動態處理Compressors、Limiters、 Expanders 和Gates
今天我們將解釋compressor和其他音頻動態處理器的神秘面紗。將介紹用四種主要插件類型：limiters, compressors, expanders和gates。
討論這些工具的原理及它們如何影響聲音的和使用它們。
動態（Dynamics）和動態範圍（dynamic range）
在我們討論音軌動態處理之前，先來了解一下什麼是動態範圍。動態範圍是聲音的最大音量和最小音量之間的差異。
compressors 有什麼作用？
Compressor用於減少動態範圍，即減少音軌中最大和最小的部分之間的音量差異。
壓縮通常用於減少突然的最大音量( Peak level )，例如：當歌手突然飆高音、大聲唱時，用來幫助整軌保持一致的音量。
壓縮本質上會導致聲音的失真，因為它通過處理改變了原始聲音。Compressor通常基於如何處理輸入信號來強調諧波。我們的工作是處理這種失真的感覺，並利用我們的動態來創造我們所能做的最好的聲音表現。
Compressor壓縮參數
基本上主要的參數有六個： threshold, ratio, knee, attack time, release time, 和makeup gain.
Neutron 的compressor
上面討論提到的參數都在圖中。水平線表示threshold level，和表示knee 已經向上轉動。在該線下方，分別有 attack, release, ratio和 makeup gain，這些都可以調整。這些是所有的參數 。
Threshold
Threshold是動態處理開始的起點。使用壓縮時，Threshold的值一點都不重要，重點是要看做動了多少的dB數，看的是Gain Reduction的部分。輸入信號的音量（以 dB 為單位）。
Ratio
一旦信號上升到Threshold以上時，發生的壓縮比例由ratio控制。在Compressor中，X:1的意思就是，你把超過的部分的音量用1/X去乘，就會得到最後的壓縮後的音量。
下圖說明了各種比率的結果。
壓縮圖形網格的圖表
在此示例中，灰線表示threshold.。紅線顯示 1:1 ratio的響應，表示沒有壓縮。如上圖所見，輸入level 等於輸出level 。
彩色線代表各種壓縮比。橙色線是一個非常溫和的 1.5:1 ratio，其中每高於threshold 1.5 dB 的輸入增益導致輸出僅增加 1dB，因此例如高於threshold 9 dB 的輸入音量將產生輸出音量增加6分貝( 9 x 1/1.5 =6 )。黃線顯示了 2:1 的ratio，因此高於threshold 9 dB 的輸入音量只會在輸出端產生 4.5 dB 的增益( 9 x 1/2 = 4.5 )。
藍線顯示了 9:1 的壓縮比，它處於被稱為Limiter的非常多的音量控制邊緣（例如，紫線表示 20:1 的壓縮比）。
如果你喜歡工程研究，下面的公式或許你會有興趣。通過threshold、ratio和輸入音量，我們可以使用下面的公式得到輸出。
Knee
Knee會影響Compressor你設定的threshold附近的音訊的做動方式。你可以將其視為threshold點的變窄或變寬。
平滑threshold以下“根本不壓縮”和高於threshold “以所選比率Ratio壓縮”之間的過渡。
在上圖中，所有線條在到達threshold時都會急劇拐彎，從關到開，瞬間。這叫Hard Knee，如果你記不住你可以看到Compressor圖上面的那個轉折「有角度」就是了。
通常這種方式聽起來很好，但有時可能很突兀或不自然。
如果你想要對壓縮進行更平滑的處理，可以設置一個柔軟(Soft) 的knee，當信號接近threshold然後通過它時，壓縮會逐漸打開。
這是一個從Hard Knee開始到Soft Knee的示例。
Hard Knee和Soft Knee的例子
Hard Knee和Soft Knee的選擇會影響你想要達到的聲音。
Hard Knee的轉折點常會導致“硬”的聲音，通常這種方法可以更好地保留軌道中的顆粒能量。Soft的knee通常會產生更平滑的聲音。
Attack Time和Release Time
我們說過音軌超過threshold會觸動Compressor。但你要知道的是Compressor無法立即壓縮信號，並且需要時間在聲音通過threshold時做出反應。
如果信號經常超過threshold，Compressor會在快速打開和關閉時產生不好聽的聲音，你會感覺什麼東西掐住了你的音軌。
Attack time是當聲音超過threshold時，Compressor這隻手伸手去抓取信號的時間，也就是說過了這段時間才會開始壓縮。
Release time 是當聲音低於threshold時，Compressor停止壓縮所需的時間，也就是說過了這段時間才會停止壓縮。
壓縮顯示了釋音時間的效果
設定適當的 attack 和release time，可以創造出不同的效果，我們將在後面討論。
Makeup Gain
因為壓縮只會在聲音超過threshold時影響聲音，所以產生的信號中最大的部分會變的小聲，在下圖的吉他音軌中可以看出來。
這一點，上面的波形顯示了壓縮前的立體聲信號，下面的波形顯示了壓縮後的立體聲信號。
未壓縮與壓縮
為了彌補這一點，我們可以使用makeup gain參數來放大輸出信號，“彌補”損失的音量。
但當我們這樣做時，整個信號都會被放大，因此較小的部分會與較大的部分一起被放大。
這也就是為什麼Compressor被稱為壓縮器了，因為這時候聲音的動態範圍變小了；擁有了更大的RMS音量。
我的習慣是Makeup gain用來補償Gain Reduction表頭上損失的量。
為什麼要使用compressor？
顆粒感、延音、音色
Compressor對於控制現場錄製的樂器和人聲的動態也很重要。在演奏過程中，它們的音量往往變化很大，因此一些壓縮可以幫助使音量更加一致。
這可以帶出完整而優美的聲音，更像是 “專業”的聲音。
此外，壓縮器可用於為聲音添加色彩。每個壓縮器都是獨一無二的，使用不同的模擬電路和真空管。有些混音師喜歡在不同的樂器，用於的特定的Compressor。（例如用於人聲的 Teletronix LA-2A 壓縮器）。
Teletronix LA-2A compressor
Transient Shaping（創造顆粒感）
可以使用Compressor來塑造鼓聲等聲音中的transients 。transients是任何音樂聲音的第一部分，在該部分中，樂器被擊打、拉、吹奏、彈撥等，產生的「第一下」聲音，即是Transients，你也可以理解成音頭、Attack。
例如：較快的Attack Time可用於降低Transients（如小鼓的爆裂聲或大鼓的敲擊聲），使鼓組的尾音更加突出。
更常見的是，鼓壓縮使用慢的Attack Time。當Compressor仍在開始壓縮時，緩慢的啟動讓最初的Transients不受影響。這將使Transients更加突出，使鼓聲更有衝擊力。
同樣，增長或縮短壓縮器的release time會影響音符的消失方式，也就是尾音、延音的部分。有時會根據歌曲的節奏設定release time，從而產生有節奏的呼吸的效果；
有時候，把release time設定得非常長（甚至超過一秒），可以獲得樂器更長的延音。
Parallel平行和Side-Chain側鏈壓縮
在壓縮方面還有另外兩種值得一提的技術。首先是平行壓縮，近年來越來越普遍。平行壓縮是一種將輕度壓縮的音軌，與同一音軌的高度壓縮的技術。
平行壓縮，可以做顆粒感，也可以創造延音。疊加上去高壓縮音軌的結果，往往都會比你只在單一音軌上，直接使用高壓縮來的自然、好聽。
如果你用來做顆粒感，可以用下方的方式，你可以簡單跟著下列步驟
- 把你想要做平行壓縮的音軌Send一個Fx軌
- 在該Fx軌上面加入一個Compressor
3.想要增強顆粒感，那你就壓的誇張一點譬如說-10~-12dB，很慢的Attack Time跟很快的Release Time，然後高一點的Ratio比，譬如說8:1或者10:1
- 調整你的平行壓縮軌道音量的大小聲，直到和原本的音軌合起來是你喜歡的。
最後，還有Side-Chain側鏈壓縮。這種形式的壓縮，是使用一個樂器超過 threshold的音量來觸動另一樂器上的壓縮。
例如：你可以使用大鼓來壓縮Bass。只要在Bass的音軌上加入一個Compressor，並打開Side-Chain功能，選擇大鼓的Send為輸入。在每次大鼓發聲時壓縮Bass的低頻。這種方法能在每次擊打大鼓時，將Bass的低頻“讓開”，使混音能保持穩定的音量。
Limiters（限制器）有什麼作用？
就像Compressor掌管聲音的大小聲動態範圍一樣， limiter顧名思義，類似Compressor的功能，但他更狠，限制它。
Limiter所設定的Threshold會當作該音軌的無法通過的”音量天花板”。
如果信號碰觸到了這個上限，它將被壓縮。
Limiter與壓縮器又有何不同？
本質上，limiter只是一個非常高Ratio的Compressor。
隨著ratio的增加，壓縮量也會增加。
例如：假設我們有一個比例為 2:1（不是很高）的Compressor。我們通過它發送三個信號，音量分別超過threshold 2 dB、4 dB 和 8 dB。
使用2:1，Compressor將輸出超過threshold的 1 dB、2 dB 和 4 dB 的信號。在水平上彼此接近，但仍然不是那麼一致。
但如果我們將ratio提高到 8:1（相當高），壓縮器將輸出超過threshold 0.25 dB、0.5 dB 和 1 dB 的信號。這些信號現在彼此更接近，並且更接近threshold本身。
最終，隨著ratio的增加，聲音將無法超過threshold。比例約為 12:1 或更高的Ratio都能視為limiter。
Limiters限制器參數
每個 limiter都至少有一個參數：gain。這用於增強信號，直到它達到Peak被壓住。一些 limiter將具有可調的 threshold 音量，通常也稱為 Ceiling上限。
Limiter常用於母帶製作，但你也可以用來作為聲音穩固「不衝破特定音量」的一種手法。
大多數 limiter也會有一個 release time 參數。這類似於壓縮器的release time ，確定limiter需要多長時間才能恢復到零壓縮。並非所有limiter都具有可調節的attack time，但原理跟上述說的Compressor是一樣的。
為什麼要使用 limiter？
limiter的最常見的是在母帶處理中。它提供的壓縮非常極端，但近代的混音師也把它用來限制該音軌的最大音量。
limiter通過壓縮做成商業“響度”。在音軌最後的輸出階段可以將音軌的元素貼合並削除過大聲的Peak，使音軌聽起來更大聲。
我們的耳朵天生就喜歡更大聲的音樂，但請確保不要過度用limiter，因為使用了越多，雖然越大聲，但最終的失真會從混音中吸走一切。
limiter的另一個用途是在現場，作為音響器材的故障安全預防措施。如果出現太大的聲音，這個limiter將確保對其進行控制。同樣，這些limiter通常放在Master Bus上。
Expanders有什麼作用？
Compressor“壓縮”和limiter“限制”動態範圍。
聽到Expander，讓我們想到了「擴展」。它將聲音中的最大聲和最小聲的部分，分別變得相對大和小。
“向上expander”放大通過expander的信號音量，而不是像“向下壓縮器”那樣衰減它。“向下expander”會降低低於threshold的信號。
大多數expander都是向上expander，但我們也會發現很多向下expander。向下擴展器的作用類似於 gates，我們將在 Gate 部分看到，Gate 本質上是一個具有高比率的向下Expander
Expander參數
Expander中的參數與Compressor中的參數基本相同。Threshold 再次確定了expander將觸發的輸入音量。 當信號足夠大以超過此Threshold或低於它（向下擴展）時，就會發生這種情況。
然而， Ratio的作用有點不同。在標準expander（向上）中，1:x 的擴展比將信號放大到高於threshold x dB 的水平，每超過 1 dB。
再一次，讓我們看一個例子。假設我們有一個比例為 1:3 的向上expander，threshold設置為 0 dB。如果輸入信號為 1 dB（高於threshold 1 dB），則信號將在輸出端放大至 3 dB。信號中較大的部分現在更大。
在向下expander中，x:1 的比率將信號衰減到低於threshold的 x dB 水平，每下降 1 dB 低於threshold。
假設我們有一個比例為 1:3 的向下expander，threshold設置為 0 dB。如果輸入信號為 -1 dB（低於threshold1 dB），則信號在輸出端將衰減至 -3 dB。如果信號為 -2 dB（低於threshold 2 dB），則信號將在輸出端衰減至 -6 dB。信號中較安靜的部分現在更安靜。
Knee, attack time, 和release time都與壓縮器中的工作方式相同。
Makeup gain 只是向上expander真正需要的。隨著更大的部分變得更大，expander之後的信號將比之前更大。
Makeup gain 可用於衰減信號，將較大的部分恢復到之前的水平。向下expander不需要Makeup gain，因為小的部分只會更小。
為什麼要使用expander？
Expander的主要用途之一是混錄製的鼓。每個鼓都有單獨的麥克風，允許每個鼓在混音器上都有一個單獨的通道。然而完全靜音很困難，而且其他鼓的聲音必然會串音到其他麥克風。
例如，可以使用expander來降低小鼓麥克風中的Hi-hat音量。由於在小鼓麥克風裡的Hi-hat更遠，當被小鼓麥克風收到時，它會比小鼓更安靜。因此，可以使用向下expander來衰減它。
使用相同的邏輯，您可以使用expander從鼓中移除空間的聲音。空間的聲音將遠低於threshold，導致它在鼓聲之間衰減。
這適用於鼓組的原因是，在每次敲擊後，音軌會下降到threshold水平以下。如果 release time較短，則可以大部分切除 reverb尾音。
Gates是做什麼的？
最後，一個動態處理器工具是gate，它本質上是向下 expander
的極端版本。讓我們看看Gates是如何充當具有高比率的expander。
例如：假設我們有一個比例為 1:2（不是很高）的expander。我們通過它發送三個信號，音量分別低於threshold 2 dB、4 dB 和 8 dB。
有了這個比率，expander將輸出比threshold低 4 dB、8 dB 和 16 dB 的信號。信號的音量相距更遠，但仍然相對接近。
但是，如果我們將比率提高到 1:4（非常高），expander將輸出低於threshold 8 dB、16 dB 和 32 dB 的信號。這些信號現在相距更遠，更接近於聽不見。
最終，隨著比率的增加，任何信號都會被大大衰減，所有通過gate的信號都必須穿過這個threshold。
Gates參數
每個gate 至少有三個參數：threshold, attack time 和 release time。 這些都與壓縮器和expander中的功能相同。
有些gate也會有Hold參數，是用於音訊下降到threshold以下之後和釋放階段開始之前保持打開Gate一段時間（以毫秒為單位）。
這是在gate關閉時信號將保持的音量，可以從 -∞ dB 增加。
現在我們知道gate本質上是一個高Ratio的expander
如果信號低於gate所設定的threshold ——，音軌將無法通過，會沒有聲音唷。
為什麼要使用Gates？
Gates主要用於，需要該音軌安靜時，讓該音軌無聲。這可以用於人聲以消除呼吸，也可以讓錄音中其他你不需要的聲音安靜（例如：鼓）。
你可以有一些創造性的用法，譬如說使用Side-Chain，用鼓來Gate人聲，創造斷斷續續的效果。
有時候，Gates會讓導致靜態的鼓sample 更多的大小聲動態彈跳，造成動態過大，這時候你可以考慮為此使用expander。
結論
動態範圍是任何聲音特性的很大一個課題。因此compressor, limiter, expander和gate等音頻動態處理對於任何製作人或混音工程師來說都是非常寶貴的工具。有了這四個，你應該能夠以任何你喜歡的方式，塑造理想聲音。
