Compresión Paralela (Parte 1)

Lo primero que hay que establecer es qué hace realmente un compresor, y ​​la respuesta es que reduce el rango dinámico de la señal de entrada. Ya sea que esté configurado para hacer que los bits fuertes sean más silenciosos o los bits silenciosos más fuertes, fundamentalmente existe para reducir el rango dinámico general de algo grande e inmanejable a algo más pequeño y más apropiado para la aplicación prevista.

El término "rango dinámico" también se puede interpretar de diversas maneras, pero para los fines de este artículo lo uso para referirme al rango de niveles de señal promedio entre el elemento musical más bajo y el más fuerte.

Compresión hacia abajo

La gran mayoría de compresores aplican "compresión descendente", lo que significa, en esencia, que las cosas ruidosas se vuelven más silenciosas. Más específicamente, las señales por debajo del nivel de umbral se dejan en paz, mientras que las que están por encima son "aplastadas" en una cantidad determinada por el ajuste de proporción.

El 'diagrama de escalera' (Figura 1) es una manera conveniente de describir la relación entre los niveles de señal en la entrada de un compresor y los de la salida. La escalera en la parte superior izquierda muestra la situación en bypass: la señal de entrada aparece en la salida exactamente al mismo nivel, por lo que todos los 'peldaños' son horizontales. La escalera a su derecha muestra el efecto de la compresión descendente, donde los niveles de señal por debajo del umbral permanecen sin cambios, mientras que los superiores se reducen en nivel proporcionalmente, según la relación seleccionada (en este caso 2:1).

Figura 1: En estos diagramas puede ver la diferencia en el efecto sobre la reducción del rango dinámico y el nivel de salida de los diferentes tipos básicos de compresión analizados en este artículo. Como puede ver, la 'compresión ascendente' y la 'compresión ascendente' no logran el mismo resultado, incluso si logran un grado similar de reducción del rango dinámico.

La forma más convencional de ilustrar la compresión es con un 'gráfico de transferencia', que es un gráfico con el nivel de entrada en el eje horizontal y el nivel de salida en el eje vertical. El gráfico de la Figura 2 se obtuvo midiendo la respuesta de amplitud de un complemento de compresor 'hard-knee'(rodilla dura) en una DAW, utilizando un sistema de prueba Audio Precision. La línea roja recta de puntos a 45 grados muestra la respuesta con el compresor en derivación, lo que ilustra claramente que lo que entra sale sin cambios en el nivel.

Las líneas sólidas de diferentes colores se obtuvieron con el compresor encendido y el umbral establecido en -20 dBFS. La línea azul claro es el resultado de una relación 2:1 y muestra claramente que cuando la entrada está 10 dB por encima del umbral (es decir, un 'Nivel de generador' de -10 dBFS en el eje horizontal), la salida o 'Nivel medido' El nivel' en el eje vertical está en -15 dBFS, que está 5 dB por encima del umbral. En otras palabras, un aumento de 10 dB en la entrada da como resultado un aumento de sólo 5 dB en la salida, que es la mitad y, por tanto, una relación de compresión de 2:1.

Figura 2: En este gráfico, puede ver el efecto de diferentes proporciones (el azul claro es 2:1, el verde claro 40:1) de compresión descendente en el mismo umbral. Cuanto mayor es la relación, más atenuación se aplica cuando la señal excede el umbral, y cualquier valor por encima de 20:1 generalmente se considera "limitante". Las barras roja/verde muestran cuán comprimido está el rango dinámico.

Las otras trazas muestran proporciones progresivamente "más rígidas", de 3:1, 5:1, 10:1 y 40:1. Cualquier valor superior a 20:1 generalmente se denomina "limitación" porque el nivel de salida apenas aumenta independientemente de cuánto exceda el nivel de entrada el umbral.

Por cierto, un compresor de "rodilla dura" (hard-knee), como el utilizado para estas mediciones, pasa abruptamente de no hacer nada a aplastar el audio, y eso se revela por el cambio de ángulo muy distintivo en las curvas de transferencia. Un compresor de "rodilla blanda" se mueve más suavemente de la inacción a la acción, por lo que sus trazados de transferencia se curvarían suavemente alejándose de la pendiente lineal de 45 grados en lugar de desviarse abruptamente.

Reducción del rango dinámico

Ahora imaginemos una señal musical donde el elemento más silencioso mide -35dBFS y el más fuerte es -5dBFS, de modo que tenemos un rango dinámico inicial de 30dB. Si pasáramos esa señal a través de un compresor 2:1 con un umbral de -20 dBFS, la señal de salida oscilará entre -35 dBFS (este nivel está por debajo del umbral y, por lo tanto, no cambia) y -12,5 dBFS. La última cifra surge porque el nivel máximo de la fuente (a -5 dBFS) está 15 dB por encima del umbral y, por lo tanto, se reducirá a la mitad a 7,5 dB por encima del umbral de -20 dBFS, que es -12,5 dBFS).

Por lo tanto el rango dinámico se ha reducido, en este caso de 30dB a 22,5dB, y al mismo tiempo el nivel de pico se ha reducido en 7,5dB. Para ayudar a ilustrar esos puntos, agregué barras de colores al gráfico anterior para ilustrar cómo se han reducido el rango dinámico y los niveles máximos.

Por útil que sea esta forma de compresión, a menudo queremos reducir el rango dinámico sin reducir el nivel máximo. En otras palabras, queremos aumentar el nivel de los componentes de señal más silenciosos en lugar de bajar los de mayor volumen. La forma habitual de lograr esto es introducir una 'ganancia de compensación' en la salida del compresor. Una buena forma de entender el concepto es volver al diagrama de escalera.

Prefiero llamar a esto "compresión ascendente" para evitar confusión con la verdadera "compresión ascendente" (a la que volveré en un momento). Como muestra el diagrama de escalera más bajo de la Figura 1, la señal de entrada primero se comprime hacia abajo de la forma habitual, pero luego el nivel de la salida aumenta en una cantidad fija de "ganancia de compensación". El resultado general es que el rango dinámico se ha reducido nuevamente, pero esta vez el nivel máximo se restablece al mismo que el de entrada mientras que las señales de nivel más bajo se han elevado, por lo que las partes silenciosas se han hecho más fuertes.

Sin embargo, este diagrama revela claramente que siguen siendo los elementos más fuertes los que han sido "aplastados": las señales más silenciosas simplemente han aumentado de nivel. Esa es la diferencia clave entre "compresión ascendente" y "compresión ascendente". Con este último término me refiero al procesamiento que aplasta los elementos más silenciosos y deja en paz las partes ruidosas, como lo ilustra el diagrama final de la Figura 1.

Compresión de elevación

Entonces, usando las mismas condiciones que en el ejemplo medido anterior, digamos que queremos la misma cantidad de reducción del rango dinámico, pero también queremos que el nivel máximo permanezca en -5dBFS. Esto se logra fácilmente manteniendo la misma relación del compresor y los mismos ajustes de umbral, pero ajustando 7,5 dB de ganancia de compensación. El resultado real de hacer esto se puede ver en el gráfico medido en la Figura 3.

Figura 3: Al agregar ganancia de compensación a la compresión descendente, cambia el rango dinámico para brindarle un mayor nivel en la salida del compresor, pero el rango en sí sigue comprimido de la misma manera.

El efecto directo de agregar 7,5 dB de ganancia de compensación es elevar el nivel de salida general, lo que puede verse como el desplazamiento vertical de la parte lineal de 45 grados de la curva de transferencia. En este caso, una señal de entrada a -35 dBFS emerge del compresor a -27,5 dBFS, y todos los elementos más silenciosos de nuestra señal musical se elevan en la misma cantidad de 7,5 dB.

Los elementos más ruidosos (aquellos por encima del umbral de -20 dBFS) se comprimen, como antes, en una proporción de 2:1, pero debido a que la ganancia de compensación contrarresta la reducción del nivel máximo del compresor, el nivel de entrada más alto aparece en la salida al mismo tiempo. -5 dBFS.

Movilidad en aumento

La compresión descendente normal, ya sea que se use sola o con ganancia adicional, cambia inherentemente el carácter de las señales fuertes hasta cierto punto al aplastarlas. ¡La regla número uno para cualquier compresor descendente es aplastar cualquier cosa que haga ruido! Sin embargo, la acción de bajar el nivel (y volver a subirlo después) no es instantánea; tiene lugar en una escala de tiempo que se rige por las constantes de tiempo de ataque y liberación del compresor. El resultado inevitable es que el sonido y la forma de señales transitorias complejas pero delicadas y fuertes pueden alterarse de manera bastante drástica. Esta es una parte importante de la razón por la que diferentes diseños de compresores pueden sonar tan diferentes entre sí y por la que en una situación determinada se puede preferir un compresor a otro.

Una forma alternativa de reducir el rango dinámico, que potencialmente podría evitar este problema de transitorios dañados, es comprimir las señales más silenciosas y dejar las fuertes en paz. En otras palabras, podríamos emplear un dispositivo que aumente el nivel de las señales por debajo del umbral. Esto es una verdadera "compresión ascendente", como se describió brevemente anteriormente, y este tipo de disposición, al menos en teoría, preservaría completamente intactas las señales transitorias fuertes pero delicadas, mientras solo aplastaría los elementos más silenciosos.

Desafortunadamente, sin embargo, es extremadamente raro encontrar un dispositivo físico que realmente pueda hacer esto, sobre todo porque no es particularmente fácil lograr este objetivo con hardware electrónico. (Creo que el Dbx Quantum fue uno de esos dispositivos, pero no conozco ninguno en producción actual). Sin embargo, si encontrara y midiera un dispositivo de este tipo, las curvas de transferencia podrían parecerse a las que he visto. como se muestra en la Figura 4, donde las señales fuertes por encima del umbral no se verían afectadas en absoluto y las señales silenciosas aumentarían de nivel en una cantidad dependiendo de la configuración de relación (la línea azul claro es una relación de 2:1, nuevamente). Una vez más, si el compresor ascendente tuviera una característica de "rodilla blanda" en lugar de la rodilla dura que he ilustrado, los gráficos se curvarían suavemente hacia arriba en lugar de cambiar de ángulo abruptamente.

Figura 4: Como puede ver, la verdadera compresión ascendente, que se muestra en estos gráficos, tiene un efecto muy diferente de la compresión descendente, en el sentido de que las partes más fuertes de la señal se dejan en paz y las más bajas se elevan. Todavía hay compresión de rango dinámico, pero se ve afectada una parte diferente de la señal.

Sin embargo, si dedica unos momentos a pensar en la idea de una auténtica compresión ascendente, se dará cuenta de que en realidad no sería de mucha utilidad en aplicaciones del mundo real, porque probablemente elevaría el ruido de fondo a niveles totalmente inapropiados. . Por ejemplo, tome un compresor ascendente con una relación suave de 2:1 y un umbral de -20 dBFS. Si el ruido ambiental de fondo de la grabación estuviera, digamos, en -80 dBFS, el acto de compresión lo arrastraría hasta unos espantosos -50 dBFS, ¡lo cual probablemente no sea lo que usted desearía!

Hugh Robjohns