不同,大致可以歸類成僅專注於現存的泛音來強化者(如Aphex Exciter、Vitamin,還有Neve Silk)、以及可大幅度強化泛音列能量者(如Saphira、Omni Channel)兩類。可想而知,如果要量測Silk的結果,選用SineWave當測試訊號並不適合。還是要使用真實的樂音、Vocal訊號,才能讓這些Harmonics Enhancer處理器真的發揮其長才。

 

 

 

Humphrey T


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