O que o Reverb Digital realmente faz?

O que o Reverb Digital realmente faz?

por 18/09/2019

Entenda mais sobre o reverb, os diferentes tipos e saiba como usá-lo apropriadamente.

Quando começamos a produção musical, geralmente tendemos a ser seduzidos pelo som do reverb. Eu, por exemplo, certamente passei por um período de plug-ins de reverberação em todos os canais quando comecei a produzir música. No entanto, os belos espaços que o reverb pode criar são frequentemente enganosos, pois as mixagens com excesso de reverberação podem acabar soando degradadas e sem foco.  Neste artigo, discutiremos o que o reverb digital, algorítmico e de convolução, tecnicamente faz com um sinal de áudio para obter o efeito do reverb. Com essas informações em mente, também abordaremos algumas considerações para lidar com reverb em seus próprios projetos.

A física do reverb

Para entender corretamente por que o reverb digital funciona dessa maneira, primeiro devemos esclarecer o processo pelo qual o reverb é criado no mundo natural. Quando um som ocorre, ele emite ondas sonoras que se propagam para o exterior em todas as direções. Essas ondas sonoras viajam através do espaço até atingirem uma superfície. À medida que a onda encontra a superfície, uma certa quantidade de energia cinética das ondas é absorvida e se dissipa como energia térmica na superfície. A quantidade de absorção depende da composição da superfície. Certos materiais porosos, como a cortiça, absorvem mais ondas sonoras do que outros materiais. Essas considerações são feitas ao projetar o tratamento acústico para estúdios e locais de música. No entanto, as superfícies não absorvem 100% da energia das ondas sonoras. A energia restante é refletida a partir do ponto em que a onda sonora original entra em contato com a superfície, criando novas ondas sonoras refletidas. Essas ondas se propagam mais uma vez em todas as direções até atingirem superfície. Esse processo continua até que as superfícies absorvam energia sônica suficiente para evitar reflexões sonoras adicionais. Geralmente, consideramos que esse período de decaimento dura até que o nível de reverberação diminua em 60 dB. O tempo que o sinal de reverb leva para decair (o tempo de decaimento de reverb) é, portanto, referido como RT60 (ou “tempo de reverb -60 dB”). Em qualquer ponto desse processo de ondas sonoras refletindo ao longo de um espaço, uma onda pode alcançar e ser percebida por um ouvinte. Com base na jornada que uma onda sonora faz pela sala até o ouvinte, classificamos em uma das três categorias:

O som que chega ao ouvinte diretamente da fonte de som (sem sofrer reflexões anteriores) é chamado de sinal direto. Em um contexto de produção musical, esse é um sinal seco, sem reverberação. Pense em como um vocal gravado perto do microfone soa. Bastante seco! Isso ocorre porque quase 100% do sinal gravado é um sinal direto da fonte sonora: o vocalista.

Algumas reflexões podem refletir apenas uma superfície antes de alcançar o ouvinte. Nós nos referimos a essas ondas sonoras como reflexões iniciais. À medida que essas reflexões atingem os limites do espaço e viajam imediatamente para o ouvinte, elas são cruciais em nossa interpretação do tamanho da sala e da localização da fonte sonora.

As últimas são as reflexões tardias, que se refletem em várias superfícies antes de finalmente chegar ao ouvinte. O tamanho do espaço e a composição das superfícies determinam quanto tempo essas reflexões continuarão a se desenvolver.

Com o tempo, a energia perdida nesse processo faz com que cada reflexão tenha uma amplitude menor do que a onda que se reflete na superfície. Além disso, como as frequências mais altas têm comprimentos de onda mais curtos, elas são mais suscetíveis à absorção quando uma onda sonora atinge uma superfície. Portanto, cada reflexão também possui menos conteúdo de alta frequência do que o sinal antes da reflexão. Dada a velocidade rápida do som, todas essas reflexões se movem rapidamente pelo espaço, com cada reflexão atingindo o ouvinte quase imediatamente após o que está diante dele. De acordo com o Efeito Haas , não percebemos cada reflexão como um evento separado e, em vez disso, percebemos a série de reflexões como uma cauda reverberante decaindo ao longo do tempo.

Anatomia geral dos reverbs digitais

Os sistemas de reverberação digital são projetados para replicar todos os eventos acima com processos matemáticos. Notavelmente, os reverbs digitais não podem recriar perfeitamente o efeito do reverb natural criado pela física. É quase impossível explicar todas as inconsistências do mundo real em um cálculo, mas os desenvolvedores de sistemas de reverberação digital descobriram várias maneiras de fornecer uma experiência convincente do espaço.

Geralmente existem dois grupos de reverberação digital:  Algorítmica e Convolução.

Reverb digital algorítmico: 

A maioria dos reverbs digitais que você encontrará são algorítmicos, que usam menos poder de processamento do que seus equivalentes de convolução. A primeira instância de um reverb digital algorítmico comercial foi o lançamento da EMT em 1976 do EMT 250 Electronic Reverberator que, impressionantemente, ainda é considerado um dos reverbs digitais com melhor som de todos os tempos.

 

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Os plug-ins de reverb mais modernos que você encontrará se enquadram na categoria algorítmica, provavelmente incluindo todos os reverbs de ações em sua DAW. Em geral, é uma aposta segura que qualquer plug-in de reverb não comercializado especificamente como uma unidade de “convolução de reverb” seja orientado por algoritmo. Embora eles geralmente tenham menos poder de processamento, os reverbs algorítmicos como o Nimbus da Exponential Audio ainda são perfeitamente capazes de criar sons reverb realistas surpreendentes.

 

 

A primeira ordem de processos de um reverb algorítmico é gerar o efeito de reflexões iniciais. O sinal seco é executado através de várias linhas de atraso, que criam alguns atrasos rápidos e espaçados do sinal original. Isso é feito com base nas configurações de reverb relacionadas ao tamanho e formato da sala teórica. Essas qualidades da sala ditariam como as primeiras reflexões são criadas em um espaço físico. Os algoritmos matemáticos controlam e modulam o tempo, o volume e o tom dos atrasos, como as superfícies de uma sala real. Como resultado, o algoritmo pode refletir o efeito de reflexões iniciais. Em seguida, temos que encontrar uma maneira de gerar reflexões tardias. Mais uma vez, pense em como as reflexões tardias são introduzidas no mundo real: elas provêm das primeiras reflexões atingindo superfícies, para alcançar esse efeito, um reverb digital algorítmico utilizará loops de feedback para alimentar as reflexões iniciais geradas através do algoritmo mais uma vez. Isso recupera as qualidades reverberantes do “espaço” e as aplica às reflexões iniciais, resultando em atrasos adicionais que servem como reflexões tardias. Novamente, o tempo, o volume e o tom dos atrasos criados nesse loop de feedback são controlados pelo algoritmo de reverb. O número de vezes que as reflexões são retornadas pelo loop de feedback pode ser ajustado, com a quantidade de feedback determinando efetivamente o tempo de decaimento de reverb. Mais feedback, o que causaria atrasos adicionais, acabará criando uma cauda de reverberação mais longa. Usando esses processos e seguindo o desenvolvimento físico do reverb no mundo natural, um reverb digital algorítmico recria convincentemente a sensação de espaço.

Reverb digital de convolução:

Na verdade, discuto o conceito geral de convolução em detalhes aqui , mas vamos abordar rapidamente como funciona um sistema de reverb digital de convolução.

O reverb de convolução usa o conceito de “convolução” para criar reverb hiper-realista, geralmente a assinatura reverberante distinta de um espaço ou objeto em particular.

O primeiro processador de convolução em tempo real foi o DRE-S777 da Sony, lançado em 1999.

 

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Existem muitos plug-ins modernos que contêm funções de convolução (o Trash 2 possui um módulo Convolve), mas plug-ins como o Altiverb da Audio Ease e o Space Designer do Logic Pro X são alguns dos plug-ins de reverb de convolução mais populares usados ​​atualmente.

 

O reverb de convolução começa com uma medição. Um espaço ou o caráter sônico de um objeto pode ser capturado acionando sua acústica primeiro com um “impulso”. Geralmente, é um som relativamente atonal selecionado para acionar todas as áreas do espectro de frequência audível. Sons como pistola de partida, explosão de ruído branco ou varredura senoidal são comumente usados ​​para esses impulsos. Os microfones são configurados no espaço e gravam o áudio resultante, captando o impulso original e a resposta de reverberação da sala. Medição feita!

 


Esse áudio é então alimentado em um processador de convolução, capaz de eliminar o impulso original da gravação e medir as propriedades acústicas da sala a partir da reverberância resultante. Com essa análise, o processador de convolução produz uma “resposta de impulso”, que atua como a assinatura geral de que a sala se aplicaria a qualquer som. As unidades de reverb de convolução são então capazes de usar essas respostas de impulso para afetar um novo sinal. A matemática por trás disso é bastante complexa, mas, para fins de produção de áudio, os novos espectros de frequência da resposta a sinais e impulsos são essencialmente multiplicados. Isso faz com que as frequências compartilhadas entre os dois sejam acentuadas, enquanto frequências díspares são atenuadas. Por fim, isso faz com que o som do reverb esteja relacionado de maneira harmônica e temporal a esse novo sinal. Como resultado, um reverb de convolução produz um efeito extremamente convincente do novo sinal sendo reproduzido no espaço ou objeto medido.

Como essa anatomia deve afetar o uso do reverb ?

Com o entendimento de como esses sistemas de reverb digital funcionam, podemos ver algumas armadilhas em potencial ao trabalhar com reverb na produção de áudio. No caso de reverb algorítmico e de convolução, o “som de reverb” nada mais é do que uma série de atrasos com amplitude decadente e conteúdo de alta frequência. Como resultado, quando você mistura reverb com um sinal seco, você está introduzindo cópias do sinal seco ao lado dele a tempo.

O efeito de reverberação que conhecemos e amamos é o resultado desses atrasos “manchando” a posição do som no tempo, literalmente tirando o foco do sinal seco original ao introduzir esses atrasos. Isso fornece uma explicação adicional de como o sinal de reverb pode competir com o sinal seco em uma mixagem e como o excesso de reverb pode fazer com que os elementos percam a clareza e a presença. Devido a essa potencial perda de clareza e presença, também é importante saber quando o reverb não é a resposta. Como é um efeito baseado em atraso, plug-ins simples de atraso podem obter praticamente o mesmo efeito. Eles podem criar uma sensação semelhante de espaço, ao mesmo tempo em que são mais claramente definidos e amigáveis ​​ao produtor em uma mistura. O conhecimento das diferenças em como os reverbs algorítmicos e de convolução funcionam também deve afetar como (e com que frequência) você usa cada um em um projeto.

Como mencionado anteriormente, a execução de um reverb de convolução requer mais poder de computação do que um mero algoritmo, portanto, incluir um reverb de convolução em todos os canais pode atrasar seriamente o projeto. Os espaços disponíveis através do reverb de convolução podem parecer ótimos, mas isso não é muito bom se sua DAW travar …

Os reverbs algorítmicos são mais compatíveis com a CPU e, portanto, são preferíveis se você decidir adicionar reverb de inserção como um interessante efeito de mixagem ou design de som.

Os reverbs de convolução são muito mais adequados como efeitos de retorno do que como efeitos de inserção. O uso de um canal de retorno permitirá que você use uma ou duas instâncias do plug-in de reverb para afetar vários elementos. Isso ajuda a minimizar a carga da CPU e cria um espaço realista no qual todos esses elementos ocorrem. Isso é feito para convolver os pontos fortes do reverb, pois um espaço parecerá ainda mais convincente com vários elementos que reforçam a identidade do espaço na faixa.

Conclusão

O reverb digital tem sido inegavelmente um grande desenvolvimento na produção musical. Forneceu uma alternativa cirúrgica, mas convincente, a tudo, desde salas de reverberação dedicadas a tecnologias eletromecânicas pesadas, como reverb de mola e de placa. A maleabilidade de um sistema de reverb digital também oferece ao usuário mais controle do que as tecnologias anteriores, o que não era possível (no caso de salas físicas) ou era mais tedioso (no caso de molas e placas). Esse controle permite que os usuários criem facilmente sons de reverberação sonoros realistas e estranhos e criativos em um sistema.

Com um pouco de contexto sobre como os sistemas de reverb digital funcionam, espero que você possa otimizar seu uso de reverb e explorar seus recursos para criar espaços interessantes em seu trabalho sem sobrecarregar o seu computador.

Por Griffin Brown, iZotope Colaborador

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