• Co jsou to filtry a proč je používáme?
• Jak používáme různé filtry k tvarování zvuku?
• Přečtěte si různé typy filtrů a zjistěte, kdy je použít.

Audiofiltry jsou jednoduché, ale mocné nástroje pro tvarování zvuku, které se používají již dlouho, ale pro moderní produkci jsou stále velmi důležité.

Filtry mají schopnost zcela změnit barvu jakéhokoli zvuku a nejčastěji se používají k odstranění frekvencí. Filtry se však používají také k vylepšení a zvýšení úrovně stávajících frekvencí, protože jakmile je jednou frekvenční rozsah izolován, může být následně zesílen.

Existuje mnoho různých typů zvukových filtrů, které slouží k různým účelům. U každého různého typu filtru najdete společné ovládací prvky, které fungují u všech typů víceméně stejně.

Přestože se může zdát, že naučit se, jak všechny fungují, je zastrašující, připravili jsme pro vás tohoto průvodce, který vám usnadní orientaci ve světě filtrů.

V tomto článku se podíváme na všechny typy – běžné i neobvyklé – a snadno je rozebereme, abyste přesně věděli, k čemu slouží.

P.S. Pro rozdělení různých typů ekvalizérů zamiřte na tento článek.

Co je filtr?

Filtry obecně odstraňují ze zvuků určité frekvence nebo je izolují pro zesílení. To platí přinejmenším pro nejběžnější typy filtrů a to, jak přesně tvarují zvuk, závisí na použitém nastavení.

Filtry jsou důležitou součástí sady nástrojů producenta – bez nich bychom neměli ekvalizéry, phasery, vícepásmové kompresory a mnoho dalších základních efektů.

Filtry se ve skutečnosti tak či onak vyskytují ve většině efektů. Kdykoli potřebujete změnit barvu tónu zvuku, je velká pravděpodobnost, že jde o filtry. Když například tlumíme výšky u reverbu, používáme k tomu dolní propust nebo shelf filtr. Také tónové clony na elektrických kytarách jsou připojeny k filtrům, které tvarují signál ze snímačů.

Filtry jsou také velmi časté u syntezátorů a jsou zodpovědné za mnoho klasických syntezátorových zvuků.

Obvyklé ovládací prvky

Všechny filtry se spoléhají jen na několik ovládacích prvků pro širokou škálu možností tvarování tónu. Tyto ovládací prvky se tak či onak nacházejí na všech filtrech, ale fungují odlišně v závislosti na typu filtru.

Frekvence / Cutoff / Hz

Jedná se o nejdůležitější ovládací prvek filtru. Umožňuje nastavit, kde je filtr aktivní z hlediska frekvencí, které můžeme slyšet. Termín „cutoff“ se běžně používá, protože nejlépe popisuje, jak některé filtry (například dolní a horní propust) postupně „odvalují“ frekvence za tímto bodem.

Pomalým posouváním mezní frekvence jsme schopni provádět průchody filtrem, které postupně zavádějí nebo odstraňují frekvence ze zvuku. Jedná se o velmi častou techniku v techno a house hudbě, která umožňuje producentům žonglovat s prvky, aniž by se spoléhali pouze na vynechávání hlasitosti.

Tady je klasická houseová skladba od Anthonyho „Shake“ Shakira, která používá pomalé sweepování filtru v průběhu první minuty, aby vytvořila pohyb a dynamiku:

Pokud posuneme cutoff frekvenci mnohem rychleji, můžeme získat wah-wah a „mluvící“ efekty. To není náhoda – naše ústa jsou v podstatě filtry, které tvarují surové harmonické produkované našimi hlasivkami.

Rychlejší modulace cutoffu se obvykle provádí uvnitř syntezátorů a je to klíč k trhavým syntezátorovým basovým patchům a rychlým úderům. Zejména legendární Roland TB-303 používá krátké časy obálky k modulaci cutoff frekvence, což je klíčová součást zvuku acid techno basů.

Tato skladba od Richieho Hawtina (jako Plastikman) skvěle využívá TB-303. Pouhým posunutím cutoff frekvence se jednoduchá basová linka stává mnohem zajímavější.

Všimněte si, že v této skladbě je cutoff modulována jak obálkou 303, tak manuálními změnami Richieho.

Takže shrnuto, cutoff frekvence filtru je místem, kde se odehrává děj, a pouhým posunutím lze zvuku dodat obrovské množství zajímavosti.

Ale opravdu žádná diskuse o Rolandu TB-303 nebo „mluvících“ filtrech by nebyla úplná bez pochopení rezonance…

Rezonance / Q / Emphasis / Feedback

Tento ovladač přidává úzké zesílení kolem mezní frekvence, které s vyšším nastavením rezonance nabývá na hlasitosti. Tím se zvýrazní mezní bod a při maximálním nastavení může zcela převzít zvuk.

Některé filtry se při vysokém nastavení „samy rozkmitají“ a vytvoří sinusový průběh, který může být užitečný pro speciální efekty. U bicího automatu Roland TR-808 se samokmitající filtry používají k produkci zvuků kopáku a tomů namísto čistých sinusových oscilátorů. Rychlým posouváním mezní frekvence směrem dolů vytváří TR-808 úderné zvuky bicích nástrojů.

Rezonance je silně spojena s „charakterem“ filtru a i malé změny v nastavení nižší rezonance mohou mít vliv na to, jak je pohyb mezní frekvence vnímán. Všimněte si, jak rezonance mění sklon filtru v tomto příkladu…

U parametrického ekvalizéru, jako je například EQ8 v aplikaci Live, se rezonance označuje jako Q. Její úloha se mění v závislosti na typu filtru a ne vždy jde vyloženě o zesílení.

Tento příklad obsahuje basovou linku vytvořenou pomocí Arturia Moog Modular V. Rezonance se zvyšuje s každou smyčkou:

Sklon / póly

To určuje, jak přísně filtr odvaluje frekvence za mezním bodem, a obvykle se měří v dB na oktávu. Filtr se strmým sklonem je často popisován jako „ostrý“ nebo „přísný“, s malou aktivitou za mezní frekvencí.

Tento ovládací prvek je vzhledem ke způsobu konstrukce filtrů zřídka „proměnný“. To znamená, že sklon je obvykle řízen spíše přepínačem nebo nabídkou než knoflíkem jako cutoff a rezonance.

Osobně si sklonu všímám více u syntezátorových filtrů, když je cutoff modulován obálkou nebo LFO. Mám rád ostřejší sklony pro rychlé údery a údery a jemnější pro smyčce, pady a cokoli, co má znít „bohatě“. Ostrý roll-off se také hodí pro odstranění dunění z bicího breaku nebo vinylového samplu, když používáte vysokofrekvenční filtr.

Běžně se zde používají termíny jako 12 dB a 24 dB (nebo -12 dB a -24 dB). Můžete se také setkat s kombinací tohoto čísla s typem filtru, tedy LP24 pro dolní propust a BP12 pro pásmovou propust. To znamená, že útlum v jedné oktávě za mezním bodem (např. 880 Hz, pokud je mezní bod 440 Hz) bude o 12 nebo 24 decibelů nižší než ostatní frekvence do mezního bodu včetně.

Měříme v oktávách většinou jen proto, že je to nejjednodušší překlad pro pochopení. Možná vás překvapí, že se zde objevují „hudební“ termíny. Existuje však silná souvislost mezi tím, jak chápeme hudbu, a tím, jak vnímáme obecnou barvu a strukturu tónů zvuku. Pokud do toho chcete proniknout hlouběji, dobrým začátkem je podívat se na harmonické řady.

Typy zvukových filtrů

Při produkci, mixování a používání syntezátorů se pravděpodobně setkáte s mnoha různými typy filtrů. Jak již bylo zmíněno, název obvykle dává docela dobrou představu o tom, co filtr se zvukem dělá. Někdy to ale tak jasné není a i tak je vždy dobré si terminologii oprášit.

Nízkoprůchodové filtry

Jedná se pravděpodobně o nejběžnější typ filtru. Jednoduše řečeno, dolnopropustný filtr propouští frekvence, které jsou nižší než mezní hodnota, a postupně ořezává frekvence nad mezní hodnotou. Tento typ filtru se často zkracuje jen na LP nebo LPF. Někdy se dolnopropustný filtr označuje jako high-cut filtr, zejména u ekvalizérů.

Dolnopropustné filtry používáme k:

• Odizolování basů z nahrávky.
• Odstranění ostřejších vysokých frekvencí a vytvoření vřelosti.
• Zachovat základní frekvenci zvuku a zároveň odstranit harmonické.
• Vytvořit nízkofrekvenční filtry.

Jedním z důvodů, proč jsou nízkofrekvenční filtry tak rozšířené, je to, že mohou ze zvuku odstranit harmonické a zároveň zachovat základní frekvenci. Můžete tedy stále zachovat tělo zvuku a zároveň oříznout některé ostřejší vyšší frekvence. Díky tomu jsou „muzikálnější“ než pásmové a vysokofrekvenční filtry, které ve většině případů utlumí nejdůležitější frekvence pro přenos hudební výšky.

Nízkofrekvenční filtry také mohou způsobit, že hudba zní, jako by přicházela z jiné místnosti, a napodobují tak způsob, jakým se basy šíří zdmi, zatímco vyšší frekvence jsou utlumeny.

Pokud má mít syntezátor pouze jeden filtr, bude to tento. Obvykle je tomu tak u analogových hardwarových syntezátorů, kde další komponenty mohou výrazně zvýšit výrobní náklady. Přestože naše moderní VST supersyntezátory mají nepřeberné množství možností filtrů, stále jsou nejpoužívanější dolnopropustné filtry.

V tomto zvukovém příkladu jsou zvuky zpracovávány dolnopropustnými filtry, všechny s různým nastavením cutoff a rezonance. Nejprve uslyšíte suché zvuky, poté se zopakují s filtrem.

Vysokofrekvenční filtry

Jak asi očekáváte, vysokofrekvenční filtr je opakem dolnofrekvenčního filtru. V tomto případě jsou tedy odstraněny frekvence pod mezní hodnotou, zatímco vyšší frekvence jsou zachovány. Hornopropustné filtry používáme hlavně k odstranění dunění a dalších subharmonických šumů z nástrojů.

Je dobré použít hornopropustný filtr k odstranění všech frekvencí pod nejnižší základní frekvencí zvuku.

Příklad pokud máte kytarový part, který nejde níže než na 140 Hz, je bezpečné použít hornopropustný filtr s mezní hranicí umístěnou těsně pod 140 Hz. Tím zajistíte, že nebudou odstraněny žádné důležité základní frekvence, a zároveň potlačíte jakékoliv dunění, které by mohlo sežrat prostor pro hlavu.

Ačkoliv někteří tvrdí, že dochází k fázovým posunům, které jsou na škodu zvuku (stejně jako u všech filtrů), veškeré údajné nevýhody použití vysokofrekvenčních filtrů jsou výrazně převáženy výhodami, které přináší odstranění zbytečných nižších frekvencí.

Bez vysokofrekvenčních filtrů by bylo míchání mnohem obtížnější, protože dunění a další subharmonické šumy by nám sežraly prostor, který potřebujeme k dosažení vyváženého mixu. Naše kompresory a limitéry se spoléhají na přesné úrovně signálu, aby správně fungovaly, ale dunění je mate a aktivuje je, když nejsou potřeba.

Vysokofrekvenční filtry tento problém řeší a umožňují nám vytvářet čistší a pevnější mixy.

Vysokofrekvenční filtry používáme k:

• Odstranění dunění a jakéhokoli jiného šumu pod nejnižší základní frekvencí zvuku.
• Odstranění basových linek a kopáků při samplování a vytváření mixů.
• Vytvořte napětí před poklesem, aby byl větší dopad, když se vrátí nízké frekvence.

Zde jsme použili stejné zvuky jako předtím, které procházejí vysokofrekvenčním filtrem:

Pásmové filtry

Pásmový filtr postupně odstraňuje frekvence pod i nad hranicí propustnosti a propouští pouze úzké „pásmo“ zvuku. Jsou velmi užitečné, když potřebujete izolovat pouze vybraný rozsah frekvencí. Ačkoli pásmové filtry lze také aproximovat kombinací dolní a horní propusti, lépe se s nimi pracuje, protože nemusíte žonglovat se dvěma sadami ovládacích prvků.

Pásmové filtry jsou velmi užitečné při použití ve složitých efektových řetězcích, jako jsou například multitap zpoždění. Díky efektům, které se aplikují pouze na vybrané frekvence, můžeme vytvářet velmi detailní řetězce, které nepřehlcují mix.

Pásmové filtry mají tendenci znít křehce a plechově a jsou užitečné pro imitaci reproduktorů s omezeným rozsahem frekvencí, jako jsou reproduktory hodinového rádia, interkomové systémy a megafony. Pásmové filtry lze použít na lidskou řeč, aby zněla jako starý telefon, a tento efekt se stále běžně používá.

Pásmové filtry však můžeme použít také k izolaci nízkofrekvenčních složek zvuku nebo k načechrání nízkých středů. Takže i když jsou skvělé pro imitaci mizerných reproduktorů, nezapomeňte, že je lze použít i k vylepšení „teplých“ prvků zvuku.

Pásmové filtry používáme k:

• Izolaci a zpracování konkrétních frekvenčních pásem.
• Vytvoření vícepásmových efektů.
• Vytvoření „lo-fi“ zvuku simulací starých reproduktorů a telefonů.
• Vytvořte vřelost izolováním a zesílením nízkých středů.

Nyní si poslechneme, jak pásmový filtr zpracovává zvuky, které jsme používali:

Pásmové filtry

Pokud jste uhodli, že pásmový filtr je opakem pásmového filtru, pak máte pravdu! U pásmového filtru prochází vše kromě pásma frekvencí kolem mezní hodnoty.

Pomocí nastavení Q / rezonance můžete filtr „zostřit“ a vyříznout jen úzký rozsah frekvencí. To je užitečné pro potlačení zpětné vazby mikrofonu při živém hraní nebo pro odstranění elektrického brumu, aniž by to nějak znatelně ovlivnilo zvuk.

Pásmové filtry se někdy nazývají band-reject nebo notch filtry.

Nejsou tak běžné jako jiné typy filtrů, protože při práci v DAW většinou používáme pouze EQ k odstranění nežádoucích frekvencí. Spíše je najdeme „pod kapotou“ uvnitř elektronických zvukových zařízení, kde plní specifickou funkci, například odstraňují zemní šum.

Jsou však docela užitečné pro speciální efekty a modulací cutoffu pomocí LFO můžete vytvářet zvuky phaseru.

Viz také

Je používání přednastavených synťáků podvod? Ne (tady je proč)

Pásmové filtry používáme k:

• odstranění problematických frekvencí, jako je zemní brum a zpětná vazba mikrofonu.
• Vytváření středových „scoopů“ s nižším nastavením Q.
• Vytváření efektových řetězců podobných phaserům.

Tady je pásmový filtr v akci:

Špičkové filtry

Špičkový filtr propouští všechny frekvence, ale přesto pomocí ovladače rezonance zesiluje frekvence v okolí mezní hodnoty. Špičkové filtry tedy jednoduše používáme k zesílení frekvencí, které se nám líbí.

Pomocí špičkových filtrů můžeme stále vytvářet klasické „mluvící“ efekty filtrů, aniž bychom odstraňovali nějaké frekvence.

Špičkové filtry se obvykle nacházejí na ekvalizérech, kromě toho mají ovladač zesílení pro zesílení a snížení a ovladač Q pro šířku pásma. V tomto kontextu jsou tedy o něco flexibilnější a nemusí být považovány za skutečné špičkové filtry. Například EQ8 v Abletonu je označuje jako „zvonkové filtry“.

Špičkové filtry jsou ještě méně časté než pásmové filtry, jednoduše proto, že místo nich obvykle používáme jen ekvalizér pro zesílení frekvencí.

Špičkový filtr můžete vytvořit smícháním výstupu pásmového filtru se suchým signálem.

Špičkové filtry používáme k:

• Zvýšení vybraných frekvencí bez použití ořezů.
• Vyrovnání zvuku.
• Vytvoření „transparentních“ efektů rezonančních filtrů bez ořezů.

Polohové filtry

Polštářové filtry slouží k rovnoměrnému zesílení nebo oříznutí širokého rozsahu frekvencí, namísto jejich válcování způsobem, kdy se vše postupně zjemňuje. Existují dva běžné typy filtrů shelf: low shelf a high shelf.

Filtr low shelf zesiluje (nebo ořezává) vše pod mezní frekvencí, což umožňuje rovnoměrně kontrolovat nízké frekvence. Tím získáte lepší kontrolu nad těmito frekvencemi, aniž by vznikaly podivné špičky, které vystupují jen při určitých tónech. Pokud jste spokojeni s celkovým zvukem nástroje, ale chcete jen trochu stáhnout basy, nízkofrekvenční filtr zde splní svou úlohu.

Naopak vysokofrekvenční filtr změní celkovou jasnost zvuku a nepřidá tolik „charakteru“ jako roll-off

Ačkoli může být lákavé použít k vyhlazení jen nízkofrekvenční filtr, u některých nástrojů, zejména činelů, to může znít nepřirozeně. Použití vysokofrekvenčního shelf filtru v tomto případě odstraní hrubost a zároveň zachová jas.

Vnitřní nastavení ekvalizéru, ovládání Q shelf filtru, změní reakci frekvencí v okolí cut-off. Nízké hodnoty vytvoří „postupnou“ polici, zatímco vyšší hodnoty vytvoří „přísnou“ polici, která se vytvoří velmi rychle za mezním bodem. Nejjednodušší je použít jen oči, které vám pomohou pochopit, co se zde děje…

Znovu opakuji, že shelf filtry se častěji vyskytují uvnitř EQ a dalších efektů než samostatně. Pokud si chcete vytvořit vlastní shelf filtr, pořiďte si filtr s nízkou nebo vysokou propustí a smíchejte jeho výstup se suchým signálem. Jednoduše zesilte výstup z filtru, a to se rovná zesílení shelfu.

Shelf filtry používáme k:

• Rovnoměrnému nastavení basů a výšek, aniž bychom je zcela vyřadili.
• Ztlumit ostrost činelů a dalších jasných zvuků.
• Vyvážit nízké frekvence nástroje.

Všechnoprůchodové filtry

Tady je neobvyklý typ filtru. All-pass filtry propouštějí všechny frekvence a nastavení rezonance nic nezesiluje. Zní to sice zbytečně, ale účelem all-pass filtru je spíše změna fáze zvuku než jeho frekvenčního obsahu.

S těmito filtry se samostatně nikdy nesetkáme, obvykle jsou součástí jiného efektu. Například phasery míchají pohyblivé all-pass filtry se suchým signálem a vytvářejí tak svůj charakteristický zvuk. Protože se fázové posuny vytvářené all-pass filtry mísí se suchým signálem, dochází ke zrušení určitých frekvencí.

All-pass filtry se vyskytují také v některých digitálních reverbových zařízeních, kde pomáhají „rozostřit“ zvuk.

Celopropustné filtry používáme k:

• Vytváření efektů, jako jsou fázovače a reverb.
• K kompenzaci fázových posunů jinde v signálové cestě.
• K ničemu jinému!

Kombinační filtry

Kombinační filtry nejsou ve skutečnosti filtry v tradičním smyslu. Jsou to spíše zpožďovací linky s velmi krátkými časy, obvykle kratšími než 30 ms. Po smíchání se suchým signálem dochází ke zrušení fáze, což vytváří ve zvukovém spektru žlaby připomínající hřeben. Hřebenové filtry mají tendenci znít neharmonicky, kovově a roboticky.

Kdyby se jim neříkalo filtry, v tomto článku bychom je nezmiňovali, protože jejich efekt je mnohem dramatičtější než u tradičních filtrů. Hřebenové filtry nejsou mixážní nástroje, jsou to speciální efekty a používají se hlavně ve flangerech a fyzikálních modelovacích syntezátorech.

Hřebenové filtry používáme k:

• Vytváření flangerů.
• Vytváření kovových zvuků (zejména s řečí pro klasický efekt „mluvícího robota“).
• Vytvářet fyzikální modelovací syntezátory a efekty.

Existuje dokonalý filtr?“

Jedna důležitá věc, na kterou chci upozornit, než to ukončíme, je, že přes veškerou přesnost, kterou technologie umožňuje, nejsou filtry dokonalé. To znamená, že se ne vždy chovají přesně tak, jak nám říkají všechny grafy a údaje.

Příklad při filtrování dochází k určitým fázovým posunům, takže i když filtr nezní, jako by nic nedělal, fáze zvuku se stále mění. Není to nic hrozného a lze to dokonce považovat za žádoucí vlastnost, ale příliš velký fázový posun se nakonec stane znatelným, pokud filtrů nahromadíte více.

Tady přichází ke slovu lineární fázový ekvalizér, který se často používá v procesu masteringu pro zvukové finesy, které méně zasahují do celkového charakteru skladby.

Existuje také něco, čemu se říká „zvlnění“, které popisuje, jak jsou ovlivněny frekvence v okolí mezního bodu v obou směrech. To znamená, že u dolnopropustného filtru nastaveného na 220 Hz mohou být jemně potlačeny i frekvence pod 220 Hz.

Podle mého názoru by nedokonalosti neměly být považovány za nevýhody, a to je důvod, proč mají syntezátory jako Serum spoustu různých dolnopropustných filtrů, které se na papíře zdají být stejné, ale v praxi přesto znějí jinak.

Shrnutí

Objevili jsme tedy několik různých typů filtrů, které jsou všechny mírně odlišně koncipované a mají navzájem značně odlišné použití. Při mixování, zvukovém designu nebo prostě při „řešení problémů“ je důležité vybrat správný typ filtru pro danou úlohu.

.