Headroom: O que é isso? E por que é importante?

O que é a altura certa, afinal?

O último processo depois da mistura, antes da produção estar terminada, é a masterização, onde utilizamos processadores de dinâmica, equalizadores e, por vezes, efeitos para obter uniformidade nas nossas faixas. A masterização é especialmente importante quando se pretende lançar um CD inteiro, para que as faixas soem consistentes umas com as outras.

Estes efeitos podem normalmente influenciar a gama dinâmica da nossa mistura, ou seja, aumentam a percepção do ruído. A fim de podermos trabalhar razoavelmente com estes efeitos, precisamos portanto de um "headroom". A esta "margem" chama-se headroom, e é a distância entre o maior pico (excursão) da canção e o limite de recorte.

Correspondência: Tudo sobre dithering no mundo do áudio digital

Héadroom no mundo do áudio analógico

Tecnicamente, o headroom (medido em decibéis) é a relação entre o sinal máximo não distorcido que um sistema pode suportar e o nível médio para o qual o sistema é concebido.

Por exemplo, digamos que tem um sistema de gravação com um nível médio nominal de -10 dB. Se conseguir bombear um sinal de +7 dB sem distorções através do seu sistema, tem uma altura de 17 dB.

Não distorcido é a palavra-chave aqui. Se ficar sem espaço de manobra, ocorrerá distorção. No entanto, isso pode ser uma coisa boa - se ficar sem espaço de manobra num amplificador Laranja, porque então obtém-se uma distorção agradável e desejável. Mas para monitores de estúdio ou um misturador, não é uma coisa boa.

Num misturador analógico concebido para um nível médio de sinal de +4 dB, os indicadores VU são calibrados para mostrar 0 VU a +4 dB. No entanto, um misturador profissional concebido para +4 dB pode fornecer um nível de saída de +24 dB.

Assim, a 0 VU tem uma margem de 20 dB (24 - 4 = 20) para assegurar que o nível imprevisto aumente - como um cantor a fazer muito barulho - ou que os fortes transitórios sejam reproduzidos correctamente.

Outros termos importantes que desempenham um papel importante no cálculo da altura do solo:

• Rácio sinal/ruído: Uma medida que descreve o desempenho de um sistema áudio em termos de ruído, qualidade do sinal e fidelidade. É calculado comparando o volume do sinal de áudio com o chão de ruído do sistema (um sistema pode ser uma mesa de mistura, uma DAW, um amplificador de guitarra...).
• Ruído do chão (ruído de fundo): O ruído do chão de um dispositivo ou sistema é o ruído gerado pelo próprio dispositivo quando não há sinal presente. É medido em decibéis. Todos os dispositivos electrónicos geram alguma quantidade de ruído, mesmo um pedaço de fio! A minimização do ruído do chão resulta num alcance dinâmico alargado e numa relação sinal/ruído inferior. Isto leva a gravações ou produções musicais mais limpas e não distorcidas.

Héadroom no mundo do áudio digital

Agora está a ficar complicado!

Em primeiro lugar, 0 dBFS (FS significa "Full Scale") num sistema digital significa o nível máximo absoluto que o sistema pode suportar. Em contraste com os sistemas analógicos, que têm uma altura "invisível" acima de 0 VU, 0 dBFS é o máximo que pode ser alcançado.

Por esta razão, muitos produtores musicais calibram os seus sistemas de gravação (DAWs) a -18 dB abaixo de 0 dBFS, uma vez que isto cria um espaço de manobra que um sistema digital não possui inerentemente.

Mas: Se gravar com -18 em vez de 0, perde cerca de 3 bits de resolução (cada bit corresponde a cerca de 6 dB). Mas se gravar com uma profundidade de bits de 24 bits, só tem 21 bits, o que ainda é mais do que a resolução real da maioria do hardware (um conversor de 24 bits não tem uma verdadeira resolução de 24 bits devido a imprecisões no próprio conversor, ruído, disposição da placa, etc.). Também tem mais espaço para compensar picos, ressonâncias e aumentos súbitos de nível.

Mas esse não é o único ponto em que o headroom entra em jogo com os sistemas digitais. Headroom refere-se ao alcance dinâmico - uma vez que os sinais entram no computador, os DAW de hoje têm motores de áudio com um alcance dinâmico praticamente ilimitado.

É quase impossível exceder a altura do motor de áudio. Portanto, os canais de mistura individuais podem ir "para a zona vermelha" sem causar distorção.

Mas o sinal áudio tem de sair do DAW em algum momento e regressar ao mundo analógico, através de conversores D/A (conversores digital-para-analógico) e hardware. E estes têm um alcance dinâmico limitado.

Provou ser eficaz definir o master fader a 0 e usar os faders de canal para encontrar o melhor equilíbrio, em vez de executar os faders de canal "quentes" e baixar o master fader para compensar.

Se mantiver o master fader a 0, graças à alta resolução do motor de áudio do seu DAW, não é desvantagem se os níveis dos canais individuais nos faders estiverem a -18.

Headroom, sistemas PA e misturadores

Com um sistema de som ou misturador analógico, deverá utilizar a altura máxima disponível para minimizar o ruído. Para conseguir o melhor ganho, deve elevar o nível o mais alto possível à entrada (pré-amplificador).

Para microfones, seleccione a amplificação correcta no microfone pré-amplificador, para dispositivos de nível de linha, tais como instrumentos electrónicos, ajustar a saída do instrumento para atingir o nível máximo sem distorção, e depois ajustar o ganho do misturador em conformidade.

E a altura dos amplificadores e dos altifalantes?

Agora fica mais interessante. Primeiro de tudo, o botão de ganho de um guitar amp não controla a potência. O amplificador pode estar sempre a funcionar com ganho total (os altifalantes do monitor no seu estúdio provavelmente funcionam da mesma forma). O controlo de entrada regula o nível que atinge o amplificador.

Isto é bom porque tem sempre a altura certa e os seus transientes passam. Mas isto também significa que é preciso ter cuidado para não aumentar o nível de entrada até ao ponto em que o espaço de manobra já não é suficiente.

Os altifalantes não têm o mesmo espaço de manobra que os amplificadores de potência, mas se lhes dermos demasiado sinal, isso pode causar distorção ou mesmo rebentamento dos altifalantes. Uma vez que os altifalantes modernos contêm os controladores dos altifalantes e os amplificadores que os controlam, têm protecções (limiter) para limitar o nível de áudio e proteger os altifalantes.

Os altifalantes passivos e os amplificadores de potência separados são mais susceptíveis de causar problemas com este tipo de configuração - os altifalantes e os amplificadores de potência não "falam" uns com os outros. Se houver distorção no amplificador de potência que provoca o recorte, o nível médio do sinal é aumentado, resultando em mais potência nas frequências mais altas e, portanto, mais susceptível de causar a falha de um tweeter.

Como é que eu consigo uma boa altura?

Se não deixar margem de manobra suficiente no DAW, precisa realmente de pensar onde quer ir com a sua mistura. Vai atingir o tecto proverbial (e literalmente) cedo e frequentemente. No mundo analógico tínhamos alguma altura no topo do medidor de nível, mas no mundo digital não é esse o caso.

A solução? Liberte o máximo de altura possível e a sua mistura será mais animada e terá mais espaço para respirar. Aqui estão as formas mais fáceis de devolver à sua mistura algum espaço de manobra precioso.

Abaixe os seus rastos

Esta é a solução mais simples para o problema da altura do solo. Mas poucos parecem seguir este conselho. Se simplesmente recusar os seus rastos no seu DAW, envia menos sinal para o autocarro de mistura e obtém imediatamente mais altura e clareza. Se considerar isto desde o início, não deverá haver mais surpresas.

Garanto que as vossas misturas terminarão mais depressa e soarão melhor se simplesmente recusarem todas as faixas antes de misturarem. Com a profundidade moderna de 24 bits que quase todas as interfaces áudio oferecem nos dias de hoje, o ruído é muito baixo. Não há necessidade de faixas realmente barulhentas para subir o medidor de nível. Se reduzir o nível e aumentar os altifalantes, as suas faixas soarão melhor.

Dê uma olhada no plug-in de medição na pista principal

Normalmente, o ponto em que a sobrecarga ocorre num DAW está em 0dBFS. É por isso que é melhor manter a mistura geral a cerca de -6dBFS. Assim, quando começar a misturar, os tambores devem primeiro estar em -9dBFS (assumindo que começa mixing com os tambores). Uma vez que o bass, piano, guitarra, voz e outros instrumentos chegarão mais tarde, a mistura global provavelmente acabará em cerca de -6dBLFS.

Use o seu filtro passa-alto frequentemente

Esta é uma solução muito simples mas eficaz. Ao cortar as frequências ultra-baixas (100 Hz e abaixo) em quase todos os instrumentos, excepto o tambor e o baixo, liberta muito espaço e volume para permitir que o seu autocarro de mistura respire. Para a maioria das pistas na mistura, a gama abaixo de 100 Hz não tem qualquer benefício sónico, pelo que é um desperdício de volume de qualquer forma.

Trabalhar em 24-bit para mais altura

No passado, quando não existiam sistemas de gravação digital, era muito importante gravar o mais alto e claro possível para ter a melhor relação sinal/ruído possível. Mesmo com cassetes, era importante nos anos 90, porque se baseavam em 16 bits. Mas com 24 bits, já não é necessário. O nível de ruído dos sistemas de 24 bits é tão baixo que se pode deixar muito espaço entre o pico e 0dBFS sem problemas de ruído. Mesmo com compressão posterior, ainda não há ruído indesejado.

Hierarquia no domínio: Por que é importante?

Você poderia até mesmo enviar uma pista misturada a -2 dBFS para um engenheiro mestre e ele ainda ficaria feliz desde que não houvesse sobrecarga. Porque realmente só se resume a 2 pontos importantes:

1. Não permitir níveis a 0 dBFS
2. Não utilizar um limitador de pico ou plug-ins semelhantes que impeçam níveis naturais que de outra forma atingiriam 0 dBFS ou os cortariam criando um limite rígido (limite de parede de tijolo) igual ou inferior a 0 dBFS.

Porque sim, um engenheiro dominador pode recusar uma mistura barulhenta e não dominada a um nível em que possa trabalhar, mas não pode desfazer os danos causados por limitação de picos ou recorte, razão pela qual é tão importante prestar atenção a estes dois passos.

Assim que se usa um limitador no autocarro de mistura, o "dano" é feito e não pode ser desfeito. Isto também significa que qualquer processamento analógico ou digital adicional só irá piorar ou, na melhor das hipóteses, melhorar ligeiramente o som.