Сатурация: мягкий перегруз, который делает звук плотнее

Сатурация звучит как что-то из словаря звукоинженеров из прошлого: «лампа», «лента», «тёплое насыщение». Но за словами стоит простая вещь. Любой аналоговый прибор, будь то лампа, трансформатор или магнитная лента, при высоком уровне сигнала начинает вести себя нелинейно: громкие участки он сжимает и слегка искажает. Это искажение не случайное. Оно добавляет в звук новые гармоники, и слух воспринимает их как плотность.

Сатурация в плагине повторяет это поведение. Разница в том, что в цифре вы сами решаете, сколько искажения вам нужно, и можете выключить его, если не понравилось. Из этого следует и главный совет: сатурация не лечит плохую запись, она добавляет характер к хорошей.

Что делает сатурация

Идеально линейная система повторяет вход на выходе без изменений: вдвое громче на входе, вдвое громче на выходе. Нелинейная ведёт себя иначе. На малом уровне она почти линейна, а у верха кривой «сдаётся»: выход растёт медленнее входа. Так пики подрезаются мягко, а не обрубаются.

Это даёт два эффекта. Первый: пики выравниваются, и дорожка кажется ровнее и громче при том же пиковом уровне. Второй, куда важнее: форма волны меняется, а значит, меняется состав гармоник. К основному тону добавляются обертоны, которых в исходном звуке не было. Именно они дают ощущение «толщины».

Сатурация находится между компрессором и дисторшном. С компрессором её роднит сглаживание пиков, но компрессор меняет динамику по огибающей, во времени, а сатуратор меняет каждый отсчёт сигнала сразу, без задержки на реакцию. С дисторшном роднит механизм: это тоже нелинейность. Различается степень. Сатурация остаётся на грани слышимости, а дисторшн выходит за неё и становится эффектом.

Чётные и нечётные гармоники

Гармоники это целые кратные основной частоты. Если основной тон 100 Гц, вторая гармоника лежит на 200 Гц, третья на 300 и так далее. Чётные (вторая, четвёртая) лежат на октаву и две октавы выше и воспринимаются как мягкое утолщение. Нечётные (третья, пятая) создают более «острый», резкий оттенок.

Какие именно гармоники появятся, зависит от формы кривой. Симметричная кривая, одинаково срезающая и плюс, и минус волны, даёт нечётные гармоники. Несимметричная, срезающая одну полуволну сильнее другой, добавляет и чётные. Это объясняет принятое разделение: симметричное поведение связывают с транзисторными схемами и тем, как работают двухтактные каскады, а несимметричное с ламповыми однотактными схемами. Это общая тенденция, а не закон: у конкретного прибора всё определяется схемой и режимом.

Практический вывод. Если звук нужно слегка утолстить, не делая его резче, подойдёт сатуратор с акцентом на чётные. Если нужен «зубастый» характер для барабанов или гитарного бас-тембра, подойдёт больше нечётных.

Лампа, лента, транзистор, цифра

Ламповая. Обычно её ассоциируют с мягким сжатием и преобладанием чётных гармоник. Хорошо работает на вокале, синтезаторах и мастере, где нужно тепло без заметной грязи.

Ленточная. Лента делает несколько вещей сразу: мягко сжимает пики, срезает верх (чем выше уровень записи, тем сильнее) и немного поднимает низ. У плагинов есть и дополнительные параметры: имитация скорости, шума и дрожания ленты. О том, что лента делает с записью, подробнее в материале про запись на плёнку дома.

Транзисторная и трансформаторная. Звучит жёстче и ярче, с нечётными гармониками. Подходит барабанам, бочке, снейру и всему, где нужна атака.

Цифровая. Это математическая функция: тангенс гиперболический, арктангенс, жёсткий порог. Она не копирует конкретный прибор, но ею удобно управлять, а в мягких режимах результат бывает неотличим от «аналоговых» моделей. Следите за режимом oversampling: без него искажения могут давать алиасинг, то есть неприятные звонкие призвуки, которых в исходном сигнале нет.

Названия в плагинах это маркетинг, а не гарантия. Не стоит выбирать по надписи «Tube» или «Tape». Выбирайте на слух: послушайте на нужной дорожке три-четыре модели при одинаковой громкости и оставьте ту, что звучит естественнее.

Куда её ставить

Бас. Самое полезное место. Низкие частоты плохо слышны на небольших колонках и в наушниках телефона, а гармоники от сатурации лежат выше и позволяют басу «читаться» на малых динамиках. Подходит и для синтезаторного баса, и для живого.

Барабаны. Сатурация на шине барабанов склеивает их и подчёркивает атаку. Стоит ставить аккуратно: слишком много, и тарелки начинают звенеть.

Вокал. Лёгкая сатурация придаёт голосу присутствие. Иногда её ставят до компрессора, чтобы компрессор реагировал на уже обогащённый сигнал. Подробности цепочки есть в статье про обработку вокала.

Синтезаторы и гитары. Хорошо подходит, если звук получился слишком чистым и «цифровым». У гитар с педалями перегруза свои искажения, поэтому дополнительная сатурация нужна редко.

Мастер. Совсем немного. На мастере она тоже работает как «склейка», но любое искажение накапливается, и слишком сильная обработка на мастере делает микс утомительным.

Отдельный вопрос: на каждой ли дорожке или на шине. Если поставить сатуратор на каждую дорожку барабанов, каждая искажается по-своему, и общий звук получается разнообразнее, но нагрузка на процессор выше. Если поставить один на шину, все дорожки проходят через одну и ту же кривую и склеиваются сильнее. Для барабанов чаще работает шина, для вокала и баса отдельные дорожки. Бесплатных сатураторов хватает, подборка есть в материале про бесплатные VST-плагины, и для обучения не нужно покупать дорогой набор.

Ещё одно замечание про громкость прослушивания. На тихой громкости слух хуже воспринимает низ и верх, и обработка кажется менее выраженной, чем она есть. Проверяйте сатурацию на среднем уровне, как для референсов, и не меняйте положение ручки мониторов во время сравнения.

Один чистый тон и три кривые искажения. Поднимайте Drive и смотрите, как меняется форма волны и появляются новые линии на спектре.

Блок бесплатный, без регистрации. Если пригодился, можно сказать спасибо.

Как услышать гармоники

Лучший способ понять сатурацию это провести опыт. Возьмите синусоиду на 100 Гц: у неё нет гармоник, это один чистый тон. Поставьте на неё анализатор спектра, а следом сатуратор. Пока Drive на нуле, на анализаторе один пик. Поднимайте Drive, и справа от него вырастают новые: на 300 и 500 Гц у симметричной кривой, а у несимметричной ещё и на 200 и 400 Гц. Это и есть гармоники, которых раньше не было. Их количество и соотношение зависят от формы кривой, о которой шла речь выше.

Затем проиграйте то же на реальной дорожке, например на басе или синтезаторе. Откройте анализатор и сравните верх спектра с обработкой и без. С сатурацией верх «заполняется», на нём появляются новые линии. Это подтверждает, что звук стал плотнее не из-за громкости, а из-за добавленных частот.

Сатурация и эквалайзер

Часто то, что кажется нехваткой плотности, на деле нехватка определённых частот. Если у баса нет середины, на маленьких колонках он пропадает, и сатурация это лечит: она рождает обертоны в том диапазоне, который слышен везде. Эквалайзер тут помогает хуже: он может поднять только то, что уже есть в сигнале, а на 40 Гц, которых нет на телефоне, поднимать нечего.

Обратное тоже верно: сатуратор можно использовать как мягкий «усилитель верха». Если дорожка тусклая и поднимать верх эквалайзером значит поднимать шум, сатурация добавит яркости из самого сигнала. Но порядок плагинов влияет на результат: эквалайзер до сатуратора меняет то, какие частоты будут искажены, а после него правит уже готовый звук. Об основах работы с эквалайзером есть отдельная статья: как настроить эквалайзер. Если же вам нужно управлять динамикой, обратитесь к компрессору: он делает другую работу, и сатурация его не заменяет.

Как настроить

Начните с Drive, то есть с количества искажения. Поднимайте, пока не услышите, что звук начал меняться, потом вернитесь немного назад. Большинству дорожек хватает лёгкого касания. Затем вернитесь к громкости: у многих сатураторов выход растёт вместе с Drive, и вы уже слушаете не качество, а уровень. Подкрутите выходной регулятор так, чтобы громкость с обработкой и без неё совпадала на слух или по измерителю.

Если у плагина есть регулятор Mix, используйте его: параллельная сатурация, где обработанный сигнал подмешан к чистому, звучит естественнее и сохраняет динамику. Можно ставить сильную сатурацию на отдельную шину и подмешивать её по вкусу.

Включите oversampling, если он есть, особенно на ярких источниках. Нагрузка на процессор вырастет, но звонкий мусор на верху уйдёт.

Ловушки

Первая: путать громкость с качеством. Об этом подробно в статье про референс-треки: громкий вариант выигрывает почти всегда. Вторая: ставить сатурацию на каждую дорожку «для тепла». Если искажение есть везде, вы теряете контраст, и микс становится плоским и грязным. Третья: добавлять её к плохо записанному материалу в надежде спасти. Шум, гул и резонансы сатурация только усилит. Четвёртая: забыть про уровень входа. Сатуратор работает от уровня сигнала, и если вы подаёте на него дорожку тише или громче, чем задумывалось, он ведёт себя по-другому. Об этом в материале про уровни по цепочке.

Короткая проверка

Выберите одну дорожку баса и поставьте на неё сатуратор. Поднимите Drive, пока не услышите изменение. Выровняйте громкость вкл/выкл. Послушайте на колонках и в наушниках телефона: бас должен быть слышнее на маленьком динамике. Если разницы нет, сатурация вам здесь не нужна. Если разница есть, повторите то же на барабанной шине и на вокале и сравните, где обработка нужнее всего. Не ставьте её на все дорожки сразу: полезнее добавлять по одной и каждый раз проверять, что стало лучше, а не просто громче.

Частые вопросы

Хорошая сатурация остаётся незаметной, пока её не выключишь: тогда сразу слышно, чего не хватает.

Механик

• Звукорежиссёр, музыкант, электронщик из Петербурга.
• Более 20 лет в музыке: дрим-поп, эмбиент, электроника.
• Рассказываю о фишках и техниках при создании музыки.
• Помогаю подобрать музыкальный сетап без переплат.
• Собираю аналоговые гитарные педали.

Вопросы — в Telegram.