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指南

LUFS 到底测量的是什么

LUFS 衡量的是音频在整个时长内听起来有多响,并按人耳最敏感的频率加权。它衡量的不是波形有多大,所以一份密实的母带,读数可能比一份峰值更高、却更舒展的母带更响:这也是流媒体服务按响度而不是峰值电平来调整播放的原因。

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为什么峰值电平从来都不够

峰值电平说明的是最响的那一瞬间离上限有多近。对于其余的 4 分钟,它什么也没说。两首曲目可以都恰好在 0 dBFS 达到峰值,听起来的响度却相差 12 dB,因为其中一首大部分时间都贴近上限,另一首只在副歌时碰到它。

这个缺口正是响度战争的推手:既然峰值是唯一公布的限制,其他一切都可以随便来,想比下一张唱片听起来更响,办法就是一直压缩,直到整首曲目都顶在上限。LUFS 通过测量听众真正注意到的东西,堵上了这个缺口:而一旦平台开始把曲目调低到一个共同的响度,赢得这场竞赛的动力也随之消失。这是网上大多数母带处理建议还没跟上的那个变化,《如何给歌曲做母带》这篇实操指南讲了它在限幅器上意味着什么。

另一个更早的数字 RMS 更接近要害:它对信号在一段时间内的功率取平均,所以确实会对密度而不是单个峰值做出反应。它缺少的是对听觉的任何考虑。RMS 相同的低频隆隆声和人声,在人听来响度相差甚远,而 RMS 分辨不出它们。简单地说,LUFS 就是长了耳朵的 RMS。

测量是怎么进行的

这种测量由 ITU-R BS.1770 定义,它做三件事。首先,它对音频进行滤波,以模拟头部和耳朵的响应:一个把高频提升约 4 dB 的平缓搁架,加上一个让最低的低音逐渐衰减的高通,两者合称 K 计权。这就是为什么 60 Hz 的隆隆声不如同样电平的人声算得多,也是为什么在 RMS 相同时,明亮的母带读数比暗的母带更响:如果两份母带测出来一样,其中一份却感觉更响,对比它们的频谱通常几秒钟就能找到原因。

其次,它以 400 毫秒为一块,测量滤波后信号的平均功率,相邻块之间重叠四分之三,所以不会有任何东西漏在两个窗口之间。在多声道节目中,各声道按固定的权重相加:环绕声道的权重稍高一些,LFE 声道则完全不计入。

第三,它在取平均之前丢掉安静的块。这一步叫门控,是最让人意外的部分,下面单独有一节讲它。

瞬时、短期与综合

响度表会显示三个由同样的块算出来的数字,它们回答的是不同的问题:

  • 瞬时响度(M)是最近 400 毫秒的响度。它一直在变,想知道某一下鼓击或某个乐句在做什么时,就看它。
  • 短期响度(S)对最近 3 秒取平均。慢到看得清,又快到能跟上一个段落:母带工程师在副歌里瞥一眼的,就是这个读数。
  • 综合响度(I)是整个节目从头到尾的一个数字,并经过门控。它是流媒体服务测量的数值,也是三者中唯一一个像“−14 LUFS”这样的目标所指的读数。

关于 LUFS 的大多数困惑,都来自把这几个读数搞混:在一首综合响度为 −13 的曲目上看到瞬时峰值 −8,就断定它超出目标 5 dB。并没有。就标准化而言,综合读数说明了一切。

LUFS 与 dB 的区别,以及 LU 是什么意思

分贝是一个比值,而不是一个电平:它只有相对于某个参考值才有意义。dBFS 以数字满刻度为参考,所以 0 dBFS 是文件能容纳的最响的采样,其他一切都是负数。LUFS 用的是同样的刻度和同样的参考:“FS”就是同一个满刻度。区别在于拿来跟它比的是什么:是经过 K 计权、按时间平均的响度,而不是瞬时的采样值。

因为两者都使用分贝,1 LU 的变化恰好就是 1 dB 的变化。LU 只是表示响度差值的单位,就像你会说一首曲目“比目标高 3 LU”,而不是“高 3 LUFS”。你会在美国的广播文件中遇到的 LKFS,是同一个单位的旧名称。

所以 LUFS 和 dB 之间不存在换算,因为没有什么需要换算。一首综合响度为 −14 LUFS 的曲目,峰值可能在 −1 dBFS,也可能在 −6 dBFS,取决于它有多密实;这两个数字描述的是同一个文件的不同方面。

门控:为什么静音不算数

在对块取平均之前,有两道门控。绝对门限丢弃低于 −70 LUFS 的一切:真正的静音、预备拍、最后一个和弦之后的尾音。相对门限接着对剩下的部分取平均,并丢弃比平均值低 10 LU 以上的每一个块。

相对门限才是让这个数字有用的东西。没有它,一首前奏又长又安静的曲目,会测得比剪掉前奏的同一首曲目更安静,那测量的就是剪辑而不是音乐了;歌曲之前的一段口播介绍,也会把歌曲本身的响度往下拉。有了它,综合数值描述的就是听众真正当作“这首曲目”来听的那些响亮部分。

它也解释了一个常见的意外:把前奏淡得更小声,或者加一段安静的桥段,对综合读数几乎没有影响。只要响亮的段落不变,数字就几乎不变,不管周围有多少安静的素材。

响度范围

响度范围(LRA)出自一份配套文件(EBU Tech 3342),以 LU 为单位,描述短期响度在整个节目中变化了多少。它取 3 秒读数的分布,做门控,然后报告第 10 百分位与第 95 百分位之间的跨度:所以一下爆炸性的鼓击或一小节静音,都不会把它拉大。

一份被重度限幅的流行音乐母带,读数可能是 3 或 4 LU;一份管弦乐录音可能是 15 或更多。哪个数字都没错。LRA 描述的是音乐本身,它在母带处理中唯一真正的用处是做一次合理性检查:如果一张在混音里动态丰富的唱片,母带处理后读数只有 2 LU,那就是有些东西被拿走了,而它多半不该被拿走。

真峰值,以及为什么你的 DAW 跟它对不上

数字文件存储的是采样,而不是波形。波形是从转换器出来的东西,它会穿过采样点,而不是止于采样点:所以在两个刚好低于上限的采样之间,重建出的信号可能高于上限。你 DAW 的峰值表通常报告的是采样;编码器却必须重现那条曲线。

这就是为什么一份显示 −0.1 dBFS 的母带,上传后可能出现听得见的失真。测量真峰值,意味着在采样之间进行重建,标准是 4 倍过采样,并以 dBTP 报告曲线的最高点。它是响度表上唯一一个真正属于警告、而不只是观察的数字,也是为什么公布了上限的服务都把它定在 −1 dBTP 或更低:有损编码需要这个余量。已经固化在文件里的失真又是另一个问题,回答它的是削波与噪声检测器。

Spotify、Apple Music 和 YouTube 的 LUFS 标准

流媒体服务会测量你曲目的综合响度,并把播放朝它们自己的某个电平调整。下面的数值并不都是由它所描述的服务公布的,Apple 和 YouTube 没有公布任何音乐数值,所以每一行都注明了数值的来源:

  • Spotify:综合响度 -14 LUFS,上限 -1 dBTP(响度高于 -14 LUFS 的母带为 -2 dBTP)。由 Spotify 在其面向艺人的指南《Loudness normalization》中公布。
  • Apple Music:综合响度 -16 LUFS,上限 -1 dBTP。由第三方测得;Apple 仅在其播客要求中为 Sound Check(音量平衡)公布了 −16 dB,并在其 Digital Masters 指南中要求至少留出 1 dB 余量。
  • YouTube:综合响度 -14 LUFS,未公布真峰值上限。由第三方测得;YouTube 没有公布任何响度数值,也没有公布真峰值上限。
  • 广播(EBU R 128):综合响度 -23.0 LUFS,±0.2 LU,上限 -1 dBTP。由 EBU 在 R 128(2023)中公布。这是广播节目交付时的电平,而不是播放器的设置。

先说清楚这些数字不是什么。它们不是上传限制:一首 −8 LUFS 的曲目会被接受,只是在目标为 −14 的平台上,播放时会比交付时安静 6 dB。它们也不是对听众的承诺:在大多数服务上,标准化是一个设置,有些听众会关掉它;Spotify 说它的网页播放器和电视、音箱之类的设备不使用它;而以原始电平播放的曲目,会以它被做成的响度被听到。

各个服务对待安静曲目的方式也不同。Spotify 只会把它调高到真峰值达到 −1 dBTP 为止。Apple 说 Sound Check(音量平衡)可以把安静的曲目调高,但没说能调多高。YouTube 对此什么都没有公布;测量过它的人报告说,它不会把安静的曲目调高。《流媒体平台响度标准》逐一讲了每个平台在目标两侧分别会做什么,被问得最多的两个平台也各有一页:《Spotify 的 LUFS 标准》,包括安静、正常和响亮三档设置各自的作用;以及《Apple Music 的 LUFS 标准》,那里的特别之处在于 Apple 根本没有公布音乐的响度目标。

母带应该做到多少 LUFS?

老实的答案是:没有一个统一的数字,而给你一个数字的人,通常回答的是另一个问题。既然平台反正会做标准化,那么在开启标准化的流媒体上,把母带做到 −14,并不比做到 −10 多得到什么:两者最终都落在 −14。两者之间改变的是其他一切:保留下来或花掉的动态、瞬态的感觉、唱片有没有呼吸感。

所以由素材来决定。一张稀疏的原声唱片想要保留它的动态范围,会远远低于任何流媒体目标;一张密实的电子乐唱片可以把母带做得更响,而不会失去它原有的任何东西,被调低时也不会受损。不管什么曲风,每一份母带都应该遵守的是真峰值上限:因为那是唯一一个会造成听得见的损伤、而不只是音量调整的限制。

如果你想要一个参考而不是一条规则,就测量两三张你觉得听起来对的、同一曲风的已发行唱片,记下它们落在哪里。它们落在哪里,是关于这个曲风口味的事实;平台公布的目标,是关于播放的事实。其中只有一个应该决定你怎么做母带。《嘻哈音乐的母带处理》详细讲了一个曲风,包括为什么在那里值得严格对待的数字是真峰值而不是响度。

如何测量

任何实现了 BS.1770 的响度表,给出的综合数值相差都不会超过 0.1 LU,所以选什么工具,远没有读对数字重要。大多数 DAW 都自带一个;本站的 LUFS 与真峰值响度表在你的浏览器里进行同样的测量,无需上传文件,并对照上面的平台数值显示综合响度、真峰值和响度范围。

测量完成的文件,而不是工程:抖动、限幅器的最终设置和任何采样率转换,都应该包含在被测量的东西里:这些是在交付环节决定的。还要测量整首曲目:在副歌上取的读数是短期数值,不管响度表给它贴的是什么标签。

如果高于目标该怎么办

通常什么都不用做。比 Spotify 的 −14 高 3 LU,意味着 Spotify 播放你的曲目时会比原本安静 3 dB:后果仅此而已。你自己把它调低,得到的播放电平一样,而你当初为了变响花掉的动态,也一样回不来。

真正需要处理的情况,是真峰值高于平台的上限,因为服务对文件编码时它可能会失真,而在别人听到之前,你永远听不到。如果母带超过了上限,解决办法在限幅器上:设一个按真峰值工作的上限,比满刻度低 1 dB 左右,再把送进限幅器的增益稍微减一点。

如果你更希望由别人替你设定目标,那正是母带处理要做的事:Euphona 的 AI 母带处理会分析混音,根据素材而不是平台来选择响度和真峰值目标,并显示它做的每一个调整,让你可以回头查看理由,而不是只能相信它。

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