А теперь - обзор популярных максимайзеров, реализованных в виде программных модулей (plug-ins) для PC. Поскольку не существует единственно адекватного критерия сравнения максимайзеров, предлагается несколько возможных тестов, нацеленных на выявление особенностей и конструктивных недостатков максимайзеров.

В нашем обзоре участвуют следующие плагины:

• Waves L1+, L2
• Voxengo Elephant HQ 1.3, Voxengo Elephant 2.0 (EL-2 mode)
• TC Native Limiter
• Digidesign Maxim
• iZotope Ozone 2 Maximizer (Brickwall mode)
• iZotope Ozone 3 Maximizer (Intelligent mode)
• Sonic Foundry Wave Hammer
• DSP-FX Optimizer
• Steinberg PeakMaster
• DB Audioware Mastering Limiter
• Kjaerhus Audio Classic Master Limiter
• Wave Arts FinalPlug 4.6
• Anwida Soft L1V 1.5
• 4Front Mastering Bundle XLimiter
• Встроенный лимитер из Nuendo 2
• Встроенный лимитер из Logic 5.5.1
• Встроенный лимитер VST Dynamics из Cubase SX 2
• Встроенный Hard Limiter из Cool Edit Pro (Audition).

Сразу необходимо оговориться, что здесь рассмотрены не все существующие модели. Максимайзеры выбраны по двум параметрам: качество звука и популярность. Намеренно был исключен из тестирования популярный Timeworks Mastering Compressor, т.к. он не является максимайзером со строгим порогом срабатывания и пропускает клиппинг. Также не включен в сравнение Steinberg Loudness Maximizer, так как в большинстве режимов он намеренно вносит в сигнал искажения перегрузки.

• При равном времени атаки/восстановления все максимайзеры звучат одинаково.

Критерии сравнения

Как лучше всего сравнивать максимайзеры? Слушать их в работе! Попробуем предложить некоторые условия экспериментов для более высокой объективности сравнения при прослушивании. Но прежде всего обратимся к некоторым способам сравнения, рекомендованным в других статьях, и поясним их недостатки.

В статье "Максимайзеры" Алексея Зайцева ([Для просмотра данной ссылки нужно зарегистрироваться], июнь 2001) подход такой. Через максимайзеры пропускается тестовый звук из двух синусоид (тест интермодуляционных искажений). После этого по спектрограмме делается анализ гармонических и интермодуляционных искажений (под гармоническими искажениями, по всей видимости, понимается уровень гармоник только тестового тона с более высокой частотой). Все тестируемые максимайзеры приводятся к "равным условиям": времени восстановления и порогам. Как мы уже знаем, равное время восстановления при равных порогах не обеспечивает одинаковой агрессивности максимайзеров. Поэтому выводы о качестве максимайзеров на основании уровней КГИ и КНИ, измеренных в данном тесте, не совсем справедливы.

Другой распространенный вид теста - приведение входной и выходной волн к одинаковой амплитуде и их вычитание. Такой тест популярен, когда хотят показать, как максимайзеры портят звук. Действительно, большая часть полученной волны равна нулю, но в тех местах, где происходило срабатывание максимайзера, прорываются сильные щелчки, треск и обрывки исходной мелодии. Пожалуй, этот тест полезен только для того, чтобы определить моменты срабатывания максимайзера. О реальном звучании максимайзера он судить не позволяет, также как такой "разностный тест" не позволяет судить, например, о системе шумоподавления. Заметность искажений нельзя оценить в отрыве от основного звука.

Еще один популярный тест определяет "наилучшую" частоту дисктеризации, на которой максимайзер дает меньше всего искажений. Берется синусоида с частотой 1 кГц, пропускается через максимайзер на различных частотах дискретизации (44.1 кГц и 96 кГц). По графикам спектров искажений (рис. 9а) делается вывод, что максимайзер на 96 кГц звучит гораздо чище, без искажений. Такие иллюстрации есть, например, в книге Боба Каца "Mastering Audio". На самом же деле меньшее количество искажений при частоте дискретизации 96 кГц - чистое совпадение для данного конкретного тестового сигнала. Все дело в том, что 96000 делится на 1000, а 44100 не делится на 1000. Поэтому амплитудный профиль данной синусоиды с частотой 1 кГц при частоте дискретизации 44.1 кГц имеет сложную форму, вынуждая максимайзер следовать его изгибам и вносить дополнительные гармоники. Если же взять синусоиду с другой частотой, скажем - 1260 Гц, то для нее можно получить прямо противоположные результаты (рис. 9 б).


На самом деле, уровень искажений максимайзеров действительно зависит от частоты дискретизации. Однако зависимость не всегда простая. Дело в том, что далеко не все приборы корректно адаптируют время атаки/восстановления к различным частотам дискретизации, и у них оказывается различная агрессивность. Но если откинуть вопросы агрессивности, то часто оказывается, что на более высоких частотах дискретизации уровень искажений приборов динамической обработки получается меньше (как на тестовых синусоидах, так и на реальных сигналах). Для синусоидальных сигналов это объясняется тем, что при высокой частоте дискретизации амплитудный профиль оцифрованной синусоиды ближе к константе, и максимайзеру не приходится следовать его изгибам и вносить искажения. Для реальных музыкальных сигналов это объясняется тем, что интермодуляционные искажения, возникающие при обработке, распределяются по более широкой полосе частот, и часть искажений оказывается не слышна. (При меньших частотах дискретизации искажения, которые были бы в ультразвуке, отражаются в слышимую часть спектра, т.н. aliasing). В некоторых высококачественных приборах динамической обработки (например, Weiss), применяется технология double sampling, т.е. передискретизация цифрового сигнала перед динамической обработкой. Преимущества такой технологии для максимайзеров небесспорны, хотя она применяется, например, в плагине Voxengo Elephant HQ (и, возможно, приводит там к неточному следованию порогу). Однако для компрессоров сообщается о предполагаемом улучшении качества звука.

Как же увеличить объективность тестирования? Мы предлагаем сравнивать звучание максимайзеров на реальном звуковом материале, выставляя одинаковые значения порога и добиваясь от тестируемых максимайзеров одинаковой агрессивности. Как добиться одинаковой агрессивности? Только измеряя RMS результирующего сигнала! Пусть первый максимайзер дал на выходе сигнал с RMS, скажем, -9.25 дБ, а второй максимайзер при тех же настройках - -9.89 дБ. Хоть разница и невелика, но это усредненная разница в громкости по всему звуковому фрагменту. Если учесть, что максимайзер работает только над малой частью фрагмента (там, где были превышения порогов), то на самом деле громкость реально ограниченных участков могла различаться очень заметно. Поэтому мы делаем вывод, что агрессивность сравниваемых максимайзеров при данных настройках разная и меняем параметры (время восстановления) одного из максимайзеров так, чтобы RMS выходных сигналов сравнялись. Теперь максимайзеры работают с одинаковой эффективностью, и можно проводить сравнение на слух.

Обычно в первую очередь обращают внимание на наличие и заметность интермодуляционных искажений, на дрожание и провалы громкости (pumping), на треск и другие возможные дополнительные призвуки. Таким образом, когда все максимайзеры работают в равных условиях, выдавая сигнал одинаковой громкости, лучший из них выбирают на слух.

Если же желательно привести какие-то объективные численные данные, то можно проводить тесты интермодуляционных искажений и оценивать спектр и величину искажений (разумеется, добившись предварительно равной агрессивности максимайзеров).

На рис. 6 приведено сравнение двух максимайзеров при двух различных значениях агрессивности. В пределах каждого рисунка агрессивность максимайзеров совпадает. По графикам интермодуляционных искажений видно, что пики искажений практически совпадают по величине, но ширина спектра искажений сильно различается. Поэтому заметность искажений будет гораздо выше для максимайзера с более широким спектром искажений.

В статье Алексея Зайцева делается предположение, что широкий спектр интермодуляционных искажений у плагина Timeworks Mastering Compressor символизирует работу специальных сатурационных алгоритмов, имитирующих ламповые искажения. К сожалению, это весьма далеко от действительности. Широкий спектр интермодуляционных искажений, показанных на графике, возникает из-за клиппирования, которое пропускается этим плагином. Несмотря на то, что по приведенному в статье графику это не очень хорошо заметно, в действительности, искажения в этом случае не являются гармониками тестового сигнала. Каждая из таких "гармоник" состоит из нескольких близко расположенных интермодуляционных тонов. Кроме того, спектр ламповых искажений ценится именно тем, что в нем небольшое количество гармоник. В случае же с максимайзерами мы чаще всего имеем спектр с бесконечным медленно затухающим рядом гармоник, не особо напоминающим ламповые искажения даже по спектру, а по звуку больше напоминающим треск (рис. 8).

Сводная таблица

В этой таблице мы приводим данные о наличии у протестированных максимайзеров тех или иных возможностей (или отсутствии тех или иных недостатков). Я постарался учесть как можно больше объективных критериев, важных для качественного звука. Можно ожидать, что максимайзеры со сходными характеристиками будут звучать похоже. И хотя для подробного анализа звучания необходимо внимательное прослушивание конкретных приборов, опытному пользователю данная таблица позволит составить хорошее представление о звучании той или иной модели. В таблице отсутствуют те функциональные возможности, которые очевидны из документации (например, наличие тех или иных органов управления), внимание сосредоточено именно на особенностях реализации алгоритмов. Порядок алгоритмов в таблице не является однозначным рейтингом качества (хотя его можно рассматривать как приблизительный рейтинг).

Критерии сравнения:

1. No clipping - отсутствие клиппирования.
2. Full range - полное использование динамического диапазона (возможность максимизации со строгим порогом в 0 дБ).
3. Look-ahead - возможность заглядывания вперед.
4. Continuous env. - отсутствие разрывов в амплитудной огибающей.
5. Smooth env. - сглаживание амплитудной огибающей, узкий спектр искажений.
6. ARC - возможность автоматического контроля времени восстановления (auto release control).
7. Adjustable ARC - возможность варьировать агрессивность при включенном режиме ARC.
8. Analog detection - возможность детектирования пиков аналогового сигнала между цифровыми отсчетами.

Наилучшее качество демонстрируют максимайзеры, имеющие технологию автоматического контроля времени восстановления. Максимайзер Waves L2 фактически стал промышленным стандартом для высококачественной обработки. Он сочетает технологию ARC со сглаживанием амплитудной огибающей. Недостатки L2 в том, что из него почему-то была исключена функция детектирования "аналоговых" пиков, хотя эта возможность присутствовала в Waves L1+, и в режиме ARC у него нет возможности регулирования агрессивности. Агрессивность L2 достаточно высока (и звучит он действительно громко), и при заметных уровнях ограничения начинают проявляться интермодуляционные искажения. Избавиться от них можно только отказавшись от режима ARC и вручную установив высокое время восстановления.


Максимайзер Voxengo Elephant HQ комбинирует режим автоматического управления временем восстановления с возможностью регулировать агрессивность. О максимайзере есть хорошие отзывы - на форуме Voxengo есть мнения, что Elaphant в ряде случаев звучит лучше L2. Учитывая регулируемую агрессивность ARC, это вполне возможно. Но ему не хватает некоторых грамотных технических решений для достижения наилучшего звука. Так, например, обычно Elephant не полностью использует динамический диапазон, а в некоторых случаях наоборот пропускает небольшое клиппирование. Также там нет сглаживания амплитудной огибающей, что приводит к довольно широкому спектру искажений.

В новой версии плагина Elephant 2.0 введен новый режим EL-2 со сглаживанием амплитудной огибающей и настраиваемой агрессивностью в режиме ARC. Недостатком этого режима является то, что иногда в нем лимитер не полностью использует динамический даиапазон (лимитирует ниже уровня 0 дБ FS).


Максимайзер Intelligent Maximizer из iZotope Ozone 3 вышел совсем недавно. Он сочетает в себе режим ARC с регулируемой агрессивностью, сглаживание амплитудной огибающей и возможность детектирования "аналоговых" пиков. Этот максимайзер обладает наилучшим звучанием, и его можно рассматривать как расширение Waves L2 в сторону настраиваемой агрессивности и детектирования аналоговых пиков.

Заключение

Максимайзер - обязательный прибор любой студии мастеринга, оказывающий заметное влияние на окончательный звук фонограммы. Мы рассмотрели принципы действия максимайзеров и основные параметры, определяющие качество их работы. Простые тесты, приведенные в статье, позволят легко проверить качество других, не рассмотренных здесь максимайзеров.