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ESCOLA DE MÚSICA
CURSO TÉCNICO EM MÚSICA
GRAVAÇÃO MUSICAL
DISCIPLINA EDIÇÃO DE ÁUDIO I
APOSTILA
ELABORAÇÃO
Prof. Alexandre Viana
viana@musica.ufrn.br
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NATAL, RN – 2006
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Apostila Sound Forger, Notas de estudo de Engenharia de Manutenção
Apostila Sound Forger completa
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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NATAL, RN – 2006
ÍNDICE
- INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................
- A NATUREZA DO SOM....................................................................................................................
- 2.1. O QUE É UMA ONDA? .....................................................................................................................
- 2.2. F REQÜÊNCIA ..................................................................................................................................
- 2.3. AMPLITUDE OU LOUDNESS ............................................................................................................
- 2.4. F ASE ...............................................................................................................................................
- 2.5. T IMBRE ..........................................................................................................................................
- 2.6. F REQÜÊNCIA E T OM.....................................................................................................................
- 2.7. E FEITO DOPPLER .........................................................................................................................
- 2.8. REFLEXÃO ...................................................................................................................................
- 2.9. REFRAÇÃO ...................................................................................................................................
- 2.10. DIFRAÇÃO ................................................................................................................................
- DECIBEL (DB)..................................................................................................................................
- AMPLIFICADORES DE POTÊNCIA............................................................................................
- 4.1. P OTÊNCIA DE SAÍDA ....................................................................................................................
- 4.2. F REQÜÊNCIA DE RESPOSTA ..........................................................................................................
- 4.3. DISTORÇÃO HARMÔNICA T OTAL (THD).....................................................................................
- 4.4. RELAÇÃO S INAL RUÍDO ...............................................................................................................
- MESAS DE SOM – MIXERS...........................................................................................................
- 5.1. E NTRADA .....................................................................................................................................
- 5.2. AJUSTANDO O NÍVEL DE ENTRADA ..............................................................................................
- 5.3. I NDICADOR DE PICO .....................................................................................................................
- 5.4. DIRECIONAMENTO DO CANAL - INSERT .......................................................................................
- GRAVAÇÃO ANALÓGICA X DIGITAL .....................................................................................
- 6.1. GRAVAÇÃO ANALÓGICA .............................................................................................................
- 6.2. GRAVAÇÃO DIGITAL ....................................................................................................................
- 6.3. RESOLUÇÃO OU BIT DEPTH .........................................................................................................
- 6.4. T AXA DE AMOSTRAGEM..............................................................................................................
- 6.5. CANAIS ........................................................................................................................................
- PLACAS DE SONS ...........................................................................................................................
- SOUND FORGE................................................................................................................................
- 8.1. OPÇÕES DE G RAVAÇÃO ...............................................................................................................
- 8.2. M ARCADORES E REGIÕES............................................................................................................
- 8.3. REMOVENDO S ILÊNCIOS (P ROCESS-A UTO T RIM/CROP ) .............................................................
- 8.4. F ADES ..........................................................................................................................................
- 8.4.1. Fade In ................................................................................................................................
- 8.4.2. Fade Out..............................................................................................................................
- 8.4.3. Fade Graphic ......................................................................................................................
- 8.5. T IME S TRETCH ( AJUSTAR TEMPO) ...............................................................................................
- 8.6. P ROCESSADORES .........................................................................................................................
- 8.6.1. Equalizador .........................................................................................................................
- 8.6.2. Compressor/Expansor .........................................................................................................
- 8.6.3. Reverb..................................................................................................................................
- 8.6.4. Delay ...................................................................................................................................
- 8.6.5. Chorus .................................................................................................................................
- 8.6.6. Distorção .............................................................................................................................
- 8.7. NORMALIZAÇÃO ..........................................................................................................................
- 8.7.1. Normalização por Peak level ..............................................................................................
- 8.7.2. Normalização por RMS Power............................................................................................
- 8.8. NOISE REDUCTION (REDUTOR DE RUÍDOS).................................................................................
- 8.9. E XTRAINDO AS REGIÕES CRIADAS...............................................................................................
- BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA..............................................................................................
- Figura 1. Exemplo de um ciclo de onda ÍNDICE DE FIGURAS
- Figura 2. Amplitude da onda
- Figura 3. Soma de ondas de mesma fase
- Figura 4. Soma de ondas em fases invertidas
- Figura 5. Harmônicos de uma fundamental
- Figura 6. Diferentes formas de onda (timbres diferentes)............................................................
- Figura 7. Exemplos de formas de ondas e Espectro
- Figura 8. Exercício
- Figura 9. Faixas de freqüências e audibilidade..........................................................................
- Figura 10. Exemplo de Reflexões.
- Figura 11. Exemplo de Refração................................................................................................
- Figura 12. Exemplo de Difração.................................................................................................
- Figura 13. Conversão Analógico x Digital Figura 20. Tipos de ligações de cabos.......................................... Erro! Indicador não definido.
- Figura 14. Pontos de amostragem
- Figura 15. Figura placa de som..................................................................................................
- Figura 16. Abrir propriedades de volume/gravação
- Figura 17. Controle de volumes
- Figura 18. Propriedades de reprodução/gravação.....................................................................
- Figura 19. Propriedades de gravação
- Figura 21. Opções gravação Sound Forge
- Figura 22. Onda desenhada no lugar errado por erro de DC Offset..........................................
- Figura 23. Marcador/Região no Sound Forge............................................................................
- Figura 24. Diferença entre marcador e região no SF.................................................................
- Figura 25. Silêncio no início e no fim da gravaçao.....................................................................
- Figura 26. Removendo silêncios
- Figura 27. Janela de fade in/out.................................................................................................
- Figura 28. Ajustar tempo
- Figura 29. Equalizador gráfico
- Figura 30. Equalizador paragráfico
- Figura 31. Equalizador paramétrico
- Figura 32. Janela de reberb
- Figura 33. Janela de Delay simples
- Figura 34. Janela do Chorus no Sound Forge
- Figura 35. Janela de distorção do Sound Forge
- Figura 36. Normalização por pico no SF....................................................................................
- Figura 37. Normalização por RMS no SF
- Figura 38. Modelos de valores de normalização SF
- Figura 39. Redutor de ruídos SF................................................................................................
- Figura 40. Janela extrair regiões no SF (criar arquivos)
1. Introdução
Esta apostila foi preparada para auxiliar os alunos da disciplina Edição de Áudio I do Módulo Edição de Áudio do Curso Técnico em Música da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). É importante buscar novas fontes de informação para aumentar o conhecimento no assunto abordado em sala de aula. Sempre consultar a internet para buscar novos exemplos, exercícios, dicas etc. A Biblioteca Pe. Jaime Diniz possui a maioria dos livros usados na elaboração desta apostila dentre outros. Sempre que possível utilizar a lista de discussão (ea1@musica.ufrn.br) para tirar dúvidas, questionar, trocar idéias, sugestões etc.
2. A Natureza do som
“Se uma árvore caísse na floresta e não houvesse ninguém lá para ouvir, ela faria barulho...?” Esta é uma velha pergunta que nunca obteve uma resposta definitiva. Quer dizer, até agora, porque em sua definição mais completa, o som deve ter três elementos essenciais: geração , propagação (ou transmissão) e recepção. Então se uma árvore cair e não houver ninguém para ouvir, o terceiro elemento essencial (recepção) não ocorreu, portanto não houve som. Todos os três elementos são importantes e a compreensão de cada é essencial para um entendimento completo de amplificação de música e som. Para que o som seja gerado, algo deve por o ar em movimento. Isto significa que qualquer coisa que vibre pode gerar som seja ela cordas de um violão, a palheta de um oboé ou suas próprias cordas vocais.
2.1. O que é uma onda? O mundo está cheio de ondas: ondas sonoras, ondas de luz, ondas d’água, ondas de rádio, raios X e outras. A sala onde você está sentado está sendo “bombardeada” de ondas de luz, de rádio, ondas sonoras de diferentes freqüências; as ondas de baixa freqüência se propagam inclusive através das paredes. Praticamente todos os meios de comunicação dependem de ondas de todos os tipos. Embora as ondas sonoras sejam muito diferentes das ondas de rádio e das ondas do mar, todas as ondas possuem certas propriedades comuns. Uma das primeiras propriedades notadas nas ondas é que elas podem transportar energia e informações de um lugar para outro, em um meio, sem transportar o meio. Um distúrbio é passado de um ponto a outro quando a onda se propaga. No caso das ondas de luz a mudança ocorre na eletricidade e no caso de ondas de rádio o distúrbio é magnético. Nas ondas sonoras há mudança na pressão e densidade. Mas em qualquer caso o meio volta ao estado de repouso após a onda passar.
2.3. Amplitude ou loudness A amplitude da onda, ou seja, o quão mais alto ela atinge no gráfico, determina o nível de volume do som. Então, quanto mais alto ela chegar mais forte será o som. Observe as duas ondas abaixo.
Figura 2. Amplitude da onda
A onda A possui a mesma freqüência da onda B, porém sua amplitude é menor do que a onda B. Portanto, a onda A soa com menor intensidade.
2.4. Fase Quando duas ondas ocorrem ao mesmo tempo, elas interagem uma com a outra e cria uma nova forma de onda. A fase refere-se ao efeito que uma onda tem sobre outras. Duas ondas que se iniciam simultaneamente com a mesma amplitude e mesma freqüência produzirão uma nova onda com a mesma freqüência, porém de amplitude maior. Veja figura abaixo. A amplitude será a soma das amplitudes em cada onda. Diz-se que estas duas ondas estão em fase.
Figura 3. Soma de ondas de mesma fase Se duas ondas com mesma amplitude e freqüência iniciarem em fase oposta a onda gerada será cancelada. Diz-se que as ondas estão em fase invertida.
Figura 4. Soma de ondas em fases invertidas 2.5. Timbre Um tom complexo pode ser caracterizado como duas ou mais ondas tendo relação de freqüência, amplitude e fase diferentes. Ondas que têm freqüências relacionadas por números inteiros são chamados harmônicos. Estes harmônicos podem ser adicionados a tons puros por meio eletrônicos ou podem ser inerentes ao próprio instrumento (forma do instrumento, tipo de material de que é feito etc). Se uma mesma nota for tocada em um piano e em um violino podemos perceber facilmente a diferença entre um e outro. O motivo pelo qual um piano soa diferente de um violino é que são gerados pelos dois instrumentos harmônicos naturais diferentes. Vistos de outra forma, harmônicos são tons “fantasmas” que são gerados como resultado da forma de tocar ou da estrutura do instrumento. Por exemplo, quando tocamos um tom de 440 no piano, a corda vibra em 440Hz que é chamada de fundamental. No entanto, outras vibrações ocorrem devido à estrutura do piano. Estas notas poderiam ser duas vezes a fundamental, três vezes, quatro vezes etc. Isto significa que percebemos o som de 440 Hz e outras freqüências como 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz etc. também estão presentes e afetam todo o som do piano. Esta quantidade de harmônicos e a intensidade de cada um em relação a fundamental criam um som único em cada instrumento. Isto é conhecido como o timbre do instrumento.
Figura 5. Harmônicos de uma fundamental
Figura 7. Exemplos de formas de ondas e Espectro
Exercício : Explique as principais diferenças entre os sons na figura abaixo: Figura 8. Exercício
2.6. Freqüência e Tom Tom e freqüência estão relacionados. Tom é atributo psicológico de um som musical, enquanto a freqüência é o fenômeno físico. Nós percebemos o tom de uma freqüência de uma onda. Como já vimos, nossos ouvidos podem perceber alturas entre 20Hz e 20000Hz. Mas não ouvimos essas freqüências de forma igual. Nós somos mais sensíveis às freqüências médias do que às altas e baixas freqüências. Estas diferentes sensibilidades às freqüências também mudam com a amplitude. Em baixos volumes não podemos ouvir as baixas freqüências tão bem. No entanto, à medida que o nível do volume aumenta, tendemos a ouvir estas freqüências mais parecidas com as médias.
Figura 9. Faixas de freqüências e audibilidade
3. Decibel (dB)
O decibel é equivalente a 1/10 do Bel. O Bel é assim chamado em homenagem a Alexander Graham Bell, inventor com várias patentes, dentre elas a do telefone. Dada a dificuldade em trabalhar com variações tão grandes existentes entre os níveis de potência dos sinais elétricos em linhas telefônicas, Bell optou por traduzi-las em variações bem menores através de uma escala logarítmica. É importante lembrar que trabalhar com escalas logarítmicas é, para nós, muito conveniente, já que na natureza encontramos uma infinidade de situações em que estímulo e reação se relacionam de forma logarítmica. A escala logarítmica escolhida por Bell foi a de base dez. Ela fornece intervalos iguais para cada acréscimo, ou decréscimo, à razão de x (vezes dez). Portanto, para cada variação na potência de um sinal à razão de x10 ou ÷10, ele acrescentava ou subtraía 1 Bel. Podemos ver isto na escala abaixo:
Potência 10 -2^10 -1^100 101 102 103 104 Razão 1/100 1/10 1 ou Ref 10 100 1000 10.000 100.
Bel -2 -1 0 1 2 3 4 5 dB -20 -10 0 10 20 30 40 50
O Bel ficou, portanto, definido como o logaritmo na base dez da relação entre duas potências, Bel = log (P 1 /P 0 ) E o decibel, por conseqüência, ficou definido como 10 vezes o logaritmo na base dez da relação entre duas potências, dB = 10 log (P 1 /P 0 ) Essas potências podem ser de natureza elétrica, mecânica, acústica ou outra qualquer.
Sempre que uma potência for o dobro de uma outra ela será 3 dB maior ou se for metade será 3 dB menor; Sempre que uma potência for dez vezes uma outra ela será 10 dB maior ou se for 1/10 será 10 dB menor.
A VARIAÇÃO DE POTÊNCIA é expressa como sendo 10 log (P 1 /P 0 ) Substituindo os valores de potência pelos de voltagem, teremos: 20 log (P 1 /P 0 ) O multiplicador 20 também aparece nas relações , em bD, entre correntes elétricas e entre pressões acústicas.
Sempre que uma voltagem for o dobro de uma outra ela será 6 dB maior ou se for metade será 6 dB menor Sempre que uma voltagem for dez vezes de uma outra ela será 20 dB maior, ou se for 1/10 será 20 dB menor
A VARIAÇÃO DE TENSÃO é expressa como sendo 20 log (V 1 /V 0 )
Instrumentos musicais irradiam energia acústica e a taxa na qual um instrumento irradia esta energia é a chamada de “potência de saída” do instrumento. Nossos ouvidos são sensíveis à potência acústica. A unidade de medida para esta potência acústica é o Watt acústico. O ouvido humano é uma ferramenta notável. Ele possui a habilidade de detectar sons extremamente baixos e extremamente altos. Se uma fonte sonora pudesse gerar um Watt acústico de potência, ele seria classificado como um som muito alto. De fato, machucaria nossos ouvidos. Isto é conhecido como “limiar da dor”. Inacreditavelmente, se uma fonte sonora produzisse um trilionésimo de Watt acústico (0,000000000001), nós, ainda assim, conseguiríamos perceber o som. Este som seria muito suave e é chamado de “limiar do som”. Assim, a diferença entre o mais suave e o mais forte que podemos perceber é um trilhão de vezes. Devido a esta grande variação, usar a unidade de Watt acústico dificultaria por envolver números grandes. Assim, ao invés de usarmos a potência acústica e Watts acústicos, usaremos o Nível de Pressão Sonora ( Sound Pressure Level ) SPL que é medido em Decibéis. Outro importante fato da audição é que ela é não-linear. Isto é, dobrar a potência acústica de um instrumento não fará dobrar o seu volume. A escala de medição em decibéis leva em conta a natureza não-linear da audição, sendo assim uma maneira mais descritiva de como nós ouvimos. Decibéis são baseados em razões e logaritmos. Logaritmos são simplesmente uma forma de reduzir faixas grandes de números. Dissemos que a variação da percepção sonora é de 0,000000000001 Watt acústico até 1 Watt acústico. Usando decibéis podemos substituir todos estes números por zero decibel para o menor som que podemos ouvir até 120 dB para o som mais forte. Observe a tabela abaixo: Nível de Pressão Sonora - SPL Nível em Watt Acústicos
Nível de Pressão Sonora – SPL Nível de Watts acústicos 10 Avião a jato a 30 m 130 1.0 Limiar da dor 120 Banda de rock alta .1 Trovão 110 Máquina rebitadora a 10 m .01 Caminhão diesel a 25 m 100
80 100,000, 90 1,000,000, 100 10,000,000, 110 100,000,000, 120 1,000,000,000,
Esta tabela mostra quanto mais potência é necessário para conseguir um aumento qualquer em dB. Por exemplo, se você quiser aumentar a SPL em 10 dB, você precisa aumentar a potência dez vezes acima da atual. Digamos que você estivesse usando um amplificador de 100 W que produziu um nível de SPL de 95 dB. Para atingir 105 dB SPL, você precisaria de um amplificador de 1000 W (10 vezes 100 Watts). Decibéis são usados para descrever os níveis de pressão sonora porque são semelhantes à forma que os humanos ouvem. Lembre-se de três regras para sua utilização:
- Uma mudança de um decibel na pressão sonora é impossível de detectar para a maioria das pessoas
- O ouvido humano médio percebe diferenças de volume em incrementos de 3 dB. Isto significa que para gerar a menor mudança no volume percebido, a potência deve ser dobrada.
- Para dobrar o volume percebido, o nível de pressão sonora deve ser aumentado em 10 dB, o que exige 10 vezes mais potência!
Assim, se você tivesse um amplificador de guitarra de 60 Watts, para fazer a menor variação de volume (3 dB) você precisaria de um amplificador de 120 Watts. Para dobrar o volume, você precisaria de um amplificador de 600 Watts (60 vezes dez).
4. Amplificadores de Potência
Os amplificadores de potência têm função muito particular nos sistemas de sonorização
- para os auto-falantes. Os amplificadores podem ser construídos em unidades separadas ou juntamente com mixers. Vamos conhecer algumas características dos amplificadores.
4.1. Potência de saída Os dois tipos mais importantes de amplificadores são os mono ou estéreo. Um amplificador possui um único sistema de amplificação enquanto o estéreo possui dois sistemas independentes. Estes dois sistemas podem ser usados juntos ou somados para criar mais potência. A esta característica chamamos de bridge. Os amplificadores podem possuir vários métodos de medida. Todos eles são baseados no nível da forma de onda amplificada. A que melhor define a potência do amplificador é RMS (do inglês – root mean square – raiz quadada).
4.2. Freqüência de resposta Já que o amplificador é utilizado para reproduzir sinais de entrada de forma muito precisa, eles não podem modificar a coloração tonal do som. A freqüência de resposta de um amplificador deve ser o mais flat ( sem alteração) possível em toda a faixa de freqüência (20 Hz a 20 KHz).
4.3. Distorção Harmônica Total (THD) Quando um amplificador está na potência máxima, normalmente há uma alteração do sinal de saída comparado com o sinal de entrada. Isto é causado pelo amplificador que produz uma certa porcentagem de harmônicos em todo o sinal original. Estes harmônicos são “tons fantasmas” que são inerentes ao amplificador. Todas as freqüências harmônicas estão relacionadas aos números inteiros e portanto estão musicalmente relacionados. Estudos têm mostrado que o ouvido humano pode distinguir aproximadamente 1% da distorção harmônica total antes que elas comecem a incomodar. (Esta porcentagem pode mudar dependendo da fonte). O melhor amplificador é aquele que tiver a menor distorção harmônica.
4.4. Relação Sinal Ruído Todo equipamento eletrônico possui um ruído inerente chamado ruído térmico ou Gaussiano. Já que não tem como eliminar esse ruído, o nível do sinal a ser gravado deve ser bem maior do que o ruído para que ele se torne imperceptível. O mínimo aceitável da relação sinal ruído para equipamentos de amplificação deve ser de 65 dB.
suaves causam um aumento menor. Em outras palavras, o sinal elétrico é diretamente análogo ao som original. Quando a cabeça de gravação do toca-fitas recebe essas voltagens flutuantes, ela cria padrões magnéticos na fita correspondente ao sinal elétrico original. Fazendo isso, ela armazena uma versão análoga da onda de som que iniciou todo o processo. A reprodução é essencialmente o processo inverso. A cabeça de reprodução lê os padrões magnéticos da fita e reconstrói o sinal de áudio. O alto-falante no final da linha responde às voltagens flutuantes vibrando de forma a recriar a onda de som original. O mais importante a ser lembrado é que, em todo o processo de gravação e reprodução, cada componente do sistema responde de forma a imitar o som original. Pode-se dizer que o relacionamento análogo entre o som e a gravação está sempre preservado. Podemos comparar um som analógico com uma rampa. E o som digital com uma escada. Na rampa temos inúmeras posições onde poderíamos ficar até se chegar a um pavimento superior. Já na escada, temos alturas discretas (definidas).
ANALÓGICO DIGITAL
6.2. Gravação digital A gravação digital começa como a gravação análoga. As ondas de som são registradas por um microfone que converte as vibrações no ar em sinal elétrico. Neste ponto o processo ainda é análogo. As coisas mudam rápido, porém, à medida que o gravador digital transforma as voltagens flutuantes numa série de números binários (1’s e 0’s). Ele faz isso com um circuito eletrônico chamado conversor análogo-digital (conversor A/D ou ADC). Quando o sinal elétrico sai do microfone, ele encontra primeiro algo chamado circuito sample-and-hold. Este pega o sinal recebido e o congela por alguns momentos. Este “instantâneo” do sinal captura o nível atual de corrente num ponto específico do tempo. O conversor A/D entra em cena a atribui uma série de números que representam aquela leitura instantânea da voltagem. Depois que o conversor A/D faz seu trabalho, o circuito sample-and- hold pode sair de cena e todo o processo se repete – muitos milhares de vezes por segundo. O processo de pegar e ler um sinal recebido é chamado de sampling (amostragem), e o número de vezes por segundo que o processo ocorre é chamado de sampling rate (taxa de
amostragem). Quanto maior a taxa de amostragem, mais precisamente o aparelho de gravação pode captar a mínimas variações na onda de som. Isto produz gravações de maior fidelidade com menos distorção. O compact disk (CD) usam a taxa de amostragem de 44.1 KHz, enquanto os ADATs podem chegar até 48 KHz. Existem equipamentos que gravam com taxas mais altas. Os DVDs podem chegar a 96 KHz ou mais.
Figura 13. Conversão Analógico x Digital
6.3. Resolução ou Bit Depth As amostras da taxa de amostragem são feitas através de números. Precisamos definir um valor mínimo e um máximo da representação dos números, ou seja uma escala. A resolução define os níveis de variações da amplitude. Portanto, quanto maior for a resolução maior será a possibilidade de representar variações de dinâmicas. O processo de converter um sinal elétrico (o qual representa uma onda de som) numa série de números é chamado quantização ou digitalização. Toda vez que um conversor A/D (analógico/digital) recebe uma leitura de voltagem do circuito sample-and-hold (ver e anotar), ele joga uma série de números binários (bits) que representam a amplitude do sinal naquele momento. Quanto mais bits houver disponíveis para descrever a leitura da amplitude, mais precisamente o ADC ( analog digital converter – conversor analógico digital) pode fazer coincidir essa leitura. Se ele não puder fazer coincidir a leitura exatamente, chega o mais próximo possível e continua.