Limitace

Zesílení signálu je hlavní a současně poslední krok masteringu, který dělá hudbu hlasitější a chtělo by se říct i lepší, protože tak to lidské ucho vnímá.

Ať už v analogové nebo digitální doméně je limiter zařízení podobné kompresoru, které pomocí komprimace zvyšuje hlasitost signálu, slepuje mix dohromady a dodává zvuku specifický charakter. Na rozdíl od kompresoru pracuje limiter s výrazně vyšším kompresním poměrem a jedná se o jednopásmový proces, který upravuje celé frekvenční spektrum. Limitace začíná s poměrem více než 10:1. Proces limitace nevratným způsobem tvaruje obálku signálu, proto je výsadou masteringu, jakožto finálního procesu úpravy zvuku, kterým upravujeme témbr a dynamický rozsah. Použitím limiteru ve fázi mixu by spolu se zesílením signálu došlo i ke ztrátě určitého množství cenných hudebních informací.

Parametry limiteru
Hlavní parametry limiteru jsou práh (Treshold) a strop (Ceiling). Vedlejších parametrů může být různé množství a v závislosti na výrobci se stejné funkce mohou lišit názvem. Řadíme sem parametr Mode, který určuje druh limiteru, nebo parametr Character, určující rychlost odezvy. Druh limiteru odkazuje na hardwarovou předlohu, podle které jsou limitovací algoritmy modelovány. Je-li předobrazem pluginu zařízení Fairchild 670, bude se jednat o simulaci analogového zvuku lampového limiteru.

V případě použití digitálního rozhraní Maximizer od spol. iZotope se setkáme s následující sadou parametrů, které ovlivňují signál různým způsobem, ale vždy v zájemné souhře, které je potřeba porozumět.

1. Treshold Learn – Zajišťuje automatické nastavení prahu na základě uživatelem definovaného požadavku na výstupní hlasitost v jednotkách LUFS.
2. Mode – Algoritmy technologie IRC (Intelligent Release Control), které specifickým způsobem upravují signál vzhledem k latenci, transientům, psychoakustickým jevům, distorzi, barvení, klipování atd.
3. True Peak – Aktivací dochází ke kontrole a limitaci špiček, aby se předcházelo klipování analogového signálu jeho špička může při průchodu D/A převodníkem převýšit úroveň digitálního signálu až o několi dB.
4. Ceiling – Definuje maximální výstupní úroveň v dB. Obecně doporučované minimum je -0,3 dB. V případě dodatečné konverze do jiného audio formátu aplikovat řaději -0,6 až -0,8 dB a více jako opatření proti klipování.
5. Treshold – Nastavení na nenulovou hodnotu definuje úroveň spuštění limiteru a zároveň hodnotu zesílení zesílení signálu. Při špičkové úrovni -15 dB na vstupu a prahové hodnotě -5 dB nedojde k limitaci a signál bude na výstupu dosahovat úrovně -10 dB. Při špičkové úrovni -5 dB na vstupu a a prahové hodnotě -8 dB dojde k zesílení i limitaci přičemž maximální výstupní úroveň koriguje parametr Ceiling.
6. Link – Propojení parametrů Treshold a Ceiling funkcí Link umožňuje zafixovat nastavený poměr a přidáním či ubráním intenzity zkoumat slyšitelné projevy limitace.
   
7. Character – Upravuje dobu odezvy od rychlé po pomalou.
8. Stereo Independence – Kontrola stereofonního obrazu formou izolované úpravy signálu v části Transientu a Sustainu.
9. Transient Emphasis – Doladění tvarování přechodových částí signálu ve vztahu k zachování optimální hlasitosti ostrých zvuků.

Jak používat limiter?
Opakování je matka moudrosti, takže pro úplnost – limiter patří na konec efektového řetězce. Zapojen může být až v samém závěru, nebo okamžitě po zahájení prací v duchu metody Top-down. Ta je výhodná kvůli získání představy, jakým způsobem dojde ke zpracování špiček signálu před vlastním efektováním.

Úkolem limiteru je zesílení signálu za účelem jeho zlepšení (ve smyslu zvýšení hlasitosti a jejího vnímání). Aby toho bylo úspěšně dosaženo, je potřeba mít na vstupu frekvenčně i dynamicky vyvážený signál. Jinak řečeno by se limiter při své práci neměl potýkat s velkým množstvím nevyvážených částí signálu, které by silně komprimoval a tím i nevhodně zkresloval. Díky vizuální zpětné vazbě (Gain Reduction Trace), kterou virtuální procesy nabízejí, je snadné mít přehled o tom, kde taková kolizní místa vznikají.

Výše zmíněné zlepšení lze chápat i ve významu dosažení větší transparence. To znamená, že zvuku při jeho reprodukci nic nestojí v cestě. Ve smyslu jeho vnitřní kvality to znamená např. frekvenční vyvážení, nebo-li stav rovnováhy mezi basy, středy a výškami. Mix pak není ani tmavý (basový) ani světlý (převýškovaný) a nepotýká se s frekvenčním stíněním (tzv. maskování) – to se projevuje "zamazáním" zvuku a snížením čitelnosti. V kontextu limitace je potřeba vyhnout se efektu pumpování. Není-li to umělecký záměr, jedná se negativní defekt zvuku, který způsobuje nevhodné nastavení limiteru.

Obecně lze doporučit nastavení pomalé odezvy, kterým předcházíme negativnímu ovlivnění transientů. Tvar obálky náběhových křivěk totiž do značné míry ovlivňuje charakter zvuku a je-li v průběhu míchání správně definován, nechceme už při masteringu příliš měnit jeho témbr. Na druhou stranu, vše záleží na konkrétní situaci a může být, že kritickým poslechem vyhodnotíme efekt získaný nastavením rychlé odezvy jako vhodný.

Mezi osvědčené triky z praxe patří poslechový A/B test, kde A představuje stopu před limitací a B stopu po limitaci. Podotýkám, že u obou stop musí být hlasitost vyrovnaná na stejnou (resp. podobnou) úroveň, aby bylo možné posoudit účinky limitace.

Limiter a hlasitost
Maximalizace hlasitosti není boj o první místo. I v práci se zvukem totiž platí, že všeho moc škodí. Nadužívání limiteru vede k degradaci zvuku ztrátou přirozeného charakteru a vznikem defektů. Limitací předcházíme nežádoucímu zkreslení zvuku v důsledku zesílení signálu a je potřeba si uvědomit, že tento proces může být doprovázen určitou mírou ztráty odezvy transientů.

Ví se, že vysoká hlasitost z přelimitování vede k rychlejšímu nástupu únavy při poslechu. Nejedná se tedy o dobrou strategii k udržení pozornosti posluchače. Brickwall limiter, založený na spojení vysoké komprese s rychlým Attackem, je vhodnější pro umělecký záměr než běžné použití.

Je-li vyšší hlasitost nezbytná, vyplatí se jít na to chytře a využít techniky sériového zapojení dvou limiterů. První krotí transienty (rychlý Attack), druhý dodává hlasitost (pomalý Attack).

Fuknce Soft-clipping je metoda zvyšování hlasitosti formou saturace limitovaného signálu. Jedná se o paralelní proces, při kterém dochází k saturování signálu a jeho přimíchání k editované stopě ve zvoleném množství. V případě lehké saturace dochází k ovlivnění vrchní porce signálu od úrovně -3 dBFS. Z důvodu nelineárního chování algoritmu se může projevit tzv. Aliasing. Složitě řečeno jde o chybu při vzorkování kmitočtů nad Nyquistovou frekvencí... což je slyšitelné nežádoucí zkreslení, které by měl spolehlivě řešit anti-aliasingový filtr.

Doporučované hodnoty pro fyzická média a virtuální formáty je lépe dodržovat. Streamovací služby si stanovují požadované úrovně hlasitosti v jednotkách LUFS, které při nedodržení normalizují dle svého standardu, čímž chrání posluchače před nenadálými výkyvy hlasitosti.

Pokud to dynamika skladby umožňuje, může být v některých případech výhodnější strategie k dosažení potřebné hlasitosti pouhé zesílení výstupní hlasitosti bez použití limiteru.