Osa1 Osa2 Osa3 Osa4 Osa5 OsaX  

Jussi Honka
jussi.honka(a)werk23.org
http://sound.werk23.org

Mikrofonit ja Tallentimet
 
Mikrofonityypit
Suuntakuviot
Mikrofonitarvikkeet
Liittimetjapiuhat
Etuvahvistin ja phantom
Padit ja leikkurit
Tallentimien tekniikkaa
Tallentimet ja mikserit
 
Lataa kaikki osat PDF:nä

DYNAMIIKKA JA HEADROOM

Headroomin käsite ymmärretään usein niin, että voi äänittää kovempaa ilman pelkoa äänen säröytymisestä. Tavallaan asia on oikein esitetty, mutta nollakohta on nollakohta, äänitti sitten 16 bitillä tai 24 bitillä. Erot ovat "floor roomissa", kohinatasossa. 16 bitillä on siis 96 desibelin dynamiikka, tällöin teoriassa kohinataso on siis -96 dB digitaalisesta nollasta katsottuna. 24 bitillä teoreettinen kohinaraja on huimat -144 dB. No tätä rajaa ei tietenkään koskaan saavuteta, ja kuten kaikki tietävät, äänittäessä tulee kohinaa aina signaaliin mikkietusista ja itse mikrofonista sekä usein myös äänitystilasta. Tästä johtuen 16 bittiä on aivan tarpeeksi s/n (signal to noise) -tasoa jotta sillä pärjää hyvin pitkälle. Vain aivan hiljaisimmat äänet saattavat hyötyä jotain suuremmasta bittisyvyydestä, mutta todennäköisesti jo mikkietunen tuottaa sen verran kohinaa ettei hyötyä juuri ole. Hyödyt 24 bitistä tulevat jos raitoja on paljon ja siten kohinan määrä kasaantuu tai siitä saattaa olla hyötyä äänenkäsittelyssä.

Headroomilla tarkoitetaan sitä tilaa, joka jätetään signaalin päälle, jottei se säröydy. Jos headroomia on liian vähän, signaali saattaa mennä rikki, jos liikaa, signaali saattaa kadota kohinaan.

 

Tallentimia on joka lähtöön. Digitaaliset tallentimet ovat nykyisin lähes poikkeuksetta käytössä. Usein pienibudjettisissa projekteissa ääni nauhoitetaan DV -kameran omaan ääniraitaan. Muita käyttökelpoisia digitaalisia tallentimia ovat erilaiset kannettavat kovalevytallentimet, DAT-nauhurit, Minidisc-laitteet ja kannettavat tietokoneet ulkoisine äänikorttineen. Seuraavaksi hieman (digitaalisten) tallentimien perusteita, analogista maailmaa ei juurikaan käsitellä.

Framerate ja aikakoodi
Kuvaa tallennetaan muutamilla eri nopeuksilla. Euroopassa kuvastandardi on 25 fps ja sitä kutsutaan PALiksi tai SECAMiksi (Ranskassa), Yhdysvalloissa on käytössä 29.97 fps NTSC. Teatterilevitykseen menevä filmi pyörii 24 kuvaa sekunnissa. Kun äänitetään saman aikakoodin kanssa jota kamera käyttää, pitää äänityslaitteesta valita oikea framerate. Se on tietenkin yhtä nopea kuin mitä kuvakin on. Tällöin sekä kuva ja ääni pysyvät synkassa. Jos kuitenkaan samaa aikakoodia ei käytetä, ei ääninauhurin frameratella ole merkitystä. Aikakoodin käytöstä on paljon hyötyä jälkituotannossa, kun joudutaan kuva ja ääni yhdistämään. Materiaalin yhdistämisen voi toki tehdä myös perinteisellä klaffimenetelmällä. Usein lyhyemmissä tuotannoissa on helpompaa elää klaffin kanssa kuin vetää piuhoja ja huolehtia aikakoodin pyörimisestä.

Aikakoodeja on kahta eri muotoa. LTC (longitudial timecode) ja VITC (vertival interval timecode). LTC kulkee ääniraidan mukana 2 ja 4 kHz:n taajuudella, VITC on kuvan seassa. Yleisemmin käytössä taitaa olla LTC. Aikakoodia voi nauhoittaa parilla eri tavalla. Free-runilla aikakoodi juoksee koko ajan ja sen voi synkata esimerkiksi kelloon. Tällöin kameran ja ääninauhurin ei tarvitse olla piuhoilla kiinni toisissaan. Rec-runilla aikakoodi juoksee kun äänitetään ja ääninauhurin pitää olla kiinni kamerassa koko ajan. Rec-runin tapauksessa tuntien kohdalle voi merkitä kasetin numeron ja tällöin materiaalin kaappauksessa leikkauspöydälle on mahdotonta syöttää väärää kasettia.

Limitterit ja ALC
Monissa laitteissa on
limitteri. Limitteri estää kovimpia äänipiikkejä säröytymästä. Jos on epävarma äänitystasojen kanssa, limitteri kannattaa pitää päällä. Limitteri ei ole sama asia kuin monista halvoista laitteista löytyvä "automaattinen äänentason säätö" (AVC, ALG, ALC tms). Nämä saavat aikaan pumppaavan äänen, jossa puheen taukojen välissä olevat hiljaiset kohdat voimistuvat puheen tasolle ja vaimenevat taas puheen alkaessa. ALC:n käytölle on vaikea keksiä järkevää syytä. Joissain kameroissa ALC on automaattisesti aina päällä. Tätä voi yritää kiertää syöttämällä toiseen kanavaan tasaista kohinaa tai vinkua, jolla pyrkii huijaamaan ALC:tä luulemaan, että äänentaso pysyy koko ajan samana. Tällöin ALC ei välttämättä ota kiinni niin helposti haluttuun signaaliin, joka äänitetään "puhtaalle" kanavalle. Kohinan sopiva taso pitää löytää testaamalla.

Näytteenottotaajuus ja bittisyvyys
Digitaalisuudessa on kaksi asiaa joiden ymmärtäminen on tärkeää. Ensimmäinen niistä on näytteenottotaajuus (samplerate). Sillä tarkoitetaan sitä määrää ääninäytteitä, jotka analogisesta signaalista, siis tässä tapauksessa mikistä tulevasta jännitteestä, muutetaan digitaaliseksi sekunnissa. CD-levyn näytteenottotaajuus on 44100 palasta sekunnissa, DVD-levyn 48000 palasta sekunnissa. Jossain vaiheessa siirryttäneen ammattimaailmassa 96000 palaseen. Mitä suurempi näytteenottotaajuus on, sitä luonnollisempi signaali tallentuu. Alle 44100 menevien näytteenottotaajuuksien käyttöön pitää olla todella hyvä syy.

CD-levyn 44100 Hz:n näytteenottotaajuudella korkein mahdollinen äänitettävä taajuuus on Nyquistin lain mukaisesti 22050 Hz. Tämän näytteenottotaajuuden yli menevät äänet luovat ongelmia tuottamalla ylimääräisiä epäharmoonisia taajuuksia, jotka vaikuttavat koko ääniraitaan päreiksi. Tätä varten esimerkiksi 20kHz ylempiä taajuuksia leikataan filtterillä loivasti niin, että 22 050 hz:n kohdalla ollaan nollassa. Toinen vaihtoehto on oversamplays. Siinä signaaliin lisätään ääntä, joka on jopa 2 miljoonaa näytettä sekunnissa, tällöin äänten leikkaus voidaan suorittaa vasta hyvin korkeilla ylätaajuuksilla eikä filtteröinti pääse häiritsemään korvin kuultavaa signaalia.

Toinen tärkeä digitaalisuuteen liittyvä asia on bittisyvyys (bit depth). Se on melko monimutkainen käsite, mutta käytännössä tarkoittaa dynaamista alaa eli sitä, miten paljon eroa on pohjakohinalla ja särörajalla (0 dB FS). CD-levyn bittisyvyys on 16 ja dynaaminen ala 96db, kun taas 20 bitillä dynaaminen ala on jo 120 dB. Se on huomattava dynamiikan lisäys, kun ottaa huomioon, että desibeliasteikko on logaritminen. 16 bitillä on 65,536 eri mahdollista arvoa per sample. Se tarkoittaa äänenpaineenvaihtelussa noin 0.00013 dB. 24 bitillä se on 0,00000026 dB. Molemmat arvot ovat kuitenkin aivan liian pieniä korvin kuultaviksi.

Koska alkuperäisessä äänisignaalissa näitä arvoja on tietenkin loputtomasti, osa arvoista tippuu pois kun signaali muunnetaan digitaaliseksi. Siitä syntyy nk. quantizing -virhettä. Ja koska digitaaliset näytteet ovat porrasmaisia pisteitä, ei analogisen äänisignaalin luonnollista "pyöreyttä" ole enää olemassa, tarvitaan jotain mikä peittää quantizing virheet ja tekee äänestä jälleen aaltomaisen. Tätä varten digitaaliseen signaaliin lisätään ditheriä, eli kohinaa, joka pyöristää pisteet taas yhdeksi aalloksi. Käytännössä se on aivan vastaavaa häiriöääntä kuin analogisen nauhan kohina, ainoastaan vaimeampaa.

Suuremmalla bittisydyydellä on siis mahdollista äänittää ääniä ilman, että tarvitsee pelätä niiden hukkumista pohjakohinaan. Suositeltavaa on kuitenkin käyttää bittisyvyytenä 16 bittiä ja vain erikoistapauksissa suurempaa syvyyttä. Molemmat, sekä näytteenottotaajuus ja bittisyvyys, kun vievät kasvaessaan enemmän tilaa kovalevyltä ja niiden käsittely vaatii koneelta enemmän vääntöä. Huomatkaa, että 24 bittiä on vain teoreettinen malli, bittisyvyys ei reaalimaailmassa taida 21 bittiä enempää koskaan olla.

AD/DA -muuntimet ovat niitä laitteita, joissa analoginen signaali muutetaan digitaaliseksi ja takaisin analogiseksi kuuntelua varten. Niiden laaduissa on huomattavia laitekohtaisia eroja. Parhaimmat muuntimet paljastavat äänestä sellaisia ominaisuuksia, joita siellä ei tiennyt olevankaan, huonot taas saattavat vääristää ääntä toiseen suuntaan. Tilanne on siis hieman sama kuin mikkietusten kanssa, jossa halvatkin toimivat, mutta oikeasti laadukas ääni syntyy vasta kunnon vehkeillä.

Pakattu materiaali
Jotkin kovalevytallentimet ja kaikki normaalit
minidiskit pakkaavat materiaalin. Usein pakkausformaatti on mp3 ja minidiskin pakkausalgoritmi kulkee nimellä ATRAC. Pakkauksesta on tietenkin etua kovalevyn säästön takia, mutta säästö voi kostautua karvaasti levitysvaiheessa. Suurin osa elokuvista leviää digitaalisena netissä tai DVD:llä. Nämä molemmat ovat pakattua kuvaa ja ääntä. Kaksinkertainen pakkaus, ensin tallentimessa tapahtunut ja sitten ääniraidan masterointivaiheessa tapahtuva, ei ainakaan paranna äänenlaatua. Kaksinkertaisesta pakkauksesta syntyvä särö saattaa olla todella häiritsevä. Tämän takia, varmuuden vuoksi, en itse suosi Minidisciä enkä muitakaan pakkaavia laitteita missään tapauksessa äänittäessäni tärkeitä asioita, joiden tiedän menevän (raskaaseen) jälkikäsittelyyn tai DVD:lle.

Nonlineaarinen, Nonedstruktiivinen

Nonlineaarinen äänitys tarkoittaa, että äänitys ei mene kuten analogipuolella nauhan alusta nauhan loppuun, vaan kovalevylle ja äänitettyä materiaalia voi kuunnella missä järjestyksessä tahansa. Tämä on minidiscien ja kovalevytallentimien ominaisuus. Datit ja muu nauhallinen media sen sijaan on lineaarista. Nondestruktiivinen puolestaan tarkoittaa sitä, että äänitetyn materiaalin päälle ei voi äänittää. Se pitää erikseen poistaa jos siitä haluaa eroon. Kovalevytallentimet taitavat olla kaikki nondestruktiivisia, mutta osa minidisceistä ei ole.

 

 
  jussi.honka(ät)werk23.org http://www.jh.werk23.org