Автор: Maxim Kokarev | 07.10.2016 | 12:00 | В рубриках: Статьи, Эксперименты

Мой сознательный путь к аналоговому звуку начался лет 10 назад. Через годы тестирований, дебатов с коллегами, сравнений, сомнений и поиска “того самого” звука с минимальными, разумными затратами я пришёл к тому, чего боялся больше всего. Что казалось недостижимым, неразумным и непомерно дорогим. Здравствуй, аналоговая обработка. Не думаю, что моя история уникальна. Расскажу о своих страхах и находках, наверняка в чём-то узнаете себя. Статья хоть и близкая к звукорежиссуре, но материал получился больше по гитарному оборудованию.

Итак, начало пути. Одно из первых ярких впечатлений - это плагин Tape Warmer. Я включил его и услышал ТУ САМУЮ мягкость. Впечатление было очень сильным, а плагин хотелось поставить на каждый трек. Чуть позже выяснилось, что это был просто завал на высоких частотах, обычная эквализация. Но начало было положено, начались вопросы: а какой он, настоящий аналоговый звук? Мягкий? Искажённый? Глубокий? В начале пути я не знал правильного ответа, мне не с чем было сравнить, но тогда я понимал, что все начальные познания - это информация, полученная из описаний к плагинам.

Привычные нам характеристики аналогового звука созданы маркетологами.

Да, в наш век высоких технологий и социальных сетей каждый пользователь тематического форума или группы вконтакте знает и готов отстаивать позицию, что цифровой звук неприхотлив, а аналоговые устройства дорогие, шумят и изнашиваются. И вообще эмуляции всё давно эмулируют, а разницы в миксе не слышно. На сколько это верно? Давайте разбираться.

Шум.

Цифровые плагины не шумят как аналоговые. Это круто. Аналоговые устройства шумят. Но это не проблема. Популярный компрессор 1176LN имеет соотношение сигнал/шум более 80дб и это потрясающее значение. Не в каждой домашней студии полка шума находится на уровне -80дб.
Мой копеечный Alesis 3630 шумит примерно на этом же уровне. Добиться полной тишины без вмешательства в звук помогает простой гейт. Как десятилетиями делали наши отцы и деды.

С этим шумом, кстати, получается интересная штуковина. В спецификации к аналоговым устройствам принято указывать соотношение сигнал/шум, а вот в спецификации к плагинам не указывают уровень цифрового алиасинга, от которого вреда ещё больше, чем от обычного широкополосного шума. Непорядок :)

Дороговизна.

Да, часто это так. За качество приходится платить.
Но бывает и наоборот, некоторые плагины стоят дороже аналоговых устройств. К примеру, уадовский плагин Ibanez Tube Screamer TS808 стоит 129 долларов. Качественную реплику или DIY вариант сейчас можно найти намного дешевле, но даже если вы хотите оригинал - на ebay можно найти вариант за половину стоимости. А если говорить про разницу в звуке, то приобретение плагина и вовсе выглядит сомнительной затеей.

DIY, кстати, это отличный вариант, когда мало денег, но хочется заиметь качественное студийное оборудование. На youtube порой натыкаюсь на видео, где дядьки в огромных студиях паяют компрессоры, пружинные реверы или дибоксы. Выглядит необычно, но их можно понять - если есть голова и руки, то почему бы и не сэкономить лишнюю сотку-пятисотку баксов при равном или лучшем качестве.

Один прибор - одна инстанция.

Распространённый страх, я и сам когда-то это переживал. Действительно, количество плагинов в проектах ограничивается только производительностью процессора, в то время, как каждая дополнительная копия реального прибора - это дополнительные расходы, дополнительное место в рэке и входы/выходы на звуковой карте. И если нужно один и тот же прибор задействовать одновременно в десятке треков, то страшно предположить, в какой бюджет всё это выльется. Но в реальной работе всё оказалось не сложнее, чем работа с плагинами - закинул на трек плагин External Insert, нажал кнопку Freeze и всё, железка освободилась для использования на другом треке. Есть неудобства вроде временных затрат на рендеринг и отнимаемое место на диске, но это всё ещё небольшая плата за качество.

Долговечность.

В теории, да, цифровые плагины не изнашиваются, а в аналоговом оборудовании есть и механические детали вроде потенциометров, и хрупкие лампы, которые ещё и садятя со временем, в общем жуть. На практике - вам вряд-ли придётся менять лампы в хайгейновом усилителе чаще, чем раз в один-три года, в зависимости от интенсивности использования и потенциометры по износу (ресурс 15000 циклов для популярных Alpha) примерно после 5-10 и больше лет использования. Для сравнения - за 5-10 лет многие мои плагины “состарились и стали негодными”. Чему-то была найдена лучшая альтернатива, от чего-то пришлось избавиться при переходе на x64 ОС, а что-то перестало работать под новой операционной системой. Непостоянство плагинов хорошо ощущается после переустановки системы - когда старый проект требует версию плагина, с которой был сохранён, а с другими отказывается работать.

Звук.

Ну что, вот мы и подошли к самому интересному.
Есть такой распространённый миф: цифровой звук стерильно чистый, а аналоговый окрашен, с искажениями, характерной “теплотой”. Это полуправда и работает, если сравнивать носители (например винил с компакт диском или магнитную ленту с HDD). При обработке звука, особенно, когда дело касается искажений или передачи механических и акустических свойств звука (снятия звука микрофоном, реверберации) всё с точностью до наоборот: цифровой звук плоский и грязный, с потерей мелких деталей (мутный), а аналоговый - чистый, глубокий и достоверно передающий. Козырь аналоговой обработки - это искажения. Львиная доля музыки из больших студий, которая сформировала наш вкус, это характерные искажения компрессоров, усилителей и консолей. Искажения в аналоговых устройствах очень легко получить, а вот достоверно эмулировать их в цифровом мире очень сложно. Или вообще невозможно?

Несколько лет я искал плагины, которые смогли бы заменить конкретные железные приборы - ведь лучший способ повторить звук больших студий - это использовать те же самые инструменты. Чем меньше отличий в инструментарии, тем больше комфорта в работе и проще повторяется референсный звук. Было много собственных тестов, тестов коллег и обсуждений всего этого. Кое-где была полная победа. К примеру, на счёт эквализации и суммирования я был спокоен - в цифровом домене эта обработка не вызывала вопросов. Мелочёвка вроде гейтов, дилеев или эффектов модуляции так же - для меня в цифре работает безупречно. А вот когда я начал осваивать искажалки - эмуляторы консолей и гитарное оборудование, начались проблемы. И чем больше искажений давали плагины, тем хуже была картина, поэтому худший результат мы получаем на гитарных дисторшнах и при попытке перегрузить виртуальную консоль. Я нашёл общие черты, по которым можно обобщить эту разницу.

Две вещи: восприятие гейна и разборчивость.


Причём, всё очень сильно зависит от конкретного плагина. К примеру, если крутейшие (без прикрас!) TSE 808 или RAT имеют различия в деталях (808 неприятно песочит, а “крыса” на малом гейне явно пропускает чистый сигнал), то ширпотребные BIAS, Guitar Rig и какой-нибудь Overloud TH3 реагируют на входной сигнал просто отвратительно, часто не имея ничего общего с реальными приборами.

Представьте, что вы добавляете гейн на железной примочке. Всё просто: чем сильнее повёрнута ручка вправо, тем больше искажений. Если ручка вывернута на максимум, но нужно ещё больше дисторшна - даёте бустером больше уровня на вход и получаете ещё больше искажений. Так вот, в случае с каким нибудь BIAS это не сработает: на малом гейне вы будете слышать чистый сигнал, на 1/3 положения ручки появятся заметные искажения, но при дальнейшем прибавлении изменения в звуке будут минимальными. Как результат - в работе вы балансируете между необработанным сигналом и каким-то перекомпрессированным дисторшном с умеренными искажениями.
Да что я рассказываю, есть же ССЫЛКА НА АРХИВ С ТЕСТОМ 1 :) Здесь сравнение железного Big Muff P и плагина Muff из BIAS FX. Уровень перед ними плавно увеличивался автоматизацией. На треке с плагином небольшая коррекция эквалайзером, чтобы разница в тембре сильно не резала слух.

Подобный характер, кстати, встречается не только у дисторшнов - к примеру, Waves CLA и SSL, Sonimus Satson так же не правильно реагируют на входной сигнал и после определённого уровня перестают вносить изменения в звук, сколько его ни повышай.

Разборчивость. В моих тестах и тестах коллег, 100% цифровых дисторшнов при увеличении гейна теряли мелкие детали. Чем больше искажений, тем хуже становилась картина, поэтому цифровые гитарные хайгейн “усилители” мне пришлось исключить из цепи в первую очередь. Во-вторую очередь пришлось отказаться от эмуляции консолей. Когда-то они подкупали тем, что делали звук слитным и как бы склеивали треки между собой. Но когда в плотных миксах у меня начались проблемы с разборчивостью, шириной и глубиной панорамы и с мыльным звуком на выходе, я понял, что от этой обработки проблем больше, чем пользы.
Ну и под занавес, в мусорку полетела Nebula со своей спикерсимуляцией. Сколько бы ни говорили про революционную конволюцию и прочее, на выходе я получал все те же проблемы: плохую реакцию на входной сигнал. Уровень ниже определённого порога не получал динамической обработки, а при небольшом его превышении были жуткие цифровые артефакты. На чистом звуке и лёгком кранче, Небула срабатывала довольно неплохо (если входной сигнал не выходил за рамки определённого динамического диапазона) - плагин реагирует на явные пики на атаках. Но на сильном дисторшне плагин ведёт себя так, будто не знает за что ухватиться - он акцентирует случайные всплески, но не видит атаки, а это только замыливает звук.

Кстати, есть ситуации, когда и аналоговые устройства могут замыливать звук. Если входы и выходы устройств между собой не согласованы, вы потеряете часть звука. К примеру, если реампить гитару из звуковой карты в усилитель напрямую, или через трансформаторный дибокс, вы получите два разных звука.
Также, есть варианты, когда “сглаживание” звука получено умышленно для характерного тона, как, к примеру в классической схеме TS808, благодаря танталовым конденсаторам этот овердрайв сглаживает мелкие детали.
Условно к “замыливанию” можно отнести и распространённую практику раскачки гитарных усилителей - на предельной мощности звук не только больше насыщен гармониками и компрессирован, но и ровнее по частотам. Если тихий усилитель будет отзывчив к исполнению, например, бубнить на palm mute и звучать ровно на открытых нотах, то раскачанный усилитель будет иметь один и тот же тон на разных способах звукоизвлечения, с этим его проще уложить в микс.

Немного о методах тестирования.

Каждый из вас наверняка встречал в интернете сравнительные тесты “аналог против цифры”, когда звуковые примеры сильно различались, но при этом участники тестирования хаотично отдавали предпочтения тому или иному звуку. Я тысячи раз ошибался в подобных тестах и позже, в своих экспериментах понял в чём была проблема.
Если тестовые примеры сильно различаются по звуку - этот тест не корректен. К примеру, при прочих равных, у цифрового дисторшна замылен верх. Но если в тесте у него больше высоких частот, то слушатель уже будет одурачен - в прямом сравнении менее яркий пример будет казаться мутным. Подобные сравнения дело довольно тонкое и подобные огрехи непростительны.
Идеальный вариант - сравнение однотипных приборов (например, оригинальной железки и её эмуляции). Если примеры сильно различаются по тону, вполне уместно использовать тон матчинг, чтобы внимание было сосредоточено только на структуре звука, детализации и прочих нюансах.

Вот один из моих тестов (ССЫЛКА НА АРХИВ 2), сравнение преампов Peavey 5150 и одной из лучших его эмуляций TSE x50 v2, который, делался так, чтобы не вызывать вопросов. Обратите внимание на рельефность, мелкие призвуки на верхних частотах и чёткие атаки у 5150 в сравнении с эмуляцией. При том, что вцелом звук очень и очень похож.

Хотите больше впечатлений? Есть отличное тестирование гитарных педалей и их эмуляций, это та ситуация, когда в цифре всё очень плохо: http://rmmedia.ru/threads/120280/

Любимая уловка маркетологов: “даже два одинаковых железных прибора звучат по разному, не удивительно, что вы слышите разницу между плагином и железкой”. Не покупайтесь на это дерьмо. Да, у приборов бывает и по нескольку ревизий с доработкой схемотехники, но два прибора одного типа не будут звучать как две полярные разницы, это не выгодно производителю. И это не может быть оправданием для плохой эмуляции.

Ну что, время подводить итоги.

Сразу скажу: плюсов и минусов примерно поровну. Если вы ожидаете категоричной оценки или полного разгрома одного из доменов, вы будете разочарованы.

В простых терминах, если дело касается искажений и динамики: цифра = удобно, аналог = достоверно.

Звукорежиссёру:

Если вам нужно повторить звук ребят, которые записывались и обрабатывались в аналоговой среде, будьте готовы к тратам или компромиссам.

Суровая правда: нам по прежнему пытаются продавать красивые картинки, как в случае с Waves CLA или BIAS. Если вы ищете максимально близкие к аналоговым приборам эмуляции, будьте готовы потратить время на тестирование. Как говорят факты, кроме недостатков в самой природе цифровых искажений, качество обработки во многом будет определяться работой программистов.

В случае, если вы часто используете эмуляторы консолей и цифровые искажалки, и при этом у вас сложности с получением многослойных и одновременно разборчивых миксов, если хотите сделать миксы ещё шире в панораме и глубже в перспективе - есть повод пересмотреть обработку. Идеальный вариант здесь - полностью избегать искажений в софте.

Если вы работаете со “Sturgis Core” и производными, для вас хорошие новости - почти вся музыка в этом жанре получена в “цифре” и самым большим вложением здесь может быть покупка POD Farm. Так же, в Periphery-like музыке гитарный звук получен в процессоре AxeFX. Это те случаи, когда цифровая обработка имеет характерный, узнаваемый тон, который стал частью конкретных музыкальных жанров и который не просто сымитировать аналоговым способом.

Если есть желание приобщиться к аналоговому звуку, но есть сомнения - рекомендую начать с простой гитарной педали дисторшна или компрессора Boss или даже бюджетных их версий от Behringer. Это не дорого и с этим интересно экспериментировать на не гитарных треках.

Музыканту:

Если вы практикуетесь на гитаре, оттачивая чистоту звукоизвлечения, нюансы и динамику, игра через цифровые дисторшны может сильно навредить. При определённых условиях (малобюджетный realtek + asio4all) вы получите ещё и задержку, которая ухудшит контроль над инструментом.

Если фанатеете от ребят с большими усилителями, стремитесь к их звучанию, но пишите альбом в цифровой среде, при любых усилиях останется ощущение, что “что-то не то”, как минимум. Будьте готовы принять это.

Если выбираете оборудование для концертной деятельности, не забывайте про логистику. Kemper размером с тостер и с 400вт усилителем внутри, это просто фантастически удобно. Тащить голову с кабинетом на сцену в другой город - это очень трудозатратно и дорого в транспортировке.

Слушателю:

Не заморачивайтесь, 99.9% не замечают разницы. Музыка важнее.

Метки: , , , , , , , ,

Эта запись была опубликована 07.10.2016 в 0:48. В рубриках: Статьи, Эксперименты. Вы можете следить за ответами к этой записи через RSS 2.0. Также, вы можете пройти в конец страницы и оставить свой комментарий.

12345 средняя оценка: 4.43

16 комментариев к “Здравствуй, аналоговый звук”

  1. Алексей Пишет:

    Максим,
    все дело в уровне приближения физической модели и ее реализации - математической модели.

    Многие, особенно крупные компании пренебрегают в своих продуктах качеством в счет экономии трудозатрат на продукт. Но далеко не все: есть ребята, которые делают плагин и очень дотошны в деталях.

    На 100% верно то, что невозможно сымитировать что то на полные 100% :) тому есть целый ряд причин, например, говоря простым языком, отсутствием реализации в компьютерах настоящих вещественных чисел. Но я уверен что возможно перейти порог человеческого восприятия, и разница действительно не будет слышна, ни в атаке, ни в послезвучии. Так что, цифра вполне может быть=удобно+достоверно, все дело в реализации.

    На самом деле, математическая модель физического представления какого нибудь лампового преампа - это всегда задача поиска компромисса между точностью, производительностью и затратами на математическое исследование проблемы. Например, одной из той компаний, которые вы употребляете всуе просто невыгодно тратить 1000 человеко/часов на то, чтобы сымитировать ламповый каскад кое-какого компрессора хотя бы потому, что они довольно раскручены (и, если честно, заслуженно), их и так купят и, как вы сами заметили, “99.9% не замечают разницы”.

    Если вам интересно пообщаться со мной на эту тему - буду рад :)

    человек, который 7 лет занимается проблемами моделирования и эмуляции аналоговых устройств.

  2. Admin_Max Пишет:

    Алексей, спасибо за комментарий! Мнение инсайдера здесь весьма кстати!

    Да, я примерно понимаю как всё это устроено. Очевидно, многие производители ориентируются на массового покупателя. Делать плагины, ориентируясь на придирчивых аудиофилов вроде меня - это вряд ли пойдёт на пользу бизнесу :)

    Но вот не даёт мне покоя этот вопрос. В плане размышления:
    В том же копеечном Big Muff всего 4 транзистора и сразу нужный звук. В варианте с его эмуляцией есть огромная вычислительная мощь в компьютере, приличная общая стоимость, плюс, затраты на покупку плагина и… отсутствие достоверности в любой эмуляции (всего я тестировал 5 vst фуззов разных производителей). Аналогичные выводы есть и по другим искажалкам.
    У меня в голове с трудом укладывается, что за много лет нет победного прорыва в плане искажения звука. В 2016 компьютеры на лету распознают речь, в реальном времени умеют просчитывать фотореалистичную графику, да море всего фантастического. А примочку с примитивной схемой не умеют. Загадка. Неужели это всё ещё настолько сложный механизм, что даже современные компьютеры не справляются? Или, действительно, раз никто не слышит разницу, создатели просто расставляют приоритеты не в пользу звуковых нюансов?

    Собственно, отсюда и появляются мои мысли о невозможности идеального моделирования дисторшна. Даже вариант “это возможно, но в будущем” - расстраивает. Это ж опять ожидание и поиски :) А я уже сдался.

  3. Алексей Пишет:

    Максим, с моей точки зрения, ответы: “да” и “да” на оба вопроса:-)

    Вот примерно почему: я как обычный потребитель (диванный гитарист и ниже-среднего звукорежиссер) не ищу эмуляцию какого то устройства ради точности как цели. Скорее отношусь ко всем эмуляциям, к примеру Peavey 5150, как к самостоятельным “усилителям”, это же самостоятельные продукты со своими особенностями. Но замечаю, что сводя разный трекинг, или даже играя на гитаре, почти всегда использую определенные одну-две из них, просто потому что они звучат плотнее прочих в миксе, их меньше приходится прибавлять, их проще “усадить” в микс эквализацией, и, субъективно, они мне кажутся правдоподобнее. Но, если честно, я с трудом могу объективно оценить какие из них ближе к железному 5150 (во-первых, у меня его нет :), во-вторых - ниже подробнее) . разве только косвенно: почитывая переписку некоторых их авторов на http://www.guitarampmodeling.com/ , их блогах и мануалах я могу судить в каких продуктах какова точность приближения модели (т.е. какие артефакты моделируются, а какие упрощаются, предполагая, что авторы не врут и не ошибаются в математике).

    А у конечного пользователя (дотошного исследователя) возникнет целый ряд вопросов для того, чтобы сравнить все эти плагины на точность соответствии их железного аналога:
    1. что покупать для сравнения, т.е. с чем именно сравнивать? не всегда понятно какой именно в точности усилитель моделирует плагин, а ведь у оригинального Peavey 5150 существует не одна ревизия схемы (менялась с годами), и даже не одна версия (5150 II, 6505, 6505+), и его переиздавали другие производители (разумеется, с изменениями) EVH (5150 III) + версии разной мощности (у которых не факт, что схема отлична от основной 100вт версии только в усилителе мощности);
    2. многие схемы не официальны и в них могут быть ошибки, которые перекочевали в плагины (конечно, имею в виду не крупные компании, а разработчиков-энтузиастов);
    3. действительно имеет место разброс параметров. Например, как правило, резистор впаянный в плату по факту соответствует номиналу сопротивлению, указанному в схеме с точностью всего лишь до 10%. Согласен с вами, это не может повлиять кардинально на характер звука, но сравнивать звук, опираясь на положения ручек на реальном усилителе и на плагине уже не получится, придется подбирать на слух.

    У заинтересованного нового разработчика, который делает очередную реализацию модели 5150 таких проблем, разумеется, нет (при условии, что он заполучил конкретный усилитель, сличил его схему и номиналы со своей коробкой :-) )

    Но, поскольку он знает про трудности дотошного исследователя выше, то зачем ему драть попу и получать достаточное (по мнению дотошного исследователя приближение), если убедиться дотошный исследователь с высокой точной не может (а если попытается, то всегда ему можно сказать, что у него был другой эталон, с другими параметрами, иное блаблабла).

    А еще, дотошный исследователь, это не целевой потребитель среднего разработчика (хотя иногда он пытается доказать обратное) :-) Целевой потребитель - это диванный гитарист, звукорежиссер project студии, и иногда другое (ваш пример про Sturgis Core, про то, когда артефакты эмуляции становятся новым модным саундом или даже стандартизированным инструментом для целого жанра и набирается целая толпа народу которая хочет купить фрактал или “красную жопу” ради этого саунда).

    Думая про вещи выше, разработчик также думает про value, которое ему даст точная модель устройства: +10% (это еще оптимистично) к продажам за счет привлечения новых покупателей-дотошных исследователей, но минус “много” на расходы по составлению достаточно точной физической модели и ее математическую оптимизацию (чтобы она вменяемо быстро работала на среднем PC). Что же выберет его совесть? :-)

    А именно в гитарном звуке существует еще один фактор: кабинет со своей рваной АЧХ настолько сильно вмешивается в звук усилителя, что иногда 99,9% пользователей не замечают разницы между реальными усилителями https://www.youtube.com/watch?v=c-GXht7qfhg :-) А если еще и в готовом миксе, после эквализации, вместе с остальными инструментами и вокалом. Это еще один гвоздь в гроб супер точного моделирования.

    Но, несмотря на все это, есть ребята все равно принципиально стараются и поднимают планку (LePou, TSE и другие ), и крупным компаниям, я полагаю, сейчас просто приходится тянуться им след, чтобы оставаться на рынке привлекательными. Могу сказать наверняка, что с годами качество эмуляции в продуктах повышается. У разработчиков растет опыт, выходят математические статьи в которых предлагаются математические подходы к оптимизации обсчета электрических цепей разной схемотехники. Особенно много посвященных симуляции ламповых каскадов. Так что для моделей ламповых усилителей будущее, уже почти наверняка, настало. Вам осталось только искать, ждать не надо :-)

    А вот с Big Muff, к сожалению, все не так просто как вы полагаете…

  4. Алексей Пишет:

    А вот с Big Muff, к сожалению, все не так просто как вы полагаете…

    Прошу прощения, не знаю как просто объяснить “почему” - это довольно нетривиальные вещи. Попробую объяснить настолько просто, насколько умею. Налейте себе выпить.

    Для начала, чтобы понимать друг друга, пару вводных слов:
    ————
    Задача моделирования электрической схемы - это задача нахождения выхода (y, напряжение) черного ящика(схемы) по его входу (x).

    Реально ящик то аналоговый, но чтобы решать эту задачу в дискретной среде вводится сетка по времени (частота дискретизации) и по значениям (число с плавающей точкой, сейчас, как правило, двойной точности). В каждый дискретный момент времени t решается задача:
    y=f(x).

    Т.е. в режиме real-time плагин решает задачу эмуляции 44100 раз в секунду.

    Функция f(x), на самом то деле - функция с состоянием (f(x, s), где s - вектор состояний), т.е. “спросив” у нее 2 отсчета времени подряд f(1.0) мы получим разные значения выхода, поскольку состояние схемы поменялось.

    В нашем случае, каждый элемент схемы, обладающий реактивным сопротивлением (конденсатор, катушка индуктивности) - это дополнительное состояние в векторе состояний. Задача математика: формализовать физическую модель (она выводится физиком из правил Кирхгофа) в таком виде, чтобы функция f(x, s) - была решаемой с помощью аналитической математики или численных методов.
    ————

    А теперь почему Big Muff сложен для эмуляции:

    Состояний у Big Muff - 12 явных (конденсаторов), но, по-хорошему, нужно добавить сюда паразитные емкости транзисторов и диодов, датчика гитары и входую емкость того, к чем ее подключают (у нас же точная модель). Это еще + 14. Всего 26.

    А физик нам “подарит” математическую модель - систему из 40-50 уравнений, 10 из которых будут нелинейными (они благодаря передаточным характеристикам транзисторов и диодов) с этими 26 состояниями.

    В данном случае, есть интересный ньюанс: проще сделать достоверную модель педали на операционных усилителях (например OCD Fulltone, Suhr Riot, Rat Distortion, тысячи их), чем на транзисторах. Одна из причин: операционные усилители достаточно сильно уменьшают паразитные влияния последующих каскадов на предыдущие (в том числе для этого они и создавались) для того, чтобы считать каскады независимыми и, как следствие, обсчитывать их последовательно не парясь об их взаимодействиях, что значительно проще первого.

    С транзисторной такого фокуса не выйдет, для действительно точной модели придется или брать всю педаль “нахрапом” или думать о том как выкрутиться из этой ситуации.

    Если нахрапом:
    вместо того, чтобы решать последовательно 4 системы из 10 уравнений (на операционных усилителях), придется взять на каждый отсчет одну систему из 40 (наш случай).

    Задача решения системы нелинейных уравнений достаточно исследована в численной математике, но она печальна и грустна как смерть маленького щенка, потому что для таких нелинейных уравнений аналитического решения не существует, а все ее быстрые итерационные методы решения в общем случае не сходятся. А даже скорость быстрых очень печально тает, когда уравнений в системе больше 3х (а у нас то вообще 40 штук).

    Если вдруг нам повезло, и самый быстрый, например, метод Ньютона, нам подходит, то кол-во вычислений превышает то, которое среднестатистический компьютер потянет делать 44100 раз в секунду (пусть даже oversampling останется для рендеринга проекта).

    Не могу сказать сколько будет считаться конкретно эта схема, но для типичного лампового каскада (одного) с довольно высокой достоверностью (12 уравнений, 2 нелинейных, с заданной погрешностью 1e-6) решение методом Ньютона в матлабе 1 секунду исходного гитарного сигнала на одноядерном (колво ядер на самом деле неважно - эти алгоритмы очень плохо параллелятся) Pentium ~3200 мегагерцсчиталось 2-4 минуты :-) На c будет работать быстрее, но не в такое кол-во раз, как хотелось бы.

    Но модель этой схемы методом Ньютона не решится из-за экспоненциальных передаточных функций транзистора и диода: совсем крошечная ошибка тока на их входе ведет к огромной ошибке на выходе. Из-за этого, мы постоянно будем попадать в “овражные” решения системы, которые, по сути, будут являться тупиком. Придется синтезировать некий более сложный метод, которые будет “вытаскивать” приближения из тупика в сторону верного.

    Предположим, мы синтезировали такой метод. Но он будет еще более емким к процессору, чем метод Ньютона, никакого realtime нам тем более не светит.

    Тогда возникает обычная идея: а давайте посчитаем f(x, s) заранее для разных x и вектора s и затабулируем (переберем все состояния вместе со входным x и запомним в оперативной памяти f(x, s)) значения, а во время обработки будем просто брать из таблицы!

    Из-за невозможности разделить каскады(мы же точно моделируем) придется табулировать функцию с 26+1(x) = 27 неизвестными. Сколько же потребуется памяти, чтобы ее сохранить? Пусть f(x, s) выражена в переменной с плавающей точкой двойной точности (8 байт), а переменные варьируются в 24 бит (2^24 значений), тогда нам потребуется 8 * 27^(2^24)=8*(27^16777216), это ОЧЕНЬ большое число, столько памяти в компьютерах нет.

    Вот поэтому Big Muff сложна для точной эмуляции: невозможно разделить одно супер сложное решение, на несколько последовательных, но и невозможно посчитать все заранее и запомнить результат.

    Вот по-этому модели оптимизируют (упрощают то, что по мнению математика неважно, не вносит сильных изменений в конечный результат) это снижает точность, но позволят перейти от системы из 40 уравнений к, например, 4 последовательным уравнениям, которые используют некоторые затабулированные промежуточные функции. Зато это считается легко просчитывается процессором realtime.

    В данном случае, скорее всего, разработчики используют как минимум следующие заведомо ложные предположения:
    1. транзисторы работают в линейном режиме (это действительно так, 95% искажения в этой схеме приходит от диодов) - это позволит выкинуть часть нелинейных уравнений из системы;
    2. каскады не взаимодействуют друг с другом - это позволит разделить систему;

    –fine–

  5. Admin_Max Пишет:

    Ну вот, я два месяца писал статью, а комментарии уже на второй день по объёму и информативности дают мне прикурить :D Спасибо за мысли и мега развёрнутый ответ!
    Собственно, многое, что у меня в голове было в виде догадок и теорий, сейчас приобрело чёткие очертания.

  6. efiki Пишет:

    Супер статья! Супер ресурс! И супер коменты! Макс, у меня к тебе вопрос! Приемлемый звук выходит если писать бас через мафф в звуковуху? Минуя усилитель и кабинет? Таковых не имею, к сожалению. Обычно пишу бас в звуковуху. Потом на компе добавляю fx с BOD от Tse. Ещё одну дорогу получаю путём прогона через виртуальный усилитель и импульсы. Ещё один через виртуальный усилитель и реальный гитарный кабинет. Ещё один через гитарный усилитель и кабинета. Потом комбинирую эти дороги. Всё это долго и мучительно. Хотелось бы приобрести настоящий сансамп, да больно уж он дорогой. Вот думаю насколько можно его заменить бас биг мафом. Там 2 выхода есть…

  7. efiki Пишет:

    Кстати по поводу пиви. Да и вообще любых вст ампов. В своё время продал гитарный ламповый преамп. Нужны были деньги. Плюс я насмотрелся видосов на ютубе, где чуваки за 5 сек наруливают неплохой звук на вст усях и импульсах. Некоторые вообще на стандартных пресетах играли и всё звучало. Я подумал, что тоже смогу. Что технологии ушли далеко вперёд и я смогу прожить вообще без физических девайсов. А вот хрен! 3 года я ковырял всякие гитар риги, амплитубы, гтр от вавесов, ревальверы, вреинворксы, тсе, лепоу, и прочее. Да, иногда удавалось нарулить что-то путёвое. Что-то, от чего кровь из ушей не текла. Только надо было убить хренову тучу часов на поиск. Нужный усилок. Нужный импульс (тут вообще жопа). И главный момент о котором не говорят ни на одном форуме и ютубе. Если у тебя отличный, топовый инструмент он будет хорошо звучать даже в гитариг! А если у тебя средненький шектер с сеймурами, то лучше лампового усилителя ты не найдёшь, сколько бы ты не усирался. Вместо того, чтобы тратить время на запись и написание музыки, я его тратил на поиски звука. В итоге плюнул, купил ламповую голову, кабинет и не парюсь больше. Воткнулся, выбрал нужный датчик для партии, отстроил уровень гейна, тона. Выставил микрофон так, чтобы тон звучал так же как и кабинет на слух и всё. Оказалось гораздо проще иметь дело с настоящим оборудованием. Так вот. Есть неплохие вст усилки, можно найти и импульсы подходящие. Только мне кажется, что это всё гемор. И слушая пример с пиви очевидно, что звук гитары в тсе становится тоньше, чем есть на самом деле. Где низ? В записи с настоящим усилителем он есть. Да, возможно кто-то его всё равно вырежет в процессе сведения. Но вся энергия партии передаётся именно рычащим низом. Может быть конечно всякие axe fx, bias, mercuriall и vadim taranov изменяют картину к лучшему, но для меня эмуляция это всегда компромисс, за который придётся заплатить как минимум своим временем и нервами, а если не быть халявщиком, то денег тоже не мало придётся отдать.

  8. Maxim Kokarev Пишет:

    efiki, привет! На моей практике, лучшие результаты получались с обычным, чистым DI баса. У меня обычно на треке эквализация и компрессия, без усилков.
    Big Muff я использовал пару раз, но только для параллельного дисторшн канала. Ну и приходилось перед ним низ сильно обрезать до 200гц примерно, иначе звук сильно дряблый получался, не модерновый. В софте SoftAmp GT там хорошо работает. Сам планирую обзавестись Sansamp Bass Driver.

    Про наруливание поддержу. Ровно те же ощущения. Парадокс, но с тысячами пресетов и импульсов было сложнее получить нужный звук, чем с одним усилителем, у которого даже ручки сейчас редко кручу. Ради справедливости отмечу, что с усилком тоже повозиться пришлось, чтобы привыкнуть к особенностям и изучить тонкости, но это не было утомительно как с софтом, да и результат радует.

  9. efiki Пишет:

    Максим, спасибо за ответ! :) Я для подмеса мафф и хочу использовать. То есть он не сильно песочит? В образце просто через мафф прогнал, без обработок? Гляну, что за softamp.
    Есть конечно ещё вариант всяких ламповых преампов от Амт, шифтлайн. Санс амп подкупает ютубом, где каждый второй пиндоский звукач пишет бас через него

  10. Maxim Kokarev Пишет:

    Да, в примере мафф без обработок. Зудящий верх у него есть как у любого дисторшна, но он не сильно выражен. Если слух будет резать, его эквалайзером легко можно убрать.

  11. efiki Пишет:

    Ясно. Пробовал пропускать бас через скример гитарный для подмеса, как то не впечатлило. Поэтому и спрашиваю

  12. Jas Пишет:

    efiki, гитарный скриммер (как и многое гитарное) режет низы напрочь. Легко проверяется любым софтовым анализатором.
    Поддержу Максима. Бас хорошо идёт без лишней эмуляции, компрессор, эквалайзер. Если очень хочется подмеса - разделите сигнал в аналоге, пишите в две дорожки. Я вот примерно так и пишу, потом смешиваю в нужной пропорции.

    Максим, спасибо за статью, язык, ресурс. Очень здорово. Удачи вам.

  13. Andrew Пишет:

    ай молодец, постиг разницу ) аналог это не только похоже но и проще и удобней ) не надо лшний раз крутить ручки в дав искать что ж не так, просто обрабатывай как слышишь лучше и все )

  14. Александр Пишет:

    Отличная статья! Всё верно сказано! Писать гитары по разному сам пробовал .. про сатураторы и дисторшены согласен!!!!!!

  15. Al Capone Пишет:

    2 года Максим!)) Почему не пишешь, видео не снимаешь? У тебя отлично получается.)) Я уже и из закладок сайт удалил, думал ты окончательно забил на это дело, а сейчас случайно забрёл. По поводу баса, попробуйте изначально Риперовские, но теперь и в vst - бесплатные supermaailma Bass Professor Mark II и его первую версию. По сути это многополосные компрессоры-левелеры, EQ и интересные искажения можно подмешать. А перед ним какой-нибудь сатуратор можно поставить, вроде SGA1566

  16. efiki Пишет:

    Jas, знаю, что гитарный аппарат режет низ. Но для подмеса и без низа можно. Например для перегруженной дорожки баса с резанными верхом и низом, чтобы пробиваться через гитары. Просто сам характер не понравился. Лучших результатов дал tse Bod 2. Но хотелось бы настоящий прибор. Будут деньги обязательно приобрету

Написать комментарий