الفرق بين Peak و RMS وكيف يقاس الصوت في برامج التوزيع الموسيقي

جميع مهندسين الصوت يقيسون الصوت بناء على وحدتين وهم True Peak التي تقيس اعلى نقطة يصل لها الصوت، و وحدة RMS التي تقيس متوسط ضغط الصوت وهي الوحدة التي تستخدم في تحديد علو الصوت. شاهد الصورة لتفهم اكثر ماهو الـ True Peak وماهو الـ RMS.

لاحظ العداد او الميتير (ستريو يمين ويسار) يقرأ علو الصوت بلونين، اخضر فاتح واخضر غامق، الاخضر الفاتح يشير إلى RMS وفي المثال هذا ضغط الصوت في حدود 15- dB (ديسبل)، اما اللون الغامق فهو يشير إلى اعلى نقطة يصل لها الصوت True Peak وفي المثال هذا تقريباً يصل إلى 3.8- dB .

لكن ماهو الفرق بين True Peak و RMS ؟

بشكل مبسط الصوت ينقسم إلى جزئين، كمثال عند ضرب الدم على الة الطبلة فانه يخرج صوت فوري يسمى Peak يصل للاذن بسرعة فائقة ويتلاشى بسرعة فائقة ، ويتبعه متوسط الصوت RMS الذي يصل بشكل ابطئ ويتلاشى بشكل ابطئ من Peak. بالطبع هذا كله يحدث في وقت جداً سريع، لكن الجدير بالذكر ان اذن الانسان مصممة بشكل انها تقيس علو الصوت بناء على RMS وليس ال Peak.

هناك حالات يكون فيها Peak و RMS متساويين وهذا الصوت يسمى Constant Voltage اي الصوت المستمر في العلو على معدل ثابت لا يتغير منذ البداية حتى النهاية؛

مثلاً اذا اضفت اله سينثسايزر Synth (اله بدون مؤثرات وتنتج موجة صوتية ثابتة ومستقرة) في احدى القنوات في برنامج التوزيع الموسيقي وضغطت على اي نوتة ومثلاً ضغطت نوتة C واستمريت بالضغط سوف يخرج صوت ثابت ومستقر وسوف تلاحظ في ميتير الصوت انه ثابت لا ينزل ولا يصعد، وبالحالة هذه يكون لدينا Constant Voltage ويكون الـ Peak و RMS متساويين؛

عكس اذا قمت بالعزف على نفس الاله هذه ومستخدم اكثر من نوته وتتنقل بينهم سوف تلاحظ الميتير يصعد وينزل وسوف تلاحظ ايضاً انه بدا يظهر لدينا Peak و RMS مختلفين.

يوجد نوعين من الـ Peaks وهم

يوجد نوعين لقياس الـ Peaks وضروري ان تفهم النوعين هذه وتفهم الفرق بينهم؛

Sample Peak: معظم وغالبية برامج التوزيع الموسيقي الميتير الذي يظهر على القنوات يقيس الـ Peaks بناء على وحدة قياس Sample Peak ، وهذه الوحدة هي مخصصة للديجيتل فقط، ولا تترجم بشكل صحيح المعدل الحقيقي الذي سوف يخرج من السماعات.

True Peak: هذه تستخدم عند الماسترنج، حيث انها تقيس المعدل الصحيح الذي سوف يخرج من السماعات، ويجب ان تستخدم ميتير مخصص يقيس الـPeaks بناء على وحدة True Peak وليس Sample Peak. السبب ان True Peak تعني وتوضح اعلى نقطة سوف يصل لها الصوت عندما يتحول الصوت من ديجيتل إلى انالوج، بمعنى عند خروج الصوت من السماعات.

للتوضيح اكثر؛ لدينا ملف mp3 يحتوي على صوت ديجيتل ولسماع الصوت بداخله نقوم بتشغيل الملف بأي مشغل صوتيات، سوف يمر الصوت على جهاز يسمى Digital to Analog Converter يقوم هذا الجهاز بتحويل الصوت الديجيتل إلى موجة كهربائية يرسلها للسماعات ومن ثم يخرج لنا صوت نسمعه باذننا، اثناء عملية التحويل سوف يتغير علو الصوت ضمن جزيئات بسيطة ليخرج الصوت بشكل ناعم وسلسل، وال True Peak يقيس الصوت بناء على هذا الامر اي يعطينا النتيجة التي سوف يكون عليها الصوت بعد ان يتحول إلى Analog.

يرجى الانتباه ان جميع العدادات هذه ليست دقيقة بنسبة 100% خصوصاً في ما يخص الـ Peaks.

كيف نقلل الفارق مابين Peaks و RMS ؟

هذا يعتبر موضوع اخر، لكن احببت ان انوه له هنا. 

هنا يأتي دور الكمبريسور واللمتر (ان كان سوفتوير او هاردوير)، حيث وظيفة هذه الفلاتر او البلوجن هو تقليل الفارق بين اعلى نقطة واوطى نقطة، لعدة اسباب مثل الحصول على صوت ثابت اكثر او لرفع الصوت، لكن يكون التقليل بسيط ومدروس ذو سبب منطقي وليس بشكل دراماتيكي ولا نبحث اطلاقاً عن جعلهم متساويين!

مثلاً عند رفع الصوت باستخدام الكمبريسر او اللمتر ما نقوم به هو ضغط الصوت، بحيث كمثال نريد ان نرفع الصوت بمقدار 10 dB ، لكن حالياً الصوت يصل في peaks إلى 5- dB وهذا يعني ان لدينا مجال نرفع فقط 5 dB ، واذا رفعنا اكثر سوف يحصل لدينا دستورشن او تشويه بالصوت بسبب الحد الاقصى لسقف الديجيتل؛

الحل سوف نضغط الصوت ليصل إلى 10- dB كاعلى نقطة، وبهذا انخفض الصوت وقللنا الفارق بين اعلى نقطة واوطى نقطة (البيكس دائماً تكون اعلى من RMS)، الان بعد ان ضغطنا الصوت وقللنا الفارق اصبح لدينا مجال لرفع حوالي 10 dB من خلال الفيدر الخاص بالقناة او الـ Output Gain الموجود داخل الكمبريسور.

الديناميك رنج Dynamic Range

الديناميك رنج Dynamic Range ويختصر بـ DR هو الفرق بين معدل ارتفاع الصوت من اعلى نقطة Peak إلى متوسط الصوت RMS (والبعض يقول اوطى نقطة في الصوت).

عندما نستخدم الكمبريسور او اللمتر لضغط الصوت فإننا فعلياً نقلص الديناميك رنج، نقلص الفرق بين العالي والواطي.

الديناميك رنج مهم ويجب الحفاظ عليه بنسبة ما، بدون الديناميك رنج تصبح الموسيقى والاصوات بدون روح وبدون تفاعل كل شيء على رتم واحد ونمط واحد وثابت.

حساب الديناميك رنج بشكل مبسط لو لدينا اغنية الـ True Peak يصل إلى 1.0- ديسبل و الـ RMS يصل إلى 14- ديسبل ، فهذا يعني ان الديناميك رنج هو 13 ديسبل. المعادلة بسيطة 14 ديسبل – 1 ديسبل = 13 ديسبل.

لكن تذكر ان RMS ليس ثابت، بمعنى نسبة RMS في الانترو تختلف عن الكوبلية وتختلف عن الكورس. انا احسب متوسط الديناميك رنج للاغنية بالطريقة التالية.

1. اقسم الاغنية إلى اجزاءها الاساسية (الانترو، مذهب/كوبليه، كورس، بريك، اوترو).
2. ثم احسب متوسط True Peak ومتوسط RMS لكل جزء من اجزاء الاغنية.
3. لنفرض ان الترو بيك في جميع الاجزاء على 1.0- dB True Peak ، ومتوسط الـ RMS للانترو 15- ديسبل، المذهب/الكوبليه 13- ديسبل، والكورس 12- ديسبل، والبريك 12.5- ديسبل، والاوترو 13- ديسبل؛
4. هذا يعني ان متوسط RMS بين اجزاء الاغنية هو تقريباً 13- ديسبل؛
5. ثم نقوم بعملية طرح (13 ديسل – 1 ديسبل = 13 ديسل) اذاً 13 ديسبل هو متوسط الديناميك رنج للاغنية.

هذه الطريقة توقفت عن استخدامها منذ ان بدأت بالاعتماد على وحدة قياس LUFS في الماسترنج! .. سوف اقوم بشرح وحدة قياس LUFS بشكل كامل قريباً 🙂

سقف الديجيتل والهيدروم Headroom

الصوت في عالم الديجيتل له سقف ثابت لا يمكن تجاوزة، في حال تجاوز هذا السقف فان الصوت الذي يتجاوز السقف سوف يكون مشوه بالكامل ويسمى Digital Distortion ، وهذا النوع من الدستورشن يكون مزعج جداً جداً.

السقف في عالم الديجيتل هو 0.0- dB ، اي شيء اعلى من هذا السقف سوف يكون عبارة عن دستورشن.

ماذا عن الـ Headroom ؟ الهيدروم هو المساحة مابين Peak اعلى نقطة يصل لها الصوت ومابين السقف او الحد الاقصى وهو كما ذكرت 0.0- dB . من الضروري ان تترك دائماً هيدروم بمقدار 1 ديسبل على اقل تقدير لتجنب حدوث الدستورشن. كما ذكرت في الاعلى هذه العدادات ليست دقيقة بنسبة 100% لهذا كل ماتقربت من 0.0- ديسبل كل ماكان نسبة حدوث الدستورشن اكبر.

Peaks و RMS في الماسترنج

في الماسترنج نستخدم وحدة قياس True Peak وليس Sample Peak (في الاعلى السبب والفرق). وهي ليست الوحدة الاساسية في الماسترنج، حيث لا تعطينا معدل علو الصوت الحقيقي للمقطع بشكل كامل، الـ True Peaks تعطينا نسبة اعلى نقطة تصل لها اجزاء معينة من الاصوات الموجودة بالمقطع (Transients).

لكن نحرص في الماسترنج ان الـ True Peaks لا تتجاوز باي شكل من الاشكال الحد الاقصى لسقف الديجيتل وهو 0.0- ديسبل، ويجب ان نترك مساحة هيدروم لتتنفس الـ Transients بشكل افضل ولتجنب حدوث الدستورشن عند التحويل Digital to Analog Conversion او عند تحويل الصيغ Encoding مثلاً من Wave إلى mp3. شخصياً دائماً انصح بترك هيدروم 1 ديسبل على الاقل.

اما بخصوص RMS ففي السابق كان جميع مهندسين الصوت يعتمدون على RMS لقياس متوسط علو الصوت، لكن اكتشف مهندسين الصوت والباحثين في المجال ان هذه الوحدة ليست دقيقة ولا تعطينا ارقام مضبوطة لمعرفة علو الصوت لمقطع ما ان كان اغنية او اعلان…الخ، لان الصوت لاغنية كاملة او مقطع اعلان ليس ثابت هناك اماكن يعلى فيها واماكن ينخفض فيها. وبناء عليه اخترع الباحثون وحدة قياس جديدة اسمها LUFS ، واصبحت تقريباً اليوم هي الوحدة التي يقيس بها جميع مهندسين الصوت اثناء عملية الماسترنج للاغاني والاعلانات والمسلسلات والافلام…الخ. سوف اشرح LUFS وكيفية استخدامها في مقال اخر قريباً.

بلوجنز تقيس الصوت بوحدة قياس True Peak و RMS

كما ذكرت ان معظم وغالبية برامج التوزيع الموسيقي تظهر لنا وحدة Sample Peak في ميتير الصوت، ولهذا نحتاج ان نستخدم بلوجن مخصص يقيس الصوت بناء على True Peak خصوصاً في الماسترنج. من هذه البلوجنز اذكر؛

• Insight by Izotope
• WLM by Waves
• Levels by Mastering The Mix

هذه البلوجنات تقيس ايضاً بناء على الوحدة الجديدة LUFS.