Review RME Babyface

Dithering no Pro Tools, mais trabalho para depois dos finalmentes

Antes de começar o meu novo solilóquio quero contar um fato verídico.

Era uma vez um moço que queria muito uma coisa. Muito mesmo!
Ele queria tanto essa coisa que ele estava disposto a fazer qualquer coisa para consegui-la.
Então, ele fez tudo que podia e conseguiu!
Vangloriou-se então com sua conquista.
Mas, no instante seguinte, passou a querer outra coisa.

A vida é assim! Quando a gente acha que terminou, começa tudo de novo; quando a gente acha que tá pronto, surge uma ideia, principalmente na mixagem que é uma das etapas criativas que nunca termina.
Todo artista dificilmente termina as suas obras, ele apenas desiste de continuar em determinado momento e assina. Uma obra de arte não tem fim e alguns estudiosos dizem ainda que ela só está completa quando comunica com o observador... Uma mixagem é arte e não tem fim. A cada dia novo a gente tem uma impressão diferente, uma postura diferente, uma ideia diferente e aí está o nosso moto perpétuo, mas como temos que entregar o trabalho a gente acaba desistindo a certa altura onde estamos mais ou menos convencidos com o resultado naquele instante, mas não totalmente. Todavia, a mixagem, como você já está farto de saber, não é a etapa final da música, principalmente se você não envia suas músicas para um masterizador profissional, como deveria fazer. A masterização então passa a ser um novo começo. Lá se vão mais horas e horas de equalizações sutis, leves reverbs, compressão e limitação discreta com o olho pregado um uma das escalas K, não necessariamente exatamente seguindo essa receita e nem nessa ordem, mas com certeza até o ponto no qual a gente desiste. Fato.

O problema da masterização é que ela não termina no estágio final quando fazemos o novo Bounce para um arquivo estéreo. Há um novo começo logo após esse segundo fim, o downsampling, e é dele que quero falar hoje.
Assunto perigoso. Tem gente que vai gostar, tem gente que vai torcer o nariz, principalmente na hora da matemática.

Esse estágio de downsampling é tão importante quanto a primeira captura de ondas mecânicas por diafragmas a condensador, sem transformador na saída de preferência. Apesar de que a histerese presente nos núcleos de alguns transformadores com bobina de ferro promove a distorção das frequências baixas que, para os iniciados, é muito agradável, macia. E posso afirmar sem medo da minha esposa ficar preocupada que amo o DPA 4006, que tem transformador. Mais polêmica? Agora não. Mas é fato também que eu particularmente não sou muito fã dessa onda MP3. Ok, mais polêmica! Tudo bem que o arquivo fica menor, mas o som é de lascar. Aquele meu disco do Michael Hedges gravado em 30ips não fica bom em MP3. Vangelis também não rola; nada como a Spiral e Pulsar rodando do vinil...literalmente.

Bom, voltando...Downsampling:
Downsampling é obrigatório? Primeira questão. Em todas as nossas produções a gente obviamente vai trabalhar em 24 bits ou até mesmo em 32 bits em ponto flutuante (que eu recomendo porque não existe saturação interna no mixbus, pois o headroom é, de certo modo, infinito) e depois teremos que exportar o resultado final (ou parcial, melhor dizendo) para um arquivo estéreo que será posto em um CD ou que será tocado por algum reprodutor que dificilmente vai dar conta de arquivos em 24 bits. CD utiliza arquivos de 16 bits em 44.1kHz, então temos que fazer o downsampling de qualquer jeito neste caso, senão é o mesmo que jogar um CD no lixo, mas aí entra a segunda questão: Como fazer esse downsampling? Vai lá no menu File > Bounce to > Disc > muda para interleaved > muda a resolução para 16 bits  e clica o botão Bounce? Melhor não. Nesse caso nenhum dither está sendo aplicado e vamos acabar ouvindo o ruído de quantização, principalmente nos decaimentos de reverbs nas passagens de baixa amplitude.

Tudo bem, tem gente que vai dizer que o dither é um ruído feio de fundo e quem é que vai querer colocar um ruído de fundo em uma música limpa? Ninguém, nem eu, mas acredite que em alguns casos faz toda a diferença e pode ser que você nem ouça esse ruído, mas, pelo contrário, o ruído de quantização é muito mais feio e audível, e ficará bem perceptível se você não usar um dither. Tem gente que vai até questionar o Bounce, como eu mesmo fiz em uma edição passada, na 232, creio eu, mas isso são outros quinhentos.

Com certeza o seu processo de produção tem vários começos e finais, provavelmente ele segue assim:

1. Gravação multipista
2. Edição
3. Processamento com plug-ins
4. Mais edição
5. Mixagem
6. Bounce para um arquivo estéreo de mesma resolução
7. Importação do arquivo para masterização
8. Masterização com plug-ins
9. Bounce para um arquivo na resolução pretendida

Tem gente que até inclui já no canal master do Pro Tools os plug-ins de masterização, nada contra. Entretanto, eu acredito que faltaram estágios após esse último estágio 9, que aliás deveria ser a exportação para um arquivo de mesma resolução, são eles:

10. Importação do arquivo masterizado
11. Configuração de dither
12. Bounce para arquivo final

Depois que você fez toda a sua mixagem e sua masterização e está com um arquivo "final" no HD que deve ter nome similar a "nome da música_data_master.wav" provavelmente em 24 bits, é chegada a hora de convertê-lo para a resolução adequada, mas em alta qualidade, sem artifícios. Para isso vamos usar o plug-in POWr-Dither presente no Pro Tools (que também existe no Live e em outros softwares), mas antes disso quero explicar mais um pouco sobre o que o dither é, e o que ele faz:

Resumo: O dither é um ruído (geralmente ruído branco por ser plano) de baixa intensidade que tem o intuito de alterar o sinal original para que o ruído de quantização fique mais randômico (menos periódico) quando convertemos de uma profundidade de amostra para outra menor (de 24 bits para 16 bits, por exemplo) de forma que o ruído fique menos intrusivo à audição de acordo com as leis da psicoacústica.

Um pouco de matemática agora e mais explicações: Um som gravado em 24 bits tem uma margem dinâmica de 144dB, pois cada bit é responsável por 6dB. Sendo assim, 16 bits tem 96dB e, consequentemente, temos uma redução da margem dinâmica ao fazermos o downsampling de 24 para 16. Ademais, cada profundidade de amostragem tem uma quantidade finita de níveis de resolução, por exemplo: 16 bits tem 216 níveis de resolução, que nos dá 65536 níveis de resolução e, por sua vez, 24 bits tem 224 níveis, ou seja  16.777.216 níveis. Como o ruído de quantização sempre estará restrito ao bit menos significativo (LSB = Least Significant Bit), ou seja, no caso da resolução de 16 bits ele estará restrito à 1/65536 do total de bits disponível, isso indica que o ruído de quantização estará presente nas partes mais silenciosas da música, portanto se você está pensando em aplicar dither em uma música de speed metal da banda do namorado da sua cunhada que se chama Living Corpse (a banda, não a cunhada) você está perdendo seu tempo, pois não há partes silenciosas. Guarde o dither para gêneros musicais que tem bastante variação de dinâmica, como música clássica, Ethereal, Jazz, Deep, New Age e alguns Pops.

Ao reduzir a profundidade da amostra através do downsampling a gente reduz a quantidade de valores disponíveis (níveis de resolução) para representarmos as diferenças de amplitude de um determinado som (amostra), ou seja, o valor que estava fixo em determinado lugar em 24 bits será movido para o valor mais próximo em 16 bits, subindo ou descendo. Isso cria a chamada truncagem, trucamento, erro de quantização, ruído de quantização, erro de arredondamento ou como quiser. Fato é que a onda fica parecendo uma escadinha. Se pegarmos o som original e subtrairmos o som reamostrado (com menos bits) ficaremos apenas com o ruído de quantização e este terá a amplitude do bit menos significativo, como eu disse antes. Aquela continha básica aí de cima. Em um osciloscópio podemos ver que uma onda senoidal, por exemplo, fica aquadradada (como uma escada) ao ter sua profundidade alterada para menos bits. Se subtrairmos essa onda resultante da original temos a imagem do ruído de quantização e este tem a amplitude do menor nível de resolução e aparece como sendo uma onda periódica (que se repete).


FIG 1. Até que enfim uma figura, que inspiradora... no canto esquerdo está a onda original, no meio a onda com resolução reduzida e na direita a subtração da original pela reduzida que mostra o ruído de quantização.

Como você pode perceber, esse ruído é periódico, ou seja, psicoacusticamente desagradável. Para resolver essa questão o dither aplica um ruído randômico para que o ruído de quantização também seja randômico, ou seja, mais agradável ao ouvido, pois ruídos randômicos toleramos melhor, por isso que os nenês dormem melhor com o barulho do carro do que com Dub Step, mesmo que estejam no mesmo volume.

Podemos ainda utilizar ruídos filtrados no dither, como o ruído azul (que tem menos informação de baixa frequência e é mais ou menos o inverso do pink noise) para tentar jogar o ruído de quantização para fora do espectro audível ou usar o noise shaping, que insere o ruído de quantização de volta no conversor de amostragem para filtrar o resultado de forma a conseguir um resultado semelhante à técnica acima.

Existem várias formas alternativas de se explicar o dither, uma que eu gosto é:
Olhe para essa matéria na tela. Ok, você já está olhando. Agora imagine que ela é 24 bits e que você precisa transformá-la em 16 bits, ou seja, você vai ter que retirar alguma informação do que está vendo. Para isso estenda a sua mão sobre ela. Pronto uma área foi retirada, este é o seu erro de quantização, mas assim fica impossível de ler alguns trechos, pois sua mão fica na frente de algumas partes. Distorção. Balance a mão agora para os lados bem rápido em frente à revista. Pronto, você está aplicando um ruído, ou seja: um dither. Você acaba de reduzir a quantidade de espaço visível, mas consegue ler tudo muito bem e se você for rápido o bastante nem conseguirá ver sua mão, o ruído.

Muito bem, você já percebeu que a aplicação de dither não é para qualquer estilo musical e que ele vai criar um ruído na sua música que poderá ser perceptível nas passagens mais "vazias", portanto a pergunta retorna: Vale a pena aplicar dither? A única maneira de responder à essa questão é aplicando ele e comparando-o com a versão sem ele aplicado. Qual você gosta mais? Fique com esta então.

OBS: Um jeito bom de saber qual é o ruído que o dither aplica é aplicando-o em um arquivo silencioso. O resultado final é o ruído puro gerado pelo dither, assim você consegue perceber exatamente como ele é e fica mais fácil de ser identificado.

Falar de dither e não falar da frequência de nyquist é meio estranho, pois ela rege onde o ruído fica melhor posicionado. A frequência de nyquist segue o teorema de Nyquist que diz que para termos fidelidade na digitalização a taxa de amostragem tem que ser o dobro da frequência a ser digitalizada. Por isso que gravamos áudio no mínimo em 44.1kHz, pois ele é mais ou menos o dobro de 20kHz, que é o nosso limite da audição. Aha! Sendo assim a frequência de Nyquist em um sistema que grava em 44.1kHz, por exemplo, é 22050Hz, praticamente indaudível. Se tentarmos digitalizar uma frequência que está acima da frequência de nyquist acontece um fenômeno conhecido como aliasing, ou seja: a frequência sendo gravada gera uma função que tem os mesmos samples, mas produz uma onda mais grave, diferente da original.


FIG 2. A onda com período menor é a original; a outra com período maior é originária do aliasing.

Porque isso é importante para o dither?
Se acumularmos o ruído de quantização logo abaixo da frequência de Nyquist em um sistema trabalhando em 44.1kHz este ruído ocupará a região de 22.05kHz, ou seja, fora do nosso espectro audível e portanto o ruído parecerá não existir e também evitamos a formação de aliasing. Você vai entender melhor isso ao ler porque existe o Tipo 1 de noise shaping do plug-in POWr-Dither no final da matéria.

Na música que tenho feito ultimamente, algo próximo de uma viagem até Andrômeda, recheada de pianos com reverbs longos, pads obesos da Roland, grooves de TR-606 e leads melancólicos com excesso de delay que saem do meu estimado sintetizador analógico Moog, cabe colocar um dither no final. Quando gravo meu violãozinho Martin Backpacker solo com bastante reverb no melhor estilo 80, mas despretensiosamente, eu também uso esse recurso. Como eu faço isso? Assim:

Abro a música final na Timeline do Pro Tools.
Crio um canal Master (Master Fader). Neste inserto o plug-in desprovido de beleza POWr-dither a partir do menu dither, defino qual vai ser a profundidade da amostra final (sempre 16 bits na verdade) e escolho o algoritmo apropriado na caixa Noise Shaping.
Mando fazer o Bounce na mesma resolução definida no plug-in (obviamente).
Bati. Canastra limpa. Marca 200 aí.


FIG 3 - O Plug-in POWr-dither. Que graça! Podia ter ao menos um botão mais bonitinho, se fosse da Universal Audio...

Como o POWr-dither também tem noise shaping, mostro abaixo a tabelinha que sigo para você saber qual é o algoritmo correto para determinado tipo musical:

Type 1: Tipo 1 - Tem a resposta de frequência mais plana em todo o espectro audível modulando e acumulando o ruído de dither abaixo da frequência de nyquist. Recomendado para material que tem pouca abertura de panorama no campo estéreo, como instrumentos solo. Perfeito para violão solo.
Type 2: Tipo 2 - Tem uma curva otimizada psicoacusticamente de baixa ordem ideal para material sonoro com grande complexidade no ambiente estéreo. Não usei ainda.
Type 3: Tipo 3 -  Tem uma curva otimizada psicoacusticamente de alta ordem ideal para material sonoro com altíssima complexidade no ambiente estéreo. Minhas músicas espaciais...

Se você não quer utilizar nenhum noise shaping você pode usar o plug-in Dither, que é igualmente desprovido de fenótipo amistoso, bastando desclicar o botão Noise Shaping. Contudo, para meus ouvidos, prefiro o plug-in alvo dessa matéria. Se você é do tipo prático e já faz uma sessão só para mixagem, masterização e downsampling, você pode usar o plug-in Maxim no final da cadeia de processamento como sendo o último plug-in no master fader, mas só coloque ele no momento final do Bounce para downsampling. Neste verifique se o botão ON está ligado no campo dither e escolha se você vai ligar ou não o botão noise shaping, que também utiliza um dither filtrado para jogar a frequência do ruído de quantização acima do espectro audível. Por fim, escolha a resolução adequada: 16, 18 ou 20 bits e faça o bounce de acordo. Se você vai mandar masterizar fora (melhor opção), não aplique dither nenhum e mande tudo na resolução original. Agora, se você pretende gerar um MP3 que vai parar no YouTube, não há dither no planeta que irá ajudar seu resultado final.


FIG 4 - Plug-in Maxim, ótimo para os práticos. Só não se esqueça de colocar ele por último.

Pois é! Mais uma vez chegamos ao final de um post, mas como o supra citado conceito já prevê esse tipo de coisa, será que não fui eu que desisti de gerar ainda mais discussão? Por via das dúvidas assino:

Um abraço e até a próxima!

Tabelas de controle de frequências

Olá pessoal, lendo o manual da PreSonus Studiolive 16.0.2 (uma de uma série bem bacana de mesinhas para homestudio e palco) eu encontrei estas duas tabelas bem interessantes sobre controle de frequências, compartilho aqui estas informações importantíssimas para aqueles que querem saber um pouco mais sobre a arte da mixagem. Abs.


Plug-ins UAD-2 e Pro Tools 11. Demorou, mas rolou.


Aquele provérbio infinitamente adaptado sobre alguma coisa que tarda, mas não falha é verídico em algumas de suas variantes.
Saldo negativo é certeza.
Precisar de óculos para perto também. Multifocais, no meu caso.
Falha na bateria do carro na hora de ir para o trabalho é certeira.
Carteira vazia, amanhã.
O TEC Award de 2013 para o Pro Tools 11.
Agora, a justiça desse país, que vigora ocasionalmente como opção nesse provérbio eu já não tenho muita animação de chancelar.
Ajuda de Deus é certa! Todos esperam...

Cá na Terra, em nosso mundo obsessivo-tecnológico-musical-nerd, sabemos que recentemente a Universal Audio lançou a sua plataforma de plug-ins no novo protocolo AAX de 64 Bits, compatibilizando-os com o igualmente novo Pro Tools 11. Isso significa que, a partir de então, os usuários de produtos Universal Audio, como a Apollo, Apollo 16 e a caçulinha Apollo Twin, além dos DSPs disponíveis em separado das interfaces, podem instalar tranquilamente o Pro Tools 11 em suas máquinas para trabalhar ou se divertirem com seus plug-ins UAD-2; no Mac.

Eu mesmo já tive que usar o Pro Tools 10 para fazer algumas coisas (nada relacionado à pirataria, diga-se de passagem) e o 11 para outras, para não fazer um bounce online de 2 horas, por exemplo, mas algumas coisas me prendiam ao Pro Tools 10, não posso negar. Enfim, com a saída desse novo protocolo, minha estação pode tranquilamente migrar para o onze e o dez ficou definitivamente no passado, enraizado em detalhes dentro de um livro intitulado "Como Fazer Música com o Pro Tools 2a. Edição", aliás, falando disso, meu livro é perfeitamente funcional para o Pro Tools 11, pois o workflow estilo Pro Tools não mudou quase nada nessas últimas edições e as mudanças drásticas ficaram a cargo da arquitetura de processamento apenas. Alguns outros detalhes importantes abordo no capítulo especial sobre o Pro Tools 11, portanto você está coberto desde o Pro Tools 8 até o atual e, muito provavelmente em algum dos próximos.

A Universal Audio tecnicamente chamou seu update para o protocolo AAX de 64 Bits de versão 7.4.1, mas infelizmente aquele provérbio adaptado ainda não se cumpriu em sua plenitude, pois apenas os usuários do sistema Apple foram contemplados.  Pelo menos o update é grátis. Só faltava não ser. O pessoal do Windows ainda precisa de mais paciência, coisa que estão acostumados, se me permitem a colocação jocosa.

Uma coisa interessante é a seguinte: Se o protocolo dos plug-ins AAX de 64Bits da UA funciona agora no PT, significa que dá para fazer o Bounce offline com eles. AHA! Mas há um detalhe: será que o processamento direcionado aos DSPs da UA quando revertidos ao processamento offline não fica mais lento do que o próprio Bounce online? Descobri a resposta para essa pergunta e desvendo-a aqui nas próximas linhas, mas antes disso um pouco de background pseudo-técnico.

Os plug-ins da plataforma UAD-2 rodam no seu DSP proprietário, isso significa que o seu computador fica livre para fazer outras coisas. Todavia, quando é chegada a hora do Bounce acontecer, se for do tipo Online, o DSP continua processando o sinal como se estivéssemos gravando ou mixando,  mas ao gravar o Bounce no modelo Offline o que acontece é o seguinte: O processamento não migra para a máquina e permanece no DSP, que, por sua vez e até o presente momento, é muito menos potente do que as CPUs que temos dentro dos computadores, então a velocidade de processamento do Bounce Offline diminui e, em alguns casos, dependendo da quantidade de plug-ins ou da sua complexidade, acaba atrasando tanto o Bounce que este fica mais lento do que o modo Online. Há um teste fácil para você sacar o quanto o DSP da Universal está segurando o processamento:

Abra o Painel da UAD e uma sessão pesada repleta de reverbs e outras coisas massudas, na falta faça uma. Mande fazer um Bounce Offline e fique de olho no medidor de evolução. No meio do Bounce, desclique o botão de ativação da UAD no painel de controle, inativando o processamento dos plug-ins UAD. Note que o Bounce começa a ir mais rápido. Isso mostra como o DSP está segurando o processamento, mas não é nada científico. Isso é apenas uma amostra de como vivemos no limiar tecnológico que ainda não pode ser ultrapassado devido à tecnologia vigente ou custo, mas se você não precisa renderizar áudio de longa duração com plug-ins UAD isso não vai ser um drama.


FIGURA 1
O medidor de tempo do Bounce Offline ganha vida depois que os plug-ins UAD-2 foram desligados.

Fora isso, todos os testes não científicos que realizei tentando abarrotar o processamento do DSP correram conforme esperado. Nesse mundo de DSPs, os da Avid inclusive, há um limite bem definido por um marcador na janela de controle. Tente chegar perto e os problemas começam a acontecer. Tente passar e o trabalho fica inviável. Daí temos que recorrer ao pseudo-Freeze via "Bounce To Track" e outras técnicas salvadoras.

Mesmo assim devo admitir que sou fã da plataforma UAD. Seus plug-ins têm sonoridade incrível e sempre rodaram muito bem, inclusive no Pro Tools 11 e disso não podemos contra-argumentar.

Com essa interface nova da UA, a Twin, surge também uma nova tecnologia, que batizaram por lá de "Unison. Esta permite que você aplique a resposta sonora de diferentes pré-amplificadores ao sinal sendo pré-amplificado, logo após o estágio analógico, processo este também calculado pelo DSP interno. Isso significa que você pode usar o pré limpo da Twin, mas também aplicar uma resposta ao sinal imediatamente após e ouvir seu som por um Neve, por um API e por outros modelos fantásticos que ainda não existem nessa tecnologia, que virão oportunamente, basta esperar. Já existe um, o channel strip da 610 que acompanha o novo pacote de plug-ins da UAD-2 para a Twin, Adoro o som do 610 real e costumo usar um destes em carne e osso eventualmente, ou melhor, em válvulas e capacitores, com um M 149 para gravar locução, mas ainda não tive oportunidade de comparar o real com o virtual, pois acabou de ser lançado e ainda não chegou por aqui. Na maioria da vezes uso um John Hardy mesmo, meu preferido, quem sabe um dia sua alma virtual apareça na plataforma Unison... Essa tecnologia inclusive "imita" a variação de impedância que os diferentes microfones geram no circuito de pré-amplificação, portanto a cada microfone diferente conectado, um som diferente irá sair. Parece ser muito interessante.


FIGURA 2
A Apollo Twin é pura música para meus ouvidos. Olha que coisa mais linda...

Aliás, essa luta entre o virtual e o real é meio complicada, acho melhor não entrar em detalhes. É o mesmo que discutir a relação válvula e transístor, marido  e mulher, vinil e CD. Voltando: eu adoro fazer testes de limite. Tentar acelerar o Sanderinho mil com o ar condicionado ligado para passar um caminhão na estrada ou entupir uma sessão de plug-ins UAD para ver até onde ela vai. Veja abaixo a minha tabela de comparação entre duas situações com alguns números hilários.

TABELA

Música com 24 pistas e 3:35 de duração
DSP 
PGM
MEM
FWB
Bounce Offline
Obs
84%
Muitos plug-ins
UAD-2
78%
16%
65%
0.5x
Mais lento que o Bounce Online
21%
Poucos Plug-ins UAD-2
34%
4%
65%
1.3x
Um pouco mais rápido que o Bounce Online


FIGURA 3
O Bounce Offline mais lento que o Online

A conclusão é que não importa se a plataforma UAD-2 vai demorar alguns instantes a mais para processar a sessão no modo Offline, pois funcionou redonda e não obtive um problema sequer, dado à incrível estabilidade do Pro Tools 11 e o bom trabalho do pessoal da Universal Audio. Agora, o som dos plug-ins é que é o verdadeiro negócio. Posso até dizer sem medo que a Universal Audio realmente está chegando, se já não chegou, à mesma qualidade dos equipamentos analógico, tornando indistinguível o sinal processado por um equipamento real ou virtual, mas insisto, não vou entrar nessa conversa, quem sabe um dia a gente se encontra e a gente pode conversar mais sobre isso... Não tem preço poder colocar um Shadow Hills no caminho ou então um 1073 na voz sem ter que vender um rim e um pulmão no mercado negro. Enfim, falei, falei, falei e de Pro Tools, propriamente dito, quase nada. Pelo menos confesso. Mas, para não fica chato então, dou uma dica:

No Pro Tools 11 agora é possível arquivar a sua pasta de preferências em um local igualmente pessoal, para poder então acessá-la de todas as suas estações. Com isso em mente, fica claro que o melhor local para armazenar sua pasta de preferências é em algum serviço de cloud, tipo o dropbox, mas nada impede que você use um pendrive ou um cartão SD e leve-o consigo.

Vá ao menu Setup, escolha a opção Preferences, clique na aba Operation e no campo User Library clique no botão Change... Escolha o local que você quiser e use todas as suas estações do mesmo jeito. Garanto que você vai gostar.


FIGURA 4
As preferências do usuário do Pro Tools (eu) direcionadas ao Dropbox.

PS: Não se esqueça de encomendar meu livro novo!

*O desenho da Justiça é de um dos meus cartunistas preferidos, o Angeli.