削波与动态余量：拯救死板、打造鲜活动态混音的秘诀

它们听起来像是时尚的男士理容沙龙……但对这两者有基本的了解能让你的生活更轻松，音轨效果更好 

音乐录制和混音是一项魔幻的追求。这就是我们如何将自己的想法转化为其最佳版本的方式。但是，尽管将多轨工程转化为生动、有呼吸感的歌曲非常有趣，也有一些无聊的规则（大多数情况下）不能打破。幸运的是，它们实际上能让工作室的生活更加轻松，也更具创造力。

在这些规则中，最枯燥但最有用的是关于削波（clipping）和动态余量（headroom）。换句话说，也就是当音频信号过强时会发生什么……以及我们如何控制它。

削波可能是个令人头疼的问题，也可能是让混音脱颖而出的秘密武器，可能是一个令人讨厌的播放错误，也可能是一个时代的标志性声音。而动态余量则为你提供了通过创造性的处理和混音进行自我表达的空间。

本文涵盖了你需要了解的一切，从数字录音、混音和母带处理中的动态余量，到定义流派、塑造音色的削波运用。 

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——你就可以制作出更丰富、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，削波是指当信号源电平过高地通过模拟或数字信号通路时，音频波形所发生的变化。它改变了声音。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在不发生削波的前提下，你所拥有的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

所有的声音都以波的形式传播。而所有的音频信号（无论是模拟信号还是数字信号）都由相应的波形来表示。 

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，且以相同的速度循环，所以它们听起来是一样的，即使第一个声音比较小。

正如我们将看到的，波形和高度都与削波有关。

峰值

“峰值”（Peak）是指录音/音频信号中波形的最大值。看一看下面的音频文件。

峰值是达到的最大值，在数字音频系统中表示为 dBFS 值（关于 dBFS 的更多信息，请参见《响度和计量简易指南》）。 

上面底鼓采样（kick drum sample）的峰值是 -1dBFS（比 0dBFS 低 1dB）。 

什么是削波？

利用我们对波形的新知识，让我们稍微拓展一下之前的定义。 

准确地说，削波是当音频信号的强度（电平）超过系统准确保持波形形状的能力时所发生的情况。 

在任何系统中的某些节点上，增加信号电平都会改变波形的形状，从而改变它的听感。

因此，峰值是削波不可分割的一部分。

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，增加主观响度（参见《响度和计量简易指南》），但同时也会有不断增加的模拟失真。因此，虽然模拟削波电路对于干净的混音或母带处理并不理想，但它实际上是用于为信号添加谐波的常用工具。

然而，数字系统并不会自然地产生这种压缩效果。在没有干预的情况下，它们只是简单地切掉波形的顶部，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难听的音频伪音（artifacts）。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度。如果压榨得太厉害，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的压力。所以，超载数字系统通常没有任何收益（双关语，gain 也有增益的意思）。 

音频削波后，声音会发生什么变化？

削波机制可以对音频信号产生各种各样的影响。 

例子包括：

– 低频丢失

– 失真/饱和（distortion/saturation）

– 瞬态受损（damaged transients）

– 爆音、咔嗒声、非谐波失真（数字系统）

– 动态范围减小

– 瞬态的平滑圆化

有些是积极的，有些是消极的，有些则两者都是，这取决于上下文。

糟糕的削波——需要避免的事情。

当我们谈论削波时，通常是指在设备的输入阶段发生的事情。

在模拟到数字转换（ADC）阶段的削波可能特别令人无法忍受。0dBFS 的硬限制意味着，在没有保护算法的情况下，削波听起来不像是富有创造力的谐波失真，而更像是魔鬼本人用高压喷枪直接冲洗你的耳膜。即使有保护算法，你也会失去细节，破坏瞬态，并冒着产生令人不快的非谐波失真的风险。

DAW 混音器通道过载通常只会触发一些内部保护算法，结果也是同样。 （即使是制作最廉价的模拟混音台，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，尤其是因为在依次运行多个插件时，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）。

模拟设备对糟糕的削波也并非免疫。它*确实*听起来很好，尤其是使用高端前级和电子管时。但即使当时录音听起来很好，这在很大程度上也是一条不可逆单行道。你可以追求干净地录音，然后在稍后通过精确和控制手段引入模拟削波。但一旦录制下来，你以后就无法撤销这种效果了。 

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母带前音轨（pre-master），它就会告诉你是否发生了削波，如果发生了，还会提供一些解决该问题的实用建议。

现在，既然我们已经接触到了创造性的削波……

当削波变得很酷时

可以公平地说，糟糕的削波是指没有经过规划、且会产生我们无法撤销的问题的削波。但如果我们*确实*想要它呢？

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。峰值不仅不会在顶部被切掉，也不会渲染成扁平的“天花板”；它们是逐步变平的。而且，正如我们所了解的，这改变了声音。

如果做得很轻微，尤其是通过电子管或磁带，它首先会添加温柔的温暖感，也被称为“饱和”（saturation）。 

如果再推得用力一点，信号就会开始削波，从而引入失真（distortion）。例如，通过在电吉他信号被放大之前提高其电平，我们可以创造出在数百万个吉他独奏中定义的动听失真。 

不仅仅是吉他。以这种过载/失真形式出现的削波，可以为歌手人声、合成器、鼓……任何东西增添个性。通过复制信号并仅使其中一个拷贝失真，在保留原始版本全部宽广动态的同时，仍然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，且与音频本身的频率相关。有许多软件插件的设计初衷正是为了模拟这种模拟风格的削波行为。

在母带和鼓的处理中，削波也是个很好的工具。所谓软削波（soft clipping）就是一个例子。软削波的设计原理是在达到最高峰值之前，开始更早地衰减（降低）信号，这可以用来使瞬态圆化。 

在一些限幅器（limiters）上也可以找到软削波，它在主限制部分之前应用，这可以产生比单独使用砖墙限幅（brickwall limiting）更平滑的效果（参见《动态范围揭秘 - 即将推出》）。 

动态余量很重要

现在回到糟糕的削波上，避免它的关键在于管理我们的动态余量（headroom）。而动态余量就是我们音频与“天花板”之间的关系。 

我们数字音频系统中的天花板是 0dBFS，即信号无法逾越的那个点。我们一直在以各种方式操纵信号，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是至关重要的。 

世界就是一个增益阶段

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，如果信号已经非常响亮，则降低输入电平。 

在过程的每个环节管理好信号电平也是至关重要的，它有一个名字：增益控制（gain staging）。 

音频录制、处理和混音是在一系列阶段中完成的，每个新处理——压缩、均衡、磁带模拟等——都是它自己的阶段，有它自己的输入和输出。增益控制就是不断调整增益以适应其中每一个阶段的过程。 

最佳的动态余量是不一样的。以录制音频为例。在纯数字系统中，系统中没有固有的模拟噪声，且在较低电平时信号降级可以忽略不计。从技术上讲，你可以允许自己有 10dB 甚至 20dB 的动态余量，而不会让音频受到真正的损害。 

然而，在模拟通道中，总是存在一定数量的噪声或其他电信号伪音（如蜂鸣声或嗡嗡声）。因此，非常微弱的信号会开始迷失在噪声中。如果你录制音频时输入增益不足，并在以后将其提高，那么你录音通道中不需要的噪声也会被提高，有时会使音频无法使用。对于录制到磁带或通过模拟前置放大器进行的录音尤其如此。 

甚至在你的 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）中太小的信号输入到这两种类型的插件中，然后导出该通道（即通过应用处理将其渲染为新的音频文件），那么噪声与合成器的比例将被烘焙（bake）到该新音频文件中。 

虽然没有死板的规则，但经验法则是：在录入 DAW 时，给自己留出 *至少* 6dB 到 10dB 的动态余量。而在模拟系统中，尽量确保信号通道足够响亮，以至于你在不把监听音量开得非常大时，听不到嘶嘶声或噪声。 

混音中的动态余量

顺便说一句，动态余量不仅仅属于单个信号通道。混音时同样的法则也适用。如果在开始混音时，你将底鼓（kick drum）的电平设置得太接近其最大电平，不仅在你加入其余声部时整体轨道会使主总线（master bus）超载，而且你还会让自己没有动态余量在以后提升底鼓。 

真实峰值

讨论削波时，少不了要提到真实峰值（true peaks）。真实峰值是数字系统捕获声音方式的副作用。模拟系统使用连续、不间断的波形来表示真实声波，而数字系统则将声波捕获为一系列快照（snapshots）。

看看 Ableton Live 中的这个波形。

每个点代表一个快照——它们是网格上的点。它们之间显示的平滑曲线在数字音频中实际上并不存在——它只是展示了当快照转换为连续模拟波形时你将得到什么。 

因此，当我们的软件告诉我们音频文件的峰值时，它实际上告诉我们的是图表上最高的点。但是当它们转换回模拟信号时，数字到模拟转换器必须重新连接那些点。这*通常*没有问题。然而，现代数字砖墙限幅器推动事物发展得更猛。让我们看看会发生什么。

注意到处于 0dBFS 上的两个相邻采样了吗？刚好在数字音频的硬限制边缘。为了将其转换为声音，数字到模拟转换器必须完成波形的形状。但是波形的形状会在两个采样之间产生一个新峰值。一个新的采样间峰值（ISP）将会出现。这就是“真实”峰值——数字音频转换为模拟信号进行播放时产生的峰值。 

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，所以我们不会注意到它们。但我们听众所使用的消费级设备中的数字到模拟转换器有时做不到，并可能引入削波，尤其是在采样间峰值频繁且极端的情况下。

因此，真实峰值是对纯物理世界峰值的计算，使我们能够提前补偿，避免播放问题。

真实峰值限幅器

解决真实峰值的一个方案是真实峰值限幅器（true peak limiter）。它使用了一种名为“过采样”（oversampling）的技术，该技术可以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。 

真实峰值限幅的主要副作用是它会削弱瞬态。例如，舞曲音乐制作人可能会发现他们的底鼓和军鼓的力度（crack and punch）受到真实峰值限制的严重影响。

归根结底，在母带制作圈子里辩论依然很激烈——你应该使用真实峰值限制，还是只是留意真实峰值，并调低传统数字限幅器的参数以使其最小化？ 

但只要人们还在消费级数字设备上流媒体播放和收听音乐，母带制作时真实峰值的相关性就是毋容置疑的。 

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有隐患的，甚至可能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，并将为你提供处理它们的实用建议。

总结

现在事实证明，削波是我们作品故事中有缺陷的反英雄。只要你们并肩朝着同一个目标前进，它就能增添个性和能量，帮助你驯服瞬态，甚至拯救沉闷的人声或乐器录音。 

但一刻也不能对它掉以轻心。如果任由它胡作非为，它就会毁掉录音，把你吸入毁灭般的低音黑洞，对节奏能量造成严重破坏，并给你的母带涂上一层令人作呕的色彩。 

不过不要担心。你知道，削波的氪石（Kryptonite，致命弱点）现在就是它的阿喀琉斯之踵，每当它偏离轨道或潜入不受欢迎的地方时，都要去压制它。 

保持警惕。注意你的电平。拥抱动态余量。

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