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Euphona

指南

音高校正到底是怎么工作的

音高校正会追踪人声的音高,判断它应该是哪个音,再把它重合成出来。让人听出修音痕迹的是校正速度,而不是强度。

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三个步骤,难的是第二步

每一个音高校正工具,从知名的到免费的,做的都是同样三件事:算出人声在每一刻唱的是什么音高,决定它应该是什么音高,再以新的音高重合成音频。

第一步是已经解决的工程问题,第三步是已经解决的信号处理问题。第二步,判断这个音应该是什么,是一个音乐上的判断,而软件在默认状态下做得很差。几乎每一条听起来很糟的修音人声,都是这一步造成的,而不是另外两步。

第一步:找到音高

音高追踪器会估计人声的基频,通常每秒几百次。经典方法用的是自相关:把波形与自身错开滑动,找出最吻合的那个周期。现代追踪器使用在带标注的音频上训练出来的神经网络,在困难的情况下明显更好:气声、嘶吼、颤音,以及一个音刚开始的那一刻。

输出是一条连续的音高曲线,而不是一串音符。这个区别很重要:好的工具会再把曲线切分成音符,让你两者都能看到、都能编辑。如果你看不到音高曲线,你就是在盲目信任工具的切分,而切分正是它会把你的转音弄错的地方。

追踪器的失败方式是可以预见的:一是八度错误:报出的音差了一个八度;二是遇到不是单一清晰人声的素材。给它一条叠录人声,或者串音很重的人声,它就有两个基频可选,却无从知道你想要哪一个。如果唯一的音源是一份完成的混音,那么先把人声分离出来,追踪才有可能进行。

第二步:决定目标

现在工具必须决定每个音应该是什么。最省事的答案,也是大多数软件的默认设置,是半音阶里离它最近的那个音。

这个默认设置在大多数时候是错的,原因如下。假如歌曲是 A 小调,歌手想唱 C,却唱得稍微偏低,那么离它最近的半音可能是 B。校正工具会毫不犹豫地把这个音拉到 B,结果跟什么都不在调上,而且错得比原来那点偏低明显得多。

所以你一定要告诉它调性。更好的做法是:

  • 设置实际的音阶,这样调外的音就不会成为目标。
  • 排除旋律用不到的音。如果歌手从来不唱 F♯,把它从目标音里去掉,就消除了一整类错误。
  • 如果工具支持,就用和弦轨,让目标跟随和声,而不是固定的音阶。第 3 小节里正确的音,到了第 11 小节就不一定正确。
  • 保护那些刻意为之的音。蓝调音、滑音、故意从下方滑入的音:这些就是演唱本身。锁定在音阶上的修音工具会把它们统统“修正”掉。

第三步:移动音高

目标一旦确定,音频就必须以新的音高重新渲染,同时不改变时长。有两类技术可以做到这一点。

时域方法,PSOLA 及其变体,把波形切成与音高周期对齐的短颗粒,再以不同的间距重新拼接。间距越近,音高越高;间距越宽,音高越低;重复或丢弃颗粒则让时长保持不变。它的计算成本很低,在单音素材上做小幅移调时听起来非常好,而这恰恰就是音高校正的情形。

声码器和基于模型的方法把信号分解为频谱包络和激励信号,改变激励的频率,再重合成。成本更高,也更灵活,更擅长大幅移调,也更擅长独立地操控共振峰。

对于构成大部分修音工作的小幅校正,几十个音分,选哪种方法,远不如你在第二步让它做什么来得重要。

真正要紧的是校正速度

这是理解这类工具最有用的一点,而它经常被和校正强度混为一谈。

强度是一个音朝目标移动多远。校正速度(retune speed)是工具决定移动它之后,它多快到达目标。

人声不会瞬间到达一个音高。它会滑进去,稍微冲过头,再稳定下来,然后加上颤音。这些过渡承载了一段演唱中大量的表现力:两个音之间的滑音(portamento)往往是一个乐句里最有人味的东西。

把校正速度调慢,校正工具就会等一等,让滑音自然发生,只轻推音符持续的部分。结果是透明的:歌手听起来音准了,其他什么都没变。

把校正速度调到零,每一次过渡都会被量化。人声在精确的音高之间跳跃,完全没有滑动;因为人声从来不会这样,耳朵立刻就能听出这是处理过的。这就是那种著名的“电音”效果:而且它是刻意为之、有意使用的,不是修音修得太狠的副作用。

所以:强校正配慢速度是透明的;弱校正配瞬时速度则一听就是处理过的。如果一条修过音的人声听起来像机器人,而你并不想要这种效果,该改的是校正速度。

共振峰,以及为什么修过的人声听起来像花栗鼠

人声里有两件相互独立的事在发生。声带产生基频:也就是音高。喉咙、口腔和鼻腔再对这个声音进行滤波,强调某些被称为共振峰的频率区域。共振峰让元音“衣”和“啊”听起来不同,它们的位置也会告诉听者说话的人大概有多大个子。

如果你把整个信号的频率整体往上移,就像简单地加快播放速度那样,共振峰会跟着音高一起移动,听者听到的不是一个更高的音,而是一个更小的人。这就是花栗鼠效果。

好的音高校正会保留共振峰:它移动基频,而让频谱包络留在原处,于是歌手听起来还是同一个人,只是唱了另一个音。对于日常修音的小幅移动,这几乎无关紧要;对于几个半音的移动,它就极其重要,没有共振峰保留功能的工具根本没法用来做这件事。

共振峰移位也可以作为一个独立的控制项刻意使用:这就是你有意让一个声音听起来更大或更小、而又不改变其音高的方法。

处理痕迹从何而来

  • 追踪出错。如果追踪器读错了音高,校正就会基于错误的读数进行,结果错得理直气壮。气声和非常轻的段落通常是罪魁祸首。
  • 大幅移动。每一种重合成技术都会随移动距离增大而劣化。一个半音算不了什么;在一个长音上移动 5 个半音,就开始听起来像合成的了。如果一条录音始终偏得很远,那就重唱。
  • 辅音。齿音和爆破音几乎没有音高可言,试图给它们修音的校正工具会产生一种特有的涂抹感。好的工具会检测出清音部分并保持原样。刺耳的齿音又是另一项工作,它属于修复阶段,放在修音之后而不是之前。
  • 串音。一条带有房间串音的人声轨,或者一条从混音里提取出来的人声,会同时给追踪器两样东西。给其中最响的那个修音,会把另一个也一起拖着走。
  • 和颤音较劲。颤音是刻意的音高调制;快速的校正会把它当成错误并把它抹平。有些工具会把颤音和音高漂移分开,让你校正一个、保留另一个,这才是正确的设计。

如何用好它

  • 先拿到你能录到的最好的一条。校正修的是音高。它修不了乐句处理、节奏、音色或感染力,而这些才是让一条人声真正出色的东西:况且在话筒前出的大多数问题,事后根本无法校正。
  • 一定要设置调性和音阶。半音阶这个默认设置是大多数糟糕结果的根源。
  • 调慢校正速度,除非你就是想要那种效果。
  • 只修错的音,不要每个音都修。大多数工具都乐于处理整条录音;而大多数录音只有四五个音需要修。
  • 放在上下文里听。单独听人声,每一处处理痕迹都会暴露出来;放在混音里听,才知道哪些真的会被人听到:如果修音干净了它还是融不进混音,那通常是 EQ 的问题。
  • 保留未处理的录音。一周后你会想对比一下,而且有时你会更喜欢原版。

最后说一下名称:这项技术叫音高校正或人声修音,做这件事的工具叫修音工具。它不叫 Auto-Tune,大多数人搜索时写作“autotune”,那是 Antares 公司的一款特定产品,用它的名字指代整个类别,既不准确,也是在用人家的商标。《Auto-Tune 到底是什么》专门讲这款产品:它从何而来,以及为什么那种著名的“电音”效果来自一个速度设置,而不是把音修得很狠的声音。

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