削波与动态余量：拯救死板、打造鲜活动态混音的秘诀
它们听起来像时髦的理发店……但对这两者有基本的了解能让你的生活更轻松，音轨更出色
音乐录制和混音是一项神奇的追求。它是我们把创意转化为最佳版本的方式。但是，尽管将多轨工程转化为鲜活、有呼吸感的歌曲非常有趣，但也需要遵守一些枯燥的规则（大部分情况下）。幸运的是，这些规则实际上让录音室的生活变得更轻松，也更有创意。
其中最枯燥但最有用的是关于削波（clipping）和动态余量（headroom）。换句话说，就是当音频信号过强时会发生什么……以及我们如何去控制它。
削波可以是一根令人头疼的刺，也可以是让混音脱颖而出的独门秘籍，可以是不受欢迎的播放错误，也可以是一个时代标志性的声音。同时，动态余量为你提供了空间，让你能够通过创意处理和混音来表达自己。
本文涵盖了你需要了解的一切，从数字录音、混音和母带制作中的动态余量，到定义流派、塑造音色的削波应用。
这一切都非常简单，掌握了这些知识——再加上来自 Mix Check Studio 的免费音轨分析——你就能打造出更丰富、更具动感的混音。
削波？动态余量？它们是什么？
用通俗的话来说，削波是指当你以过高的电平将音频信号输入模拟或数字信号通路时，音频波形所发生的变化。它会改变声音。有时我们想要这种效果，有时则不然。
那么，可以将动态余量理解为你在不发生削波的情况下，可以提升信号电平的空间。
为了正确理解这两者，让我们先复习一些基础知识。
波形和峰值
所有的声音都是以波的形式传播的。所有的音频信号——无论是模拟的还是数字的——都通过相应的波形来表达。
波形
这是 Daft Punk 的《Digital Love》第一秒的波形。
波形的形状和循环速度决定了音色和音质（即最终音频听起来如何），而高度则决定了该声音的电平。
现在对比这两者。
它们的高度不同，但形状相同，循环速度也相同，因此听起来是一样的，即使第一个声音较小。
正如我们后面将看到的，形状和高度都与削波有关。
峰值
“峰值”是指录音/音频信号中波形的最大值。看一下底部的音频文件。
峰值是达到的最高值，在数字音频系统中表示为 dBFS 值（关于 dBFS 的更多信息，请参阅 《响度和计量简易指南》）。
上面军鼓/底鼓采样（kick drum sample）的峰值是 -1dBFS（比 0dBFS 低 1dB）。
什么是削波？
结合我们对波形的新认识，让我们稍微扩展一下之前的定义。
准确地说，削波是当音频信号的信号强度（电平）超过系统准确保持波形形状的能力时发生的情况。
在任何系统中的某个点，增加信号电平都会改变波形的形状，从而改变其听起来的效果。
因此，峰值是削波不可或缺的一部分。
模拟削波 vs 数字削波
首先要理解的是真实电子管和电路中的削波与数字系统中的削波之间的区别。
在模拟系统中，被削波的波形会被有机地压缩。动态范围会被压缩，从而增加主观响度（参见 《响度和计量简易指南》），但同时模拟失真也会随之增加。因此，虽然模拟削波电路对于干净的混音或母带制作来说并不理想，但它实际上是向信号中添加谐波的常用工具。
然而，数字系统并不会自然产生这种压缩效果。在没有干预的情况下，它们只是切掉波形的顶部，当转换回声音时，通常会引入一系列可怕的非谐波失真。
因此，数字系统通常采用保护算法来防止本会产生的糟糕音频伪影。但即使在最佳状态下，它们的设计也是为了尽可能保持透明。如果推得太远，它们会开始以非音乐的方式崩溃，而不是添加悦耳的谐波或渐进式压缩。所以，过载数字系统通常毫无益处（双关语，一无所获）。
音频削波后声音会发生什么变化？
削波可以对音频信号产生各种影响。
例子包括：
– 低频丢失
– 失真/饱和（distortion/saturation）
– 瞬态（transients）受损
– 咔嗒声、噼啪声、非谐波失真（数字系统）
– 动态范围减小
– 瞬态平滑圆润化
有些是积极的，有些是消极的，有些则取决于具体情况，两者皆有可能。
糟糕的削波——需要避免的事情。
当我们讨论削波时，通常指的是在设备的输入阶段发生的情况。
在模拟到数字转换（A/D）阶段的削波可能会特别糟糕。硬性的 0dBFS 限制意味着，在没有保护算法的情况下，削波听起来不像是富有创意的谐波失真，而更像是魔鬼本人拿着高压清洗机直接喷向你的耳膜。即使有保护算法，你也会丢失细节，破坏瞬态，并冒着产生难听的非谐波失真的风险。
让你的 DAW 混音器通道过载通常只会触发一些内部保护算法，其结果与上述相同。（即使是最便宜的模拟混音器，在失真时听起来也不好听。）
插件特别容易受到糟糕削波的影响，尤其是因为在按顺序运行多个插件时，很容易意识不到这种情况正在发生——每个插件都可能引入自己的防削波（或实际削波）。
模拟设备也不能免于糟糕的削波。它可以听起来非常好，特别是在使用高端前级和电子管时。但即使录音在当时听起来很好，这也完全是一条单行道。你可以录制干净的声音，稍后再精准、可控地引入模拟削波。但一旦录下来，你就无法在以后撤销该效果。
当涉及到混音和母带制作阶段的削波问题时，Mix Check Studio 可以提供帮助。你只需上传你的母带或预母带（pre-master），它就会告诉你是否发生了削波，如果是，它会提供一些处理削波的实用建议。
现在，既然我们已经触及了创意削波……
当削波变得很酷时
可以这么说，糟糕的削波是指出乎意料并导致我们无法撤销问题的削波。但是当我们想要它时呢？
在模拟系统中，削波实际上可以引入一些不错的效果。模拟系统没有 0dBFS 的硬性限制。峰值不只是在顶部被切掉或压入平坦的天花板；它们是被渐进式压平的。而且，正如我们所学到的，这会改变声音。
轻微使用时，特别是通过电子管或磁带，它首先会增加温和的温暖感，也就是所谓的饱和（saturation）。
推得更猛一些，信号就会开始削波，从而引入失真。例如，在电吉他信号被放大之前提高其电平，我们就能创造出定义了无数吉他独奏的悦耳失真。
不仅仅是吉他。以过载/失真形式出现的削波可以为声乐、合成器、鼓……任何声音增添色彩。通过复制信号并只对其中一个副本进行失真处理（并行失真），你可以保留原始版本的所有宽广动态，同时还能享受削波信号的音色特征。
失真的音色特性因设备而异，但通常是谐波，与音频本身的频率相关。现在有许多软件插件正是旨在模拟这种模拟风格的削波行为。
在母带制作和鼓组处理中，削波也是一个绝佳的工具。所谓的软削波（soft clipping）就是一个例子。软削波在达到最高峰值之前，提前开始衰减（降低）信号，这可以用来使瞬态变得圆润。
一些限制器（limiters）上也带有软削波，应用在主要的限制部分之前，这可以带来比单独使用砖墙限制（brickwall limiting）更平滑的效果（参见 《揭秘动态范围》）。
动态余量至关重要
现在回到糟糕的削波，避免它的关键在于管理我们的动态余量。而动态余量完全取决于我们的音频与天花板（极限）之间的关系。
数字音频系统中的天花板是 0dBFS，即信号无法超越的点。我们不断以各种方式处理信号，而我们对信号所做的一切都有可能改变信号电平并影响峰值。
因此，留出足够的动态余量至关重要。
处处皆是增益台
控制动态余量最简单的方法是在输入阶段不要添加太多增益。或者，如果信号已经非常大，则降低输入电平。
管理过程中每个部分的信号电平至关重要，它有一个名字：增益台（gain staging，也称增益匹配）。
音频录制、处理和混音是一系列阶段进行的，每个新处理——压缩、均衡、磁带模拟等——都是它自己的阶段，有自己的输入和输出。增益台就是不断调整增益以适应其中每一个阶段的过程。
最佳的动态余量各不相同。以录制音频为例。在纯数字系统中，系统没有固有的模拟噪声，且在较低电平时信号降级微乎其微，从技术上讲，你可以为自己留出 10dB 甚至 20dB 的动态余量，而音频不会受到真正的损害。
然而，在模拟通路中，总是存在一定数量的噪声或其他电信号伪影，如电流声或蜂鸣声。因此，非常微弱的信号会开始淹没在噪声中。如果你在输入增益不足的情况下录制音频，然后再将其放大，录音通路中不想要的噪声也会被放大，有时会导致音频无法使用。对于录制到磁带或通过模拟前级进行的录音，情况尤其如此。
即使在你的 DAW 中，大多数磁带模拟器和模拟通道条重塑也会模拟这种噪声。例如，如果你将软合成器（soft synth）中太弱的信号输入到这两种类型的插件中，然后导出（bounce）该通道（即将其渲染为应用了处理的新音频文件），噪声与合成器的比例将被固化到该新音频文件中。
虽然没有死板的规则，但作为经验法则，在录音到 DAW 时，为自己留出至少 6dB 到 10dB 的动态余量。而在模拟系统中，尽量确保信号通路足够大，大到你在不把监听音量开得非常大的情况下听不到嘶嘶声或噪声。
混音中的动态余量
顺便提一下，动态余量不仅仅适用于单个信号通路。混音时，同样的原理也适用。如果你在开始混音时将底鼓的电平设置得太接近其最大电平，不仅在加入其余部分时整体轨道会使主总线（master bus）过载，而且你将没有动态余量在以后提升底鼓。
真实峰值（True Peak）
讨论削波，就不能不提到真实峰值。真实峰值是数字系统捕获声音方式的副作用。模拟系统用连续、未中断的波形来表示真实声波，而数字系统则通过一系列快照来捕获声波。
看一看 Ableton Live 中的这个波形。
每个点代表一个快照——它们是图表上的点。它们之间显示的平滑曲线在数字音频中实际上并不存在——它只是显示了当快照转换为连续的模拟波形时你将得到什么。
所以，当我们的软件告诉我们一个音频文件的峰值时，它实际上告诉我们的是图表上点的最高水平。但是当它们转换回模拟信号时，数模转换器（DAC）必须重新连接这些点。这通常没有问题。然而，现代数字砖墙限制器将事情推得更极端。让我们看看会发生什么。
注意到在 0dBFS（正好在数字音频的硬性极限上）处有两个相邻的采样点吗？为了将其转换为声音，数模转换器必须补全波形的形状。但波形的形状会在两个采样点之间产生一个新的峰值。一个新的采样点间峰值（inter-sample-peak，简称 ISP）将会显现。这就是“真实”峰值——即数字音频在转换为模拟信号以便播放时所产生的峰值。
在大多数情况下，我们用来制作音乐的软件和硬件都可以毫无问题地处理这些真实峰值，所以我们注意不到它们。但是我们的听众所使用的消费级设备中的数模转换器有时却无法处理，并且可能会引入削波，特别是在高频且极端的采样点间峰值出现时。
因此，真实峰值是对现实世界峰值的计算，使我们能够提前进行补偿，避免播放问题。
真实峰值限制器（True Peak Limiters）
解决真实峰值的一个方法是使用真实峰值限制器。它使用一种称为过采样（oversampling）的技术，这会提高处理器内部音频的分辨率，使其能够发现这些真实峰值，然后相应地限制信号。
真实峰值限制的主要副作用是它会削弱瞬态。例如，舞曲制作人可能会发现，他们底鼓和军鼓的清脆感和打击感（punch）受到了真实峰值限制的严重影响。
归根结底，母带制作界对此争论不休——你应该使用真实峰值限制，还是仅仅关注真实峰值并调小常规数字限制器以减少它们？
但只要人们在消费级数字设备上流媒体传输和听音乐，母带制作时真实峰值的相关性就毋庸置疑。
因为无论你对真实峰值限制持何种态度，过度的真实峰值都是棘手的，甚至会导致流媒体平台在播放时调整你的音乐。
使用 Mix Check Studio 分析你的音轨可以让你知道你的真实峰值是否过度，并将提供处理它们的实用建议。
总结
所以事实证明，削波是我们制作故事中有缺陷的反英雄。只要你们携手朝着同一个目标努力，它可以增添个性和能量，帮助你驯服瞬态，甚至拯救沉闷的声乐或乐器录音。
但一刻也不要对它掉以轻心。一旦任其胡闹，它就会毁掉录音，把你吸入毁灭性螺旋的低音黑洞，对节奏能量造成破坏，并给你珍贵的母带涂上一层极为难听的杂音。
不过别担心。你现在知道了削波的克星——每当它失控或潜入不受欢迎的地方时，你都可以直击其阿喀琉斯之踵。
保持警惕。注意你的电平。拥抱动态余量。