Реверберация - что это такое и для чего она нужна

Произнося фразу в помещении, звук далеко не сразу доходит до ваших ушей. Отражаясь от стен, пола и потолка, а также других предметов, появляется именно то звучание, которые мы привыкли слышать повсеместно. Реверберация — это феномен в звуковой акустике, который играет ключевую роль в формировании акустического окружения. Этот эффект представляет собой отражение звуковых волн от поверхностей в помещении, создавая уникальную атмосферу звучания.

Как мы слышим звук

На картинке ниже несколько стрелок разных цветов: каждая обозначает путь голоса девушки, прежде чем он дойдет до ушей мужчины слева.

Схема отражения звука в помещении

Зеленая стрелка — прямой сигнал. Это — голос персонажа справа, который напрямую доходит человека слева, не сталкиваясь с препятствиями в комнате. Желтая стрелка обозначает первые или ранние отражения, приходящие к слушателю. Ранние отражения могут как сливаться с прямым звуком, улучшая качество звучания, так и портить, превращаясь в эхо.

Эхо будет возникать, если время задержки между прямым и отраженным сигналом будет превышать 50 мс. Стоит отметить, что оценка слушателя о размерах помещения, где он находится, часто зависит именно от восприятия ранних отражений.

Синяя стрелка обозначает поздние отражения (послезвучие), то есть реверберация. Дело в том, что звуковые отражения, когда источник звука уже выключен, все еще поддерживают звуковое поле. В нашем случае это произойдет, когда правый человек перестанет говорить. Звук не пропадает сразу, а еще некоторое время остается, «замирает» на определенное время.

Именно это время или скорость «замирания» звука и называется временем реверберации. Конечно, это лучше всего слышно в больших помещениях, вроде концертных залов, где время реверберации достаточно велико, так как звук проходит длинный путь, отражаясь от многих поверхностей.

Время реверберации больше зависит от количества поглощаемой энергии при отражениях. Если звуковая энергия сталкивается на своем пути со многими абсорберами, то время реверберации будет меньше, а звук будет затухать быстрее.

Распространение звуковой энергии в пространстве наиболее наглядно на диаграмме ниже.

Диаграмма распространения звуковой энергии в пространстве

Здесь изображен спад звуковой энергии. Прямой звук затухает первым, после чего какое-то время в помещении остаются ранние отражения. Затем по пространству «летают» поздние отражения (реверберация). Они угасают намного дольше, отражаясь от всех поверхностей и прекращаясь, только когда звуковая энергия окончательно спадет.

Если на своем пути звуковая волна будет сталкиваться не с отражающими поверхностями (такими, как паркет, полированная мебель, стекла и гладкие стены), а с поглощающими (ковры, мягкая мебель, звукопоглощающие панели), то время реверберации снизится. По этому принципу и строятся студии звукозаписи.

Есть стандарт измерения этой величины — RT60. RT — reverb time, а 60 указывает на то, что время реверберации измеряется до тех пор, пока «хвост» не опустится до 60 дБ.

На практике верно подобранная реверберация часто помогает достичь эффекта иммерсивности в кино, так как если голос или другой источник звука будет явно выделяться на фоне других звуков, у зрителей появится ощущение неоднородности.

Искусственная реверберация

История звукозаписи насчитывает далеко не одну попытку имитировать естественную реверберацию. Для этого есть много техник и даже приборов. Сам принцип действия систем производства искусственной реверберации — в искусственном отделении части паралелльного сигнала из студии.

На основе этой части искусственно создается ряд уменьшающихся, затухающих повторений. Таким образом, мы получаем имитацию реального реверберационного «хвоста». Подмешивая этот сигнал к прямому в разных соотношениях, можно добиться оптимального звучания.

Echo Room

В 30-е годы прошлого столетия звукорежиссеры нашли способ сделать искусственную реверберацию, не строя больших студийных залов. Первоначально — с помощью эхо-камеры.

В гулкое помещение вроде коридора или подвала устанавливался громкоговоритель. На большом расстоянии от него — микрофон. Сигнал из студии подавался на громкоговоритель, а микрофон в свою очередь записывал уже этот сигнал с отражениями текущего помещения. К сожалению, такой способ все-таки требовал весьма больших усилий, и на смену эхо-камерам пришли «ревербераторы».

Запись звука в эхо-камере

Tape Reverb

Магнитные ревербераторы — это специально приспособленные магнитофоны со сквозным каналом, где за головкой записи по ходу ленты находились головки воспроизведения, каждая из которых передавала повторения сигнала с маленькими задержками по времени и с убыванием амплитуды. На выходы ревербератора эти повторения смешивались. Магнитный ревербератор был одним из топовых изобретений в то время, но практически в то же время появились первые электромеханические системы искусственной реверберации.

Plate Reverb

Листовой ревербератор EMT140 стал настоящей находкой для звукорежиссеров. На стальном листе, закрепленном на специальной раме, возбуждались механические колебания под воздействием электродинамического преобразователя. Затем они фиксировались закрепленными на листе пьезодатчиками.

О листовом ревербераторе EMT140

Spring Reverb

Пружинный ревербератор Reverb Tank Mod 8DB2C1D / Фото: Mod

Пружинный ревербератор работал по похожей схеме, разве что в этом случае все было более компактно: не требовалось хранить огромный лист посреди студии.

Данный тип ревербераторов был достаточно качественным, но в металле звук распространяется быстрее, чем в воздухе, поэтому имитация выходила все же неточной.

Цифровые ревербераторы

Новые технологии не обошли и индустрию звукозаписи. Цифровая техника позволила создать ревербераторы, где все параметры можно было отстроить «под себя», а значит сымитировать какое-либо помещение не составляло труда. Первое поколение цифровых ревербераторов использовало определенный алгоритм, чтобы воссоздать натуральное звучание. Эти плагины широко используются и по сей день.

Несмотря на точность математических расчетов, ревербераторы еще не звучали достаточно натурально. Эту проблему окончательно решили их импульсная разновидность. Такие ревербераторы на основе тестовых сигналов снимают с конкретного помещения его импульс, с помощью которого можно «поместить» свои собственные звуки в то самое помещение, учитывая все детали пространства.

Фото: Edan Cohen

Конечно, сейчас эхо-камеры и даже пружинные ревербераторы используются разве что на топовых студиях в музыкальной индустрии ради экспериментов, а вот в кино предпочтение отдается именно импульсным.

Рассмотрим их основные параметры, а также соберем небольшой топ лучших плагинов-ревербераторов для кино.

Room Size — размер помещения. Чем он будет больше, тем более длинный «хвост» реверберации вы получите.
Decay (угасание) — он же Rev Time, RT, RT60 — регулятор времени реверберации.
Pre-Delay (предзадержка) — временной интервал между тем, как слушатель услышит прямой сигнал и появлением первого отражения.
Wet/Dry — соотношение обработанного/прямого сигнала.
Eearly Reflections (ER) — регулятор уровня ранних отражений.
Diffusion (shape) — диффузность. Этот регулятор настраивает «заполнение» комнаты разными предметами и формирует плотность реверберации.

Вот несколько импульсных плагинов-ревербераторов, которые помогут вам на сведении:

Altiverb
Waves IR-L/IR-360/IR-1/IR-Live
LiquidSonics Reverberate
EastWest Quantum Leap Spaces Convolution Reverb

Помните, что пространство — основополагающий элемент погружения, но это совсем не значит, что в каждой сцене голос персонажей должен разлетаться в разные стороны. Порой лишь небольшое примешивание обработанного сигнала позволит поместить голос персонажа в нужное вам пространство.

Как звук распространяется в помещении

Источники: Книга «Акустические основы звукорежиссуры» Борис Яковлевич Меерзон, flypaper.soundfly.com, blog.landr.com, heroic.academy, exponentialaudio.com

Обложка: Spencer Imbrock