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串流音樂平台的響度指南

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Author by DigiLog 作者群 Cal 2023.04.15

大綱

 

從開始製作音樂到後期可能會碰上許許多多關於音量的問題,其中包含錄音、混音、後期製作等都會出現不少疑問:我在這個環節該做到多大聲?給混音師的分軌檔音量該如何?交給母帶工程師的 Mixdown 會不會太大聲?終於做好一首歌要上架串流平台了,音量又該落在哪裡呢?

最先遇到的狀況應該會是錄製的聲音音量應該要多少,通常錄製人聲與樂器進數位編曲軟體裡並沒有一定的規範表明要多少 dBFS 才是正確的,但在過去傳統類比系統使用的音量指示表 VU 錶上,當時普遍認為 VU meter 在 0 VU 時會是聲音最穩定且最沒有失真的狀態,因此才會有類比錄音時期將音量錄在所謂 0 VU 甜蜜點,換算成音響類比系統的單位 dBu 約等於 +4 dBu,再換算成我們在電腦上常見的數位訊號標準 (dBFS) 大約會落在 -18 dBFS 至 -20 dBFS 左右,不過這並不是個標準答案,只能說是一個可以參考的依據,其還可能因為各種機制的轉換標準或是各設備間的規格不同而有些許差異。

 

   

(VU 錶頭)

         

(URIW 1176LN Classic Limiting Amplifier 上的 VU 錶)

(Pro Tools 裡的 Mixer 分軌儀表)

 

而在製作完的歌曲若沒有足夠預算交給專業母帶工程師做後期處理,可能會想要自己試著做母帶壓音量,這時會遇到的問題就是我該將音量做到多大聲,在得到這個答案前,會不斷遇到一個叫做 LUFS 的通用單位。

 

Part 1 - 關於 LUFS

LUFS 是什麼呢?他是 Loudness Units Full Scale 的縮寫,為 EBU R128 中所使用的單位,而 EBU R128 是一套響度標準化及允許的最大音頻信號水平的指南,計算出整體聲音的平均音量後再以平均音量與期望音量間的差值來進行調整。

關於 LUFS 測量值,首先要理解的是,考慮到人類不會對所有的頻率感知到相等的音量,意思是人耳在某些特定頻率上感受到的音量表現會高於其他某些聽感上相對較不敏感的頻率帶。為了模擬這個效果,LUFS 計量器會對低於約 100 Hz 的聲音訊號進行溫和衰減,同時增強高於約 2 kHz 訊號。這又被稱為 “K加權”,實際上意味著它們對低頻較不敏感,而對高頻較為敏銳。相較於其他音量單位,LUFS 是一種更準確、更普及的音量測量方式,而不像以前常使用的峰值音量(Peak Volume)或總音量(RMS volume)測量方式那樣容易產生誤導性。以LUFS 作為音量的標準,能夠幫助製作人更好地控制音訊的音量,讓其在不同的播放環境中都能表現出最佳的效果。

 

Part 2 - LUFS 外的音量單位

除了LUFS (Loudness Units Full Scale) 之外,還有以下幾個常用的音量大小指標:

  • dBFS (decibels Full Scale):是一個相對於滿量程的縮放單位,以0 dBFS為最大值,代表聲音訊號的最高點,其餘的值都是相對於此點的電平大小。此單位也就是大家所使用的 DAW 裡最常見的儀表單位。

  • dB SPL (decibels Sound Pressure Level):是用來測量聲音壓力的單位,以聽力閾值(20μPa)為參考值,常用於測量音響系統的音量大小。

  • RMS (Root Mean Square):RMS 值是通過計算一定時間內信號樣本的平方和的平均值,然後取其平方根來計算的。反映了信號在某段時間內的平均功率或能量。RMS 值常用於測量音頻信號的音量或音量強度。它可以更好地模擬人耳對聲音強弱的知覺。RMS 值與 LUFS 值密切相關,LUFS 值實際上就是以 dB 為單位的 RMS 值。LUFS 通過根據人耳對不同頻率的敏感度來 “加權” RMS 值來計算。

  • K系統(K-System)是一種音量管理系統,由工程師 Bob Katz 於1990年代開發。K系統的目的是提供一種更有效的方法來管理音量,以實現更好的動態範圍和更好的音頻品質。K系統主要有兩個組成部分:K-20 和 K-14。這些名稱代表了系統中使用的最高dBFS值。K-20是指使用最高的dBFS值為 -20dBFS,常用於電影工業領域,而K-14是指使用最高的dBFS值為 -14dBFS,常用於流行音樂領域。其核心理念是將聲音訊號分成三個部分:動態範圍、中間範圍和平均值範圍。每個部分都有不同的音量級別限制。使用K系統可以幫助工程師更好地控制音量,保持聲音動態範圍的完整性,並確保錄音品質的最佳表現。

  • LKFS (Loudness K-weighted Full Scale):是一種與LUFS相關的音量標準,也被稱為Loudness K-System。LKFS 將聲音訊號使用一種名為 K-weighting 的濾波器進行處理,以模擬人類聽覺對不同頻率的敏感度,以更好地測量聲音的感知音量。

  • dBA (decibels A-weighted):是一種使用 A-weighting 濾波器對聲音信號進行處理的音量標準,以更好地模擬人類聽覺對不同頻率的敏感度。dBA 通常用於測量環境噪音和工作場所的聲音水平。

Part 3 - LUFS 的重要度及其應用

LUFS 已經是整個音樂及影視產業裡最常見的音量標準,我們常見或常聽的影音串流平台像是 Netflix, Amazon, Spotify, Apple Music 甚至是杜比全景聲的混音等等,其上架時對於音量的規範都是以 LUFS 做為基本規範單位。這邊所指的規範概念是指在音檔上架至各平台時,各平台為了使用者在收聽每首歌曲時不會因為音量落差,而造成聆聽過程忽大忽小,或是被突如其來的大音量嚇到,因此會有提高響度較小歌曲音量、降低音量過於大聲歌曲的機制,這個過程稱為音量規範化 ( Loudness Normalization)。

儘管並不是每個影像或是音樂創作者都需要做讓聲音標準化規格的後期製作,但還是可以透過認識這樣的系統指摽去衡量自己的作品若在大眾使用的平台上可能得到的聲音及其與市售音樂、影像作品的音量差距為何。

 

Part 4 - 必須注意 True Peak

除了 LUFS 外另一個重要的單位依據:True Peak,他的單位通常被表示成 dBTP (Decibel True Peak)。由於數位訊號在轉換成類比訊號時會經過一個叫做 Reconstruction Filter 的類比 Low-pass 濾波器,這個過程中,它會重新插入高於 Nyquist 頻率*的頻率分量,以重建完整的頻譜和恢復所有可聽頻率。這樣可以獲得更加自然和平滑的聲音。這個轉換過程有機會發生數位的取樣點沒有超過最大容許值,但兩個點中間被還原出的類比訊號卻超過最大容許值。

這就是為什麼縱使在 DAW 顯示的音量雖然不超過 0dBFS,但卻有可能再轉換成類比過程中仍然產生破音的情況發生,而 dBTP 測量就是通過一種叫做 Oversampling 的方式來模擬預測最終的電平,透過增加取樣的頻率點(增加四倍以上)來模擬實際類比輸出的情況,Oversampling 可以更精確地模擬類比聲音訊號可能的音量大小。

*在數位取樣中,取樣定理告訴我們,要準確再現所有聽覺頻率範圍內的頻率,取樣率必須至少是最高頻率的兩倍。這個頻率就是 Nyquist 頻率。所有高於Nyquist頻率的頻率在數字轉換過程中都被移除了。

 

(數位訊號還原成類比訊號時,取樣點之間的類比訊號可能大於最大容許值而產生 Clipping)


 

Part 5 - 各平台的音量標準

有了上面關於 LUFS 單位的簡單認識後,這邊也來看看各常見串流平台的音量標準。

Part 6 - 同樣的 LUFS 卻可能聽起來不一樣大聲?

LUFS 的指標可以做為一個音量大小的評判標準,但其也可能因為歌曲樂風、混音手法、歌曲結構或是頻率等影響而造成其兩首音樂作品有相同的 LUFS 但在聽感上卻明顯覺得其中一首歌較為大聲,可能的原因像是一首歌曲整體擁有較多的高頻(人耳對於高頻較為敏感,高頻的差異較低頻於聽感上較為明顯),或是因為某些歌曲其實擁有較大差異的聲音動態,其相較於穩定音量動態的歌曲也會覺得沒那麼大聲,因此在觀察歌曲的音量時除了要看是歌曲的平均 LUFS 數值外,也必須觀察其在最大聲的段落(例如:可能是聲響最豐富的副歌)時的瞬態\短期 LUFS 來做綜觀的比較,最好的方法還是會建議使用與自己作品類似曲風或是結構感的歌曲來當作一個較為客觀的音量 Reference 對照組。

 

Part 7 - 幾款觀測音量用的 Plug-in 

若你平常使用的 DAW 裡沒有內建的 Loudness Meter 可以清楚反映自己的成品落在多少 LUFS 的話,以下簡單推薦一些能夠準確測量你作品音量的軟體及網站:

 

1. izotope - Insight 2

izotope 知名的測量軟體 Insight 2,他可以選取各種音量標準來測量成品的響度,其 LUFS 觀測有分短期、瞬態、及整體的響度,也有像是 LRA 值 (表示聲音在極短時間內的最大振幅變化有多大,可以用來分析響度動態)、True Peak、RMS等單位,除了響度外也能精確觀測聲音的音場和頻譜。

 

2. IK Multimedia - Metering

IK Multimedia 的 Metering 也像 Insight 一樣有各種精確的頻譜、音場、響度分析,其還可以設置目標曲風,可以幫你診斷出在某個特定曲風下,你歌曲的音量與該曲風在業界的響度差距。

3. Waves - WLM Plus Loudness Meter

WLM Plus 是一款軟件工具,可以幫助您確保聲音訊號內容符合 ITU、EBU 和 ATSC 等機構制定的所有規範,也可以直接在 Plug-in 上調整 Gain 值,讓你不用在切換其他 Plug-in,也有客製化的高低濾波可以做微調。

 

4.  YOULEAN - LOUDNESS METER 2

YOULEAN - LOUDNESS METER 2 也有上述 Plug-in 所提到的各種基本單位可以讓你輕鬆評斷音樂響度,最重要的是他免費版就能滿足大部分音樂工作者的需求,而付費的 Pro 版更有可以直接拖曳音檔或影片檔進入軟體觀測、或是各種串流平台預設 Preset 等功能。

 


 

5. Loudness Penalty

這是一個線上網站,可以讓你把完成的音檔用拖曳並放置的方式進入區塊,不需要幾秒就能偵測出你的音檔與各平台的響度差距,Loudness Penalty 會顯示出若你的音檔超過各平台規範大概會被砍多少 db ,如下所示,不需付費且操作簡單使它成為許多音樂人的愛用網站之一。

(上圖表示這首歌曲的音量上傳至 YouTube 及 Spotify 會被壓低 2.3 dB,Apple Music 會壓低 4.3 dB)

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