Veränderung der Hüllkurve durch kompression?!

[Hot-Chip]

Servus, ich muss für die Uni eine Viualisierung machen. Bin dabei allerdings auf ein Problem gestoßen über das ich mir vorher keine Gedanken gemacht habe, weil ich dachte ich wüsste was genau bei der Kompression von Audiosignalen passiert. Ich möchte in 4 Schritten darstellen wie sich die Hüllkurve durch Kompression verändert. Erster Schritt: eine normale Hüllkurve. Im zweiten Schritt wird erklärt was Treshhold ist und was damit bewirkt wird. Im dritten Schritt dann wie das Signal leiser gemacht wird und im vierten wie es wieder lauter gemacht wird (makeup, gain etc.).

Jetzt ist es ja so das der Treshhold normalerweise im negativen dB bereich liegt. Nehmen wir als beispiel einfach mal -20dB. Sind diese -20dB dann auch tatsächlich im Koordinatensystem, mit den Achsen Zeit und Amplitude, bei -20dB? Oder verwechsel ich da etwas? Die Amplitude beschreibt doch die Lautstärke, richtig? Was mich dabei verwundert, ist das bei der Kompression sich die Hüllkurve ja in die negative und die positive richtung vergrößert. Dazu fällt mir auch noch ein: wie kommt es das manche Hüllkurven nahezu Symmetrisch sind und andere widerum kaum?

Ich hoffe es ist verständlich was ich da geschrieben habe. Falls nicht versuche ich die Fragen noch mal konkret zu formulieren:

1. Kann man den Treshhold im Koordinatensystem mit Zeit und Amplitude überhaupt einzeichnen?
2. Warum vergößert sich die Amplitude in die negative und positive Richtung bei der kompression wenn doch eigentlich erst das Signal über dem Treshhold in der Lautstärke abgesenkt wird und dann im ganzen verstärkt wird.


viele Grüße

Hot-Chip

 

[ars ultima]

Um das Verhalten eines Kompressors zu visualisieren kenne ich normalerweise eher die Darstellung der Kennlinie, also mit Eingangsamplitude auf der X-Achse und Ausgangsamplitude auf der Y-Achse.
http://www.amazona.de/media/articles/article_images/article_491/2_image003.jpg
In der Realität hat man dann ja noch Attack- und Release-Zeiten, die sieht man dann in der Hüllkurve, aber das find ich grad auch nicht so einfach...

Dein Problem mit den negativen dB-Werten verstehe ich jetzt nicht ganz. Die kommen ja nur daher, dass die Maximale Amplitude bei 0dB liegt.

 

[sir stony]

Im Prinzip sind ja alle vier gängigen Grundarten der Dynamikbearbeitung das gleiche Verfahren und unterschieden sich nur durch verschiedene Vorgaben diverser Parameterbereiche. Hat ein Kompressor ein Kompressionsratio von "1:unendlich", dann nennt man es Limiter. Kehrt man den Arbeitsbereich um den Threshold herum um, heißt er Expander. Und der Expander mit einer "unendlichen" Kompressionsratio ist dann ein Gate. All das sind aber nur Varianten, die sich auf Threshold und Ratio Parameter beziehen. Wird der Kompressor nun nicht mit fest eingestellten Regelzeiten, sondern mit einer einstellbaren Hüllkurve gesteuert, dann bekommt man quasi einen Transientenprozessor. Hier bestimmt der Threshold nur, bei welchem Pegel die Hüllkurve anfängt zu laufen - das ist aber unabhängig davon, welche eigene Hüllkurve der Klang ohne die Dynamikbearbeitung hätte. Was du also darstellen willst, wenn ich das richtig verstanden habe, ist die natürliche Hüllkurve des Klanges abzüglich der Hüllkurve der Dynamikbearbeitung (der Kompressor nimmt schließlich etwas weg). Die beiden Hüllkurven fangen dabei aber nicht gleichzeitig an zu laufen sondern eben erst ab dem Punkt, wo der Originalpegel den Threshold überschreitet. Da der weitere Verlauf der resultierenden Hüllkurve sowohl stark von den eingestellten Werten wie auch dem Verlauf des Originalklanges abhängt, kann man überhaupt keine Pauschalangabe dazu machen, wie das Ergebnis auszusehen hätte.
Das ganze dann auch noch musikalisch-klanglich gekonnt einzusetzen, ist eine Kunst für sich. Es hilft sicher sehr, sich diese Zusammenhänge mal anhand mehrerer Beispiele in ein Koordinatensystem zu zeichnen.
Und wenn ich irgendwo Müll geschrieben haben sollte, bitte zwecks recycling aufbereiten oder forumsverträglich entsorgen.

edit: oh, evil... post nummer 666.

 

[Hot-Chip]

Ok, jetzt bekomme ich es etwas mit der Angst zu tun. Ich muss Montag abgeben
Also da ich mir nicht ganz sicher bin ob ihr mich oder ich euch falsch verstanden habe, habe ich einfach mal meine Paintkünste walten lassen. Sir stony, du hattest ja geschrieben dass der Kompressor etwas wegnimmt. Aber ist es nicht auch so, dass er auch wieder etwas hinzugibt? Sonst würde das Signal ja nicht lauter werden?! Wenn man jetzt noch mal das tolle paint Bild betrachtet, habe ich mir immer vorgestellt (unabhängig von attack und release) wie über der roten Linie das Signal leiser gemacht wird, wieder etwas nach oben verschoben wird zu 0dB und dann im gesamten wieder lauter gemacht wird. Alles nur Theorien, aber das würde das Verhalten der Hüllkurve erklären, wenn man z.B. in Audacity den Kompressor auf ein Singal anwendet und die Hüllkurve vorher und nachher vergleicht.

grüße

Hot-Chip

PS: Es soll natürlich nur ein Modell werden, wie man sich den Vorgang ungefähr vorstellen kann. Desswegen auch der verzicht auf attack und release!

 

[ars ultima]

Aber ist es nicht auch so, dass er auch wieder etwas hinzugibt? Sonst würde das Signal ja nicht lauter werden?!

Ein Kompressor macht das Signal ja auch nicht lauter, sondern zunächst mal nur leiser. Hast du ja eigentlich auch geschrieben, dass es erst im vierten Schritt lauter gemacht wird. Auf deiner Zecihnung würden eben die Spitzen, die über die Rote Linie Hinausragen, verkürzt werden, der Rest bleibt gleich. Das ist die Kompression. Die macht wirklich nur laute Stellen leiser. Dann hast du eine Neue Wellenform, quasi mit Knicken, da wo vorher der Threshold war. Und diese neue Wellenform wird nun einfach lauter gemacht. Vielleicht mach ich auch mal gleich ein Zeichnung

Ok, ich glaube ich sehe jetzt auch dein Problem mit dem +/-Amplitude. Der Threshhold ist natürlich sowohl oben wie auch unten. wenn du das signal einfach nur leiser machst (also jetzt ohne Kompressor) dann passiert das ja auch ober und unterhalb der Nullinie, und nicht nur auf einer Seite.

 

[Dieter B.]

Ich sehe jetz auf die schnelle 2 Sachen, die du nicht richtig verstehst:
1. Die Kompression beschreibt nur den Vorgang, bei dem Pegel weggenommen wird. Die meisten Kompressoren haben zwar einen Ausgangsverstärker eingebaut/implementiert, aber das hat mit dem Kompressionsvorgang an sich nix zu tun.
2. 0 db ist, wie bereits hier geschrieben wurde, die Obergrenze. Zumindest im digitalen Format.

Und deine Grafik macht keinen Sinn. Dem Kompressor ists Wurst, ob die Welle nun gerade im Minus oder im Plus unterwegs ist. Der Threshhold Balken müsste also auf beiden Seiten sein.
Und 0 ist wie gesagt die Obergrenze, die 0 müsste also Oben und unten Sein.

 

[Hot-Chip]

Tausend dank Jungs u. Mädels! Das war exakt mein Problem. Ist die Hausarbeit doch noch gerettet. Ich werd das komplette Ding noch mal hier posten. Vlt. habt ihr ja dann noch die den einen oder anderen Hinweis.

grüße

 

[ars ultima]

Ich hab auch mal was gezeichnet...

 

[Hot-Chip]

Bei deinen Zeichnungen besteht allerdings kein Unterschied zwischen dem ersten Signal und dem komprimierten Signal. Ich glaube du müsstest den Teil der Hüllkurve, die den Treshhold überschreitet abschneiden und dann absenken. Dann erst das ganze Signal wieder lauter machen. Das sollte doch dann der Effekt sein warum das Signal nach dem komprimieren "fetter" klingt und warum auch Dynamik verloren geht.

EDIT: Äh sorry, ich meinte im ersten Satz nicht das komprimierte Signal, sondern das nach dem komprimieren wieder verstärkte Signal.

 

[ars ultima]

Bei deinen Zeichnungen besteht allerdings kein Unterschied zwischen dem ersten Signal und dem komprimierten Signal.

Brauchst du ne Brille?

Ich glaube du müsstest den Teil der Hüllkurve, die den Treshhold überschreitet abschneiden und dann absenken. Dann erst das ganze Signal wieder lauter machen.

Hab ich exakt so in Photoshop gemacht.

 

[Hot-Chip]

So, ich habe jetzt mal eine erste Version fertig gemacht. Evtl. habt ihr ja lust mal drüber zu schauen und zu korrigieren falls ich falsche Fachwörter benutzt habe oder falsch erklärt habe und wegen mir auch gern wenn ihr Rechtschreibfehler entdeckt .

 

[ars ultima]

Dass noch Teile überhalb des Thresholds liegen liegt daran, dass der Kompressor erst ab einer bestimmten zeit anfängt zu komprimieren (attack) und auch erst nach euiner bestimmten Zeit wieder aufhört (release)

Das ist falsch (oder ich verstehe das falsch, aber dann solltest du den Satz besser formulieren). Es liegen noch Teile oberhalb des Threshholds, weil die Ratio nicht unendlich ist. Die Ratio gibt ja an, wie stark das Signal abgeseknt wird. Mal grafisch beschrieben: Wenn auf deinem Bild eine Pegelspitze 10 Millimeter über den Threshold rausragt, dann wird dieses oben rausragende Stück bei einer Ratio von 2:1 auf 5mm zusammengequetscht, bei 5:1 auf zwei Millimeter usw. Wenn nichts mehr drüberhinausragt, dann hat man einen Limiter. Wobei ich grad in der Wikipedia gelesen habe, dass man wohl schon ab 10:1 von einem Limiter spricht. Release und Attack sowie ein "weicher" übergang zum Threshhold sorgen dann eher dafür, dass ein Limiter überhaupt sinn macht. Weil wenn der Limiter hart und unendlich schnell reagiert, dann würde das Signal ja am Threshold abgeschnitten werden, und dann hätte man das gleiche Ergebnis wie beim Clippen.

Im letzten Satz hast du das "stärker" zwar schon in Anführungsstrichen geschrieben, aber da würde ich mir dennoch eine bessere Forumlierung ausdenken.

Wie war eigentlich die Aufgabenstellung? Du beschreibst da nun eigentlich einen Anwendungsfall des Kompressors, nämlich generelles "Lauter machen" wie man es vielleicht bei Mastering macht. Eine Einschränkung der Dynamik macht man ja auch bei einzelnen Spuren im Mix. Da geht es nicht direkt um das vermeiden von Clippen. Eine nicht komrpimierte Stimme kann man kaum im Mix unterbringen, weil sie entweder untergeht, oder sich nicht integriert (oder beides: Der Gesang nervt an manchen Stellen und sticht heraus, dafür versteht man andere Stellen nicht)

 

[Hot-Chip]

Aufgabenstellung ist starkt vereinfacht "einen technischen Sachverhalt visualisieren". Es geht also weniger um den Inhalt als um die Visualisierung. Dank dir auf jedenfall für die tips, werde das gleich ändern. Soll ja trotzdem inhaltlich korrekt sein.

 

[Stifflers_mom]

@hot-chip:
ich würde sowohl das unkomprimierte original (1) als auch das endprodukt (4) auf den gleichen Wert normalisieren, damit man einen direkten Vergleich der Verdichtung des Signals in der Wellenform sieht. bei dir hat das original einen viel niedrigeren maximalen Spitzenwert als das komprimierte.