EQ

Equalizer,均衡器,一开始是形容能够使电路两端频率相等的一种电路(高频常在长电路中丢失)。现在的均衡器主要用来改变频率。

频率

我们对频率的感知不是线性的。110Hz与220Hz之间相差一个八度,而220Hz与440Hz相差一个八度,以此类推。

一些重要的频率:262Hz中央C,440Hz A,41Hz贝斯吉他的最低音E。

不同的频率之间会有互调失真效应(intermodulation distortion),因此虽然人耳不能听到20kHz以上的频率,这些频率却能影响我们能听到的频率。

对于乐器来说,其声音构成由4种基本频率和动态包络决定。其中,4种基本频率是:

  • 基本频率(fundamental)
  • 谐波(harmonics),基本频率的整数倍频率
  • 泛音(overtones),基本频率的非整数倍频率
  • 共振峰(formants),声音频谱中相对较高的能量区域,对特定语音音素的识别和声音质量产生显著影响

我们人耳有一个有趣的功能,对于低音的基本频率或者低阶谐波缺失的片段,可以自动补全。

EQ种类

  • Pass filter。high-pass filter(HPF)=low-cut filter, low-pass filter(LPF)=high-cut filter,顾名思义允许cut-off frequency(截止频率)以上或者以下的频段通过。通常,截止频率上是-3dB。还有一个参数斜率来决定每个八度减少多少分贝(dB/oct)。6dB/oct的斜率最常用,36dB/oct的斜率已经很斜了。 请试听高切/低切的效果: 鼓音源

从6kHZ低切

从250HZ高切

人声音源

从2kHZ低切

从2kHZ高切

另外,有些插件还会提供共振控制(resonance control,常用Q键表示),在截止频率周围提供共振。 请比较无共振控制

和有共振控制

在应用上,pass filter用来清除一些不想要的频率,这尤其对于不同乐器叠加的低频(用HPF)来说尤其重要,使得鼓、贝斯更加清晰。一般来说,混音越复杂(乐器和频段越多),HPF越高。HPF也可以减少混响的强度。 比较无HPF

和250Hz的HPF时,吉他的音色

HPF中的offline processing也可以去除一些P,B之类的声音。

  • Shelving filter。可以增加或者降低某个频率的音量,参数有频率和gain。注意它的cut off也不是竖直的,会有一定过渡。它比起pass filter来说,更温和,比起parametric filter来说,影响到的频率更分散,很适合用来塑造音色以补齐频段,融合乐器。

  • Parametric filter。由于人耳对音高的非线性感知,同样的bandwidth(Q),越高的音受到的影响越小。根据Q是否与gain相关联,可以分为constant Q(bandwidth相同,可以理解为斜率恒定)和proportional Q。

另外,通常在一个狭窄频率上突出的声音是不太好的,由此发展出了非对称的boost/cut,其Q值相同,但在增强音量时斜率较低,减少音量时斜率较高(此filter也叫notch filter,用来去除一些不想要的频率)。

为了让音响效果更自然,我们可以考虑在频率的谐波(八度)上进行EQ操作,比较 在2kHz上的一个parametric filter

和在2,4,8kHz上的三个parametric filter

在增强频率时,一般Q值大些,减少频率时,一般Q值小些。

  • Graphic equalizer。 通过离散的旋钮来控制不同频率的gain,可以做frequency training的练习,常用插件有Marvel和Overtone GEQ。Cubase里有Cubase GEQ-30。

EQ与相位

EQ也会会造成相位移位,见https://www.youtube.com/watch?v=2_v4VrPkzec,有些缺陷可以用linear phase equalizer克服,但会造成一定的delay和pre-ringing,且更费CPU。

在实践中

应用EQ时:

  • 要注意乐器与整个歌曲之间的关系(而不是只solo去听它)
  • EQ可能会改变音量,而使得我们对音质做出错误的判断,这时可以调整EQ的output level去除音量这个变量
  • 很多时候,增加某一频率的EQ可以用一种不同的途径——减少另一频率的EQ来到达。增加频率常常会增加各种乐器之间masking的风险,所以可以先考虑减少频率再考虑增加频率
  • 关于pass, shelving, parametric filter的应用:pass用来除去不想要的频率,shelving用来塑造整体音质,增强/减少极端频率,parametric是对某一具体频率的音质塑造。

小Tips

  • 低沉的声音听起来更远,可以用来做前后效果
  • 左右声道的相同素材用不同的EQ,可以使音频更饱满
  • 人耳对3kHz最敏感,可提高乐器在这个频率范围的声音,以加强音量
  • 动态处理器对低频更敏感,EQ可以修正被过分压缩的声音