Levels og loudness – 2. del

I sidste afsnit kiggede vi på hvordan digital lyd i grove træk fungerer. I praksis er der noget mere teknik i det, men det har jeg valgt at springe let henover i denne artikel. Teknikken med sampling og lagring kaldes for Pulse Code Modulation eller PCM. PCM er den rå digitale lyd uden nogen form for komprimering, forstået på den måde at der ikke er gjort noget for at få dataene til at fylde mindre, som i fx mp3- og AAC-formaterne. PCM-data gemmes typisk i fil-formater som AIFF og Wave. Fil-komprimering må ikke forveksles med dynamikreduktion i en audiocompressor – det er en helt anden proces trods navnesammenfaldet.

I denne artikel skal vi kigge lidt på begreber som peak, RMS og LUFS der alle er forskellige måder at indsamle viden om levels og loudness i vores lydoptagelser.

PEAK

Peaklevel er et vigtigt parameter at holde øje med når vi arbejder med digital lyd. Det angiver de højeste “toppe” i materialet og som vi så i første del, vil niveauer der overstiger det højeste “tal” i systemet, føre til clip og dermed forvrængning af signalet. Det har dog været almindelig praksis at acceptere enkelte clippede samples, eftersom ekstremt kortvarige clips ikke rigtigt er hørbare – men der er forskellige meninger om hvor mange. Nogen arbejder med at 3 på hinanden følgende samples, der er over, regnes for et clip. Andre arbejder med helt op til 9 samples. Under alle omstændigheder er der tale om meget kort tid, når vi typisk arbejder med 44100 samples pr. sekund.

Peak-level måles med et Peak Programme Meter (PPM). De kan konstrueres på forskellige måder og det kan have indflydelse på hvor effektive de er.

De mest almindelige optagesystemer som Logic, Pro Tools og Cubase bruger den type man kalder quasi peak metre. De er kendetegnede ved at de har en vis, meget kort, respons tid, så de viser selv korte udsving i signalet. De har dog den svaghed at de kun kan måle med den samme samplefrekvens som vores lydmateriale og derfor ikke kan vise det fænomen man kalder intersamplepeaks. Filtre i konvertere, equalizere og andre digitale processer kan skabe intersample peaks. Det vil sige at signalet imellem vores 44100 samples pr. sekund kan komme til at overstige det øverste niveau. For at fange intersample peaks skal man bruge et såkaldt true peak-meter der ved hjælp af mindst 4 gange oversampling er i stand til at “se” signalet imellem de “almindelige” samples. Da intersample peaks kan ligge op til 3 dB over det oprindelige signal, er det god skik at arbejde med mindst 3 dB headroom når man mixer. Derefter kan man i mastering løfte det samlede niveau op med en masterlimiter der kan arbejde med, og dæmpe intersample peaks.

Solid State Logic laver et gratis peakmeter der kan se intersample peaks.

Jeg bruger Sonnox Oxford Master limiter til mastering. Den kan også se intersample peaks.

RMS

At beskrive spændingen i en jævnstrøm er simpelt, for spændingen er jo konstant. Lyd derimod er en vekselstrøm, så spændingen varierer over tid. Derfor er man nødt til at kigge på et gennemsnit for at få en fornemmelse af spændingens størrelse. RMS står for root-mean-square og jeg vil undlade at gå ind i hvordan det fungerer rent matematisk, men nøjes med at sige at det beskriver den gennemsnitlige energi i vores lydsignal. Mange betragter RMS niveauet som en tilnærmet beskrivelse af hvor kraftigt lydmaterialet opleves i forhold til andre. Det man også kalder loudness.

Loudness er subjektivt og menneskers opfattelse af hvor kraftigt et signal virker, er meget forskellig. Derfor kan det ikke måles med et entydigt tal. Men RMS-niveauet kan hjælpe os godt på vej.

Når man sidder med 10 numre der skal mastres til et album, er en del af processen at skabe et godt loudnessflow. Lytteren skal have opfattelsen af at numrene har et godt niveau albummet igennem. På den måde skal man ikke hele tiden skrue op og ned for anlægget, fordi noget er for kraftigt og noget andet for svagt.

Et meter der kan måle RMS-niveau har en langsommere responstid end et peak-meter, så det reagerer ikke på korte udslag i lydsignalet (transienter). Det menneskelige øre reagerer ikke på meget korte transienter som udtryk for at lyden er kraftig – der skal mere tid til. Derfor fortæller RMS os mere om hvor stor energien er i den lyd vi arbejder med

Hvis man skal bringe to albumtracks på niveau, skal man altså arbejde med RMS-niveauet og ikke peak. Men hvad gør man hvis man vil hæve RMS niveauet i et nummer, men peak-meteret viser at transienterne er helt oppe at ringe? Det kan fx klares med en compressor/limiter med en hurtig responstid, så den kun dæmper de kortvarige udslag. Når de korte udslag er dæmpede har vi plads til at hæve RMS-niveauet med compressorens outputgain.

Til sidst er det vigtigt igen at pointere at RMS-niveauet på ingen måde er et entydigt mål for hvor kraftigt én lydoptagelse virker i forhold til en anden. Det kan kun give os et fingerpeg. Resten skal tages på øret og udfra teknikerens egen mavefornemmelse og erfaring. Derfor er det vigtigt hele tiden at krydslytte imellem numrene når man mastrer et album. Men måske er der et mere præcist mål for loudness på vej.

EBU-R128

I mange år har man på TV- og radiostationerne kun stillet krav om et maximum peakniveau til programleverandørene. Det har ført til en konkurrence om at råbe højest, specielt i reklameblokkene. Moderne digitale limitere har gjort det muligt at hæve RMS-niveauet i udsendelserne til ekstreme højder, uden at overstige peak-grænsen. Desværre har denne tendens også bredt sig til musikproduktion og nogen taler derfor om en decideret loudnesswar. Problemet er at TV-seerne bliver irriterede over det kraftige lydniveau i reklameblokkene. Desuden kan den meget hårde komprimering gøre lyden anstrengende at høre på i længden, da der er tale om en hørbar forvrængning, der bliver yderligere forværret når lyden bliver konverteret til fx mp3 el. AAC formater som man bruger fx i iTunes og TDC Play. Derfor har man arbejdet på at opstille nogle mere detaljerede krav til lydniveauet i udsendelserne. Den europæiske broadcast sammenslutning EBU har udsendt en anbefaling kaldet R128, der giver broadcasterne et bud dette. TV2 vil, som tidligere nævnt, gøre R128 til standardkrav fra 2012.

R128 er ikke ét, men flere krav til, dels nogle bestemte niveauer, og dels til udstyret de skal måles med.

Der er tre hovedparametre :

1) Programme Loudness – programmet måles samlet over tid i måleenheden LUFS

2) Loudness Range – et minimum krav til de dynamiske udsving i programmet

3) Maximum True Peak Level – maximum peak niveau målt med et true peak meter.

Lad mig lige kort ridse op hvad det handler om.

Programme Loudness

Her måles programmets gennemsnitlige niveau fra start til slut efter en bestem foreskrift.

Det samlede materiale påføres et hi-pass filter med en bestemt frekvenskurve. Kurven er K-vægtet, det vil groft sagt sige at den tilpasser materialet til den måde det menneskelige øre hører på, og den er udviklet ved intensive lyttetests over lang en årrække. Meteret skal også have en gate-funktion der stopper målingen ved længere passager uden eller med meget lidt lyd, så de ikke medtages i den samlede måling.

Måleenheden kaldes LUFS der står for Loudness Units i relation til Full Scale (fuld udstyring i et digitalt system). R128-standarden specificerer at et program skal have et gennemsnit på -23 LUFS.

Loudness range

Loudness Range eller LRA måles ligesom Programme Loudness over hele programmets længde og har til formål at undersøge hvor stort et dynamisk udsving der er i programlyden målt i dB. LRA kan variere afhængigt af programtype, og der er tilsyneladende endnu ikke en fast praksis på dette område. TV2 har fx pr. dags dato ingen krav til LRA på TV-reklamer.

Maximum true peak

Maximum true peak specificerer hvor de højeste peaks i programmet må være, målt med et true peak meter med mindst 4 gange oversampling, så det kan fange intersamplepeaks. I R128 er maximum true peak -1 dBTP.

EBU-R128 metre

Der er allerede adskillige metre på markedet, specielt designede til at håndtere R128, så selvom det lyder lidt indviklet, er det faktisk ret enkelt i praksis. Metrene fås som plugins der kan insertes på masteroutputtet i Logic, Pro Tools, Cubase osv. Jeg bruger denne fra Nugen Audio, men også danske TC har et meter, Radar LM6, på vej i januar 2012.

Til sidst…

Jeg har kun mixet ét program til R128 indtil videre. Det var en anelse forvirrende i starten, men når man kommer i gang er det faktisk nemt og jeg mener det er godt for den generelle lydkvalitet at der kommer den slags tiltag. Vi har fået værktøjer til at få mere objektiv information om loudness i vores mix og det er en stor hjælp. Man kunne håbe der engang kommer en lignende standard for musikproduktioner, så det hele ikke skal lyde så forvrænget. Holger Lagerfeldt fra Lydmaskinen har foreslået dette i en post og det er jeg helt enig i.

Morten Stjernholm fra Stjernholm Pro Shop har lavet et par gode videoer om emnet.

I den første demonstrerer han hvordan man arbejder med et R128-meter og i den anden video demonstrerer han, på glimrende vis, et par gode pointer omkring loudness. Informativt og underholdende. Se nederst.

Hvis du har lyst til læse lidt mere indgående om EBU-R128 kan du læse EBUs praktiske guide.

Levels og loudness – del 3

---