电脑音乐制作扫盲篇-第五章：音频效果器常识-第三节：混响效果器

王晓波

楼主 王晓波说：
    本文作者：王晓波，出处：视障者音乐制作交流基地（szzyyzz.com）。做人要厚道，转载请注明作者与出处，谢谢！
    亲么好，我又回来了。这次我们来聊聊混响效果器。
    在聊混响效果器之前，我们首先来简单的了解一下什么叫做混响。
    声音遇到障碍会反射，所以我们这个世界充满了混响。大家都知道，声音是有可反射性的特性的。当我们身处在一个房间内说话，听到的声音，除了有从嘴巴传出直接进入耳朵的之外，还有来自房间里面各种物体表面反射过来的声音。这个反射的过程并不像我们想象的那么简单，从嘴巴出来，到墙上，再返到耳朵里。而是从嘴巴到墙面再到桌面再到天花板再到地面再到这个那个等等啦，经过一番循环往复的如此般折腾后，最后才到耳朵。房间中所有物体的表面都可以进行声音的反射，通过这种复杂的反射传到耳朵里面的声音就是混响。
    如果把从嘴巴直接到耳朵的声音认定为没有延迟的基础音的话，那么其他的经过复杂反射才到达耳朵的声音一定会比这个基础音到达的晚，也就是有延迟。这些带有延迟感觉的声音叠加在一起就让我们有了声音湿润的感觉。
    说的通俗一点，混响就是通过各种反射的途径到达耳朵的声音混在一起响。
    在房间中有混响，在其他的地方一样也有混响。比如在花园里，花花草草都可以反射你的声音。不要认为能够反射你声音的就只有墙壁、桌子这些有大快突出面的物体。
    老王问：“那什么情况下可以没有混响呢？”老王，你总是喜欢和我抬杠。。
    第一、处于真空环境里的时候。由于在真空环境里，没有空气作为声音的传播媒介，所以自然也就没有混响。
    第二、当周围的物体离我们的距离非常远的时候。比如，你在几万米的高空中，在这个高度，你的身边基本上是没有任何可以反射声音的物体。即便是有，距离也非常远。声音到达反射物体，再反射回大家耳朵的时候，已经衰减到大家完全听不到的程度了。甚至，声音还没有等到到达反射面，就已经完全衰减了。
    第三、处于声学实验室中的时候。声学实验室的墙壁、天花板、地面是经过特殊处理的，声音到达墙壁后将会被墙壁吸收而不会被反射回来。录音棚是半个声学实验室，能做到吸收大部份的混响。录音棚的墙壁表面是用松软的棉制品构成，声音到达墙壁后进入那乱糟糟的棉花里，七反射八反射就留在棉花里出不来了，所以录音棚里的混响就很小。
    在这几种情况下，我们就基本上听不到混响效果。
    用耳朵来辨别两个不同的环境，最好的途径就是听混响的区别。这点对于我们视障朋友来说，最熟悉不过了。比如，我们在卧室里大声喊叫与在卫生间里大声喊叫，混响的感觉是完全不同的。时间久了，我们应该就可以通过混响来判断自己在哪个房间里。甚至可以判断出来自己在哪个房间的哪个位置。这是因为各个房间的空间大小不一样、家具的摆放不同、墙壁的材料不同等，所以具有各自不同的混响特征；同一个房间里不同的位置上，因为我们距离墙壁的远近不同，所以也具有不同的混响特征。我们熟悉这些特征，所以我们光凭声音就能分辨自己在什么位置上。
    也就是说，混响可以直接的描述声音所处的环境。
    混响效果器就是通过对各种参数的调节来模拟出一个接近于真实的混响环境的工具。
    混响效果器的作用是，重建或者模拟一个声学环境。混响效果器里面的各种参数，就是用来重建或者模拟一个环境的混响特点的。
    每一个房间或者环境的混响是不同的。我们的卧室与维也纳金色大厅的混响效果就是完全不同的。因为我们卧室的构造、大小、墙壁材质、摆放的东西等等都与金色大厅完全不同。
    下面举个例子，来简单的分析一下混响原理。
    此时此刻，在视障者音乐制作交流基地（szzyyzz.com）的大厅里，晓波吹牛的声音从晓波的声带里发出，经过多次反射，到达亲们的耳朵。声音的反射路线有成千上万条，为了方便分析，我们只列举其中的5条声音反射路线。
    1、声音从晓波声带到大厅天花板，再到亲们耳朵。
    2、声音从晓波声带到大厅左边墙壁，再到亲们耳朵。
    3、声音从晓波声带到大厅右边墙壁，再到亲们耳朵。
    4、声音从晓波声带到大厅地板，再到大厅天花板，再到亲们耳朵。
    5、声音从晓波声带到亲们面前的桌面，再到亲们耳朵。
    晓波每讲一句话，亲们实际上就听到了6句。第一句是直接传到了亲们的耳朵里，没有经过反射，后面5句是经过各种反射线路到达亲们耳朵的声音。由于这些反射声到达的时间间隔太近了，所以亲们就听不出来是6句话，而是1句带有混响感觉的话。亲们听到的声音是这6个声音的叠加。需要注意的是，真实情况是成千上万个声音的叠加；这里为了分析方便，所以只列举了这几个声音而已。
    混响效果器就是这样工作的。把声音进行很多很多次的重复叠加，就得到了混响效果。
    如果把这样的反射路线绘制成图，这样的图看起来是非常麻烦的。如果把源声音看成一个脉冲的话，那么就可以把反射路线图转化成脉冲图，这样看上去就简单多了。有了这样一个东西，以后计算起来就方便了，无论晓波说什么话，只要把晓波的声音与这个脉冲图进行某种计算，就可以得到6个声音叠加的效果。
    那么，这个“某种”计算，到底是什么计算呢？在数学中这个叫做“卷积”计算（convolution），就是把晓波的声音，根据前面转化成的那张6个脉冲的图，进行叠加计算。
    这种计算是不分先后的。我们既可以认为是把晓波的声音，根据那个脉冲声波，进行叠加计算。也可以认为是把那个脉冲声波，根据晓波的声音，进行叠加计算，这里就是把晓波的声音当成是由无数个脉冲组成的声波来看的。
    这个脉冲图，也就是这个含有6个脉冲的声波，就是视障者音乐制作交流基地（szzyyzz.com）大厅从晓波的座位到亲们的座位的混响特征。
    在声学上，由于这个混响特征是由脉冲得到的，所以就很形象的把它称作脉冲反应（impulse response），简称IR。
混响效果器的工作原理，就是把源声音与impulse response做卷积计算。
    前面那个具有6个脉冲的IR，在现实中是不可能有的。现实中的IR往往包含成千上万个脉冲。估计亲们现在已经云里雾里了！对于明眼朋友来说，理解脉冲图，一目了然，但是对于我们视障朋友来说，理解这些的确有点难度。
    我们把IR的第一个脉冲叫做直达声（Direct sound）。因为这个脉冲是未经过反射的直接从声音源到达人耳的声音。
    把IR的后面几条明显的脉冲叫做早反射（Early reflections）。这几个声音都是声音源经过一次或者两三次反射后到达人耳的，由于反射次数少，声音线路不长，所以具有较强的能量和较短的延迟。
    把IR的再后面的那无数条脉冲叫做迟反射（Late reflactions）。这些声音都是声音源经过无数次反射后才到达人耳，反射次数多，声音线路长，所以具有较弱的能量和较长的延迟。但是它们数量极多，有如滔滔江水连绵不绝。
    阿峰问：“混响效果器里有IR吗？每个效果器的IR都是一样的吗？这个IR是放在哪里的？以什么形式存在？如果不一样，这些IR是怎么得来的？”哇塞，阿峰，你一口气问了这么多啊，等我缓口气哈。
    第一个问题，前面说了，混响就是IR与声音源进行卷积计算，所以混响效果器里当然就有IR了。
    第二个问题，众所周知，不同的效果器的混响效果是不同的，所以IR肯定不一样。
    关于“放在哪里”、“以什么形式存在”和“这些IR是怎么得来的”这几个问题，下面要详细说说才行。
    混响效果器分为三种类型：采样混响、“算法”混响、模拟合成混响。亲们是不是觉得这几个词语有点似曾相识捏？没错，就是在聊音源的时候说过。
    一、采样IR混响。
    采样混响的IR全部都是由真实的采样得来的wave文件。可以存放于任何存储器，例如硬盘、光盘、U盘等等。
    最简单的获取IR的方式是：在晓波刚才吹牛的那个位置放置一个音箱，在亲们的位置放置一个话筒。音箱播放一个脉冲，话筒进行录音。录到的声音就是IR，也就是这个房间的从讲台到学生座位的混响特征曲线。当然，制作那些灰常牛叉的采样混响效果器的采样，就没这么简单粗暴了。他们要在灰常多的顶级音乐厅，用最牛叉的音箱和话筒，还要播放一系列测试信号，这些信号以脉冲为主，各种速度的全频段正弦波连续扫描为辅，录得声音，然后经过一些计算得到IR。用这种采样方法得到的IR，极为真实。
    采样混响的IR，不但厂家可以预置给你，你自己也可以根据厂家提供的工具进行制作。因此从数量上来说是不计其数滴。
    采样混响也可以对其他任何混响效果器的效果进行完全复制。
    二、“算法”混响。
    这是最常见的混响效果器。目前大多数的数字混响效果器以及软件混响都是此类。这类效果器的本质是跟采样混响一样的。“算法”混响也带有IR，但这些个IR是厂家固定好的，是一组组简易的脉冲序列，通过对这些脉冲序列进行调制和编辑控制，从而得到最终的混响效果。很多厂家把这些的脉冲序列称之为“算法”，它们其实可以算作一种简化过后的IR。
    这类混响器虽然不带有真实IR，但是却提供了很多方法可以让你对它自带的原始的脉冲序列进行修改，例如可以让你拉长或者缩短这组脉冲序列，也就是拉大或者缩短脉冲之间的距离，这样可以模拟墙壁漫反射的效果，以及诸如均衡处理，早反射时间，等等，很多控制。这些实际上都是对原始IR进行修改，以达到控制混响效果的目的。虽然它不带有真实IR，但通过对IR进行编辑，同样也可以获得无数种混响效果。
    为了容量上的考虑，“算法”混响所带有的原始脉冲序列都作了很大的简化，不会象采样混响的IR里那样无数个脉冲有如滔滔江水连绵不绝。
    三、模拟合成IR混响。
    这类混响效果器并不带有IR曲线，而是用模拟合成方法“临时”生成IR。
    几乎所有的非数字混响效果器都是这一类，比如传统的电子管混响效果器、调音台上的非数字混响等，还有少数软件混响效果器也是这类。
    它会根据你提出的要求，比如空间大小，墙壁的吸音程度，等等，用它自己的计算方法，生成一个IR，并且有许多方法对IR进行编辑控制，例如均衡等。虽然这类混响效果器不带有任何IR，却同样也能模拟出无数种混响效果。不过，这类混响器的效果好坏，很大程度上取决于它的模拟算法技术。
    下面就来讲一讲混响效果器里都有哪些参数，他们都是神马意思。
    1、直达声（Direct sound）。
    前面我们已经说过神马是直达声。这是我们在一个有混响效果的房间内，发出声音后，听到的第一个声音。也可以理解成我们在房间内大声说话的时候，从嘴巴传出，直接到耳朵的声音。
    这个直达声在混响效果器里就叫做干声输出（dry out）。
    2、wet out。
    与干声对应的是wet out。也就是湿声输出。就是用来调节混响效果器的混响效果量大小的。
    湿声指的是在混响整体声音中，除了直达声之外的，所有反射的声音。
    wet out与空间大小无关，而只与空间内杂物的多少以及墙壁及物体的材质有关。墙壁及室内物体的表面材质越松软，wet out越小；反之越大。空间内物体越多，wet out越小；反之越大。墙壁越不光滑，wet out越小，反之越大。墙壁上越多坑坑凹凹，wet out越小；反之越大。因此，挤满了人的车厢的混响量就比空车要小得多；放满了家具的房间的混响量就比空房间要小；有地毯的房间的混响量比无地毯的小；森林山谷的混响量比荒山山谷的混响要小。
    但是在某些混响效果器上并没有独立调节干声和湿声的控制推子，是通过一个mix的推子来控制干声和湿声的比例的。向某方向拖拽就是增大干声的比例，向相反方向拖拽就是增大湿声的比例。
    在混响效果器的使用中，一般都是采用全部湿声输出的。也就是说，干声输出音量为百分之零，湿声输出音量为百分之百。为什么要这样做呢？我们以后再说。
    3、早反射声。
    当我们听到了直达声之后，接下来听到的，与直达声明显错开位置的声音叫做早反射声（Early reflected sounds）。
    直达声与早反射声这几个声音，都是声源经过一次或者两三次反射后到达人耳的。由于反射次数少，声音线路不长，所以具有较强的能量和较短的延迟。也就是说，声音比较大、比较明显。它们特别能够反映空间中的源声音、耳朵及墙壁之间的距离关系，所以就把它们单列出来。
    4、残响。
    接下来听到的混杂在一起的声音叫做迟反射声（Late reflected sounds），或者叫做残响、余响。
    这些声音都是声源经过无数次反射后才到达人耳。反射次数多，声音线路长，所以具有较弱的能量和较长的延迟。但是它们数量极多，有如滔滔江水连绵不绝。
    5、早反射时间。
    直达声与早反射声之间的时间差，也就是早反射声相对直达声的延迟时间。这个相对的延迟时间就叫做早反射时间。也就是混响效果器中的Predelay。
    这个早反射时间是最能体现房间大小的。因为造成早反射的反射面通常是一个房间中，面积最大的面，最容易造成声音反射的面。
    比如，亲们在一个非常非常狭小的空间内发出声音，那样的话，就基本感觉不到直达声与早反射声之间的延迟时间。因为房间的面积太小，声音在空气中的传播速度是340米每秒，以这样的速度，直达声与早反射声之间的时间延迟基本可以忽略。但如果我们到了一个非常大的仓库或者体育馆中，这个早反射的声音就可以比较清晰的辨别出来。因为反射面距离我们非常远。早反射声到达我们耳朵的时间就比较长。所以，当我们增大混响效果器中早反射时间这个参数的时候，空间感就会增大。
    总结起来就是，空间越大，早反射时间越长；反之越短。空间越宽广，早反射时间越长；反之越短。因此，大厅的早反射时间比办公室的早反射时间长；而隧道的空间虽然大，但是它很窄，所以早反射时间就很短。
    6、残响时间。
    残响的持续时间，就是整个混响的时间总长度。这个残响的持续时间就叫做残响时间（Decay或者Decay time）。
    残响时间也与房间的大小有一定的关系。房间越大，残响时间越长；房间越小，残响时间越短。另外，在房间的大小固定的情况下，房间内的反射物体表面越光滑，残响时间就越长。因为不光滑的物体表面会降低声音反射的强度。这一点跟光的反射很像。一束光在镜面上进行镜面反射，基本可以接近于无损失的角度转换。而在粗糙的地面，光束就很难像在镜子
上那样反射了。声音也是这个道理。所以，在四周都是光滑水泥墙面的屋子里的声音残响时间，要比在四周都是海绵软包的房间里长。残响时间越长，混响的感觉就越明显。
    总结起来就是，空间越大，残响时间越长；反之越短。空间越空旷，残响时间越长；反之越短。空间中家具或别的物体（比如柱子之类）越少，残响时间越长；反之越短。空间表面越光滑平整，残响时间越长；反之越短。因此，大厅的混响时间比办公室的混响时间长；无家具的房间的混响时间比有家具的房间的混响时间长；荒山山谷的混响时间比森林山谷的混响时间长；水泥墙壁的空间的混响时间比布制墙壁的空间的混响时间长等等。
    很多朋友都喜欢把残响时间设置得很长，觉得这样效果很好听。但是实际上，真正的音乐厅的残响时间并不高。比如我们前面多次提到过的金色大厅，他的残响时间只不过只有2.05秒而已。而在现在的主流流行音乐中，人声的残响时间一般也只有1秒左右。
    7、高低频率切。
    也就是high cut与low cut。这个参数在有些效果器里是以EQ的形式来表现的。
    这项内容实际上跟现实情况没有太直接的联系，它只是为了我们做混响处理时声音好听而设计的。不过它也能表现高频声音在传播中损失比较厉害的现象。后面我们有具体的解释。一般在做处理的时候，为了混响声的清晰和温暖，都会把低频和高频去掉一部份。只有在表现一些诸如科幻环境时，才把高低频保留。
    另外有些效果器也把这个叫做“color”，色彩。color指的是混响的冷暖程度。在颜色中，红色是最暖的颜色，蓝色是最冷的颜色。声音的冷暖也可以对应成蓝色与红色。
    声音感觉比较冷的混响效果指的是，高频较多，低频较少的效果。而感觉比较温暖的混响效果指的是，高频较少，低频较多的效果。
    一般来说，混响中的高频是很容易大幅度衰减的。空间越大，空间内物体越多，物体和墙壁表面越不光滑，高频的衰减就越厉害。只有在中小空间中，并且空间表面比较光滑的情况下，高频的衰减才与低频接近。
    因为高频在传输同样距离的时候，损失要比低频多。同时因为高频的波长要短于低频的波长，这样就导致了高频绕过障碍物继续传播的能力不如低频。另外低频的反射能力也要高于高频，高频更加容易被吸收。所以在通常情况下，混响中的高频相对较少，低频相对较多。这就是为什么很多小型的录音棚的录音间，辛辛苦苦做了防止反射的处理，却仍然能够听到很明显的低频反射的声音，也就是低频驻波。我们做音乐混音的时候，有时为了声音的好听，也并不一定要遵循高频更容易衰弱的自然规律。
    有的混响效果器用“damp”，或者“damping”这一个参数来调节混响的冷暖程度，意思是让高频更快地衰减。
    有的效果器也提供了不同的衰减时间给亲们调节，英文是High-frequency decay与low-frequency decay，或者别的叫法。这个特性与前面的damp差不多。
    在采样混响器里基本上不提供这个项目，因为采样混响的不同频率的不同衰减程度的特性已经包含在IR里面了。在模拟合成混响效果器里，也并不是所有的混响效果器都提供，有的全部提供，有的提供了其中两个甚至一个。如果没有全部提供的话，我们可以用其他参数之一来代替没有提供的参数。
    8、diffuse。
    意思是声音的散射度。传统上叫做Early reflections。
    这里的散射度是针对早反射声而言的。来自各个方向的早反射声互相之间的接近程度就是diffusion。
    房间的墙壁越光滑，房间的散射度就越低。因为墙面光滑的房间中，来自四周的早反射声的情况非常接近，而且非常有规律，非常整齐，这样的混响效果听起来就比较生硬。反之，房间内的墙壁越粗糙，散射度就越高，混响听起来就越圆润。
    对于一些延音类的声音，比如风琴、合成弦乐，可以使用较小的diffusion，声音就比较漂亮清楚；而对于脉冲类的声音，比如打击乐、木琴等，可以使用较大的diffusion，混响就比较smooth。
    diffusion也可以理解成混响的清晰度。
    有些效果器里也有diffusion这个参数，但是具体的定义不太一样。在这些效果器里，diffusion是指反射声的无规律程度，空间的形状越不规则，例如山洞、教堂里，墙壁越不光滑，反射声音的出现越没有规律，diffusion越大；空间的形状越规则，例如无家具的住宅、空的大厅，墙壁越光滑，反射声的出现越有规律，diffusion越小。
    9、混响密度（Reverb density）。
    这个参数的意思跟diffusion差不多，只是是针对早反射之后的混响部份的。很多效果器并不提供density，而是用diffusion来控制整个混响。
    10、空间大小（Room size）。
    这个应该很好理解，不用多说。不过不同的效果器在这个上面会有不同的算法。另外，采样混响器不会提供这个参数。因为空间大小已经体现在IR中了。
    11、早反射音量（Early reflections level）。
    也就是早反射的声音大小。很多效果器可以让我们独立调节早反射和后面的混响的声音大小。
    12、立体声宽度（Width）。
    有的混响效果器有这样的参数，如果把这个值设大，那么效果器会以不同的IR去处理左右声道，或者把IR左右声道的相位差调大，立体声混响效果就出来了。
    13、shape。
    是用来调整房间的形状的。不同形状的房间带来的混响效果是不同的。
    14、衰减形状（Decay shape）。
    有些效果器提供了这个参数。它可以控制我们的混响的衰减形状。
    常见的有下面几种。朋友们座位常识了解一下就行了。嘿嘿！
    1、线性衰减（Linear），这个是最常用的，也是最符合自然规律的。
    2、门式混响（Gated reverb），感觉就像是混响的尾音突然被切断似的。
    3、反转（reverse），用于制造一些特殊的音效，例如恐怖的声音等。
    以上就是晓波所知道的关于混响效果器的全部参数了。需要注意的是，这些参数都是用来控制混响特性，换句话说就是用来调节IR的。由于绝大多数的混响效果器自带的IR数量有限（或者干脆不带IR而是依靠效果器自己的算法进行模拟），所以需要这么多参数来控制混响特性；而采样混响由于可以自由更换IR，IR数量无限，因此不需要太多的控制器对IR进行调节，所以采样混响往往只提供很少的调节项目。另外，采样混响效果器有一个独特的参数调节，就是“精度”（Quality）。这是因为采样混响基本都使用真实的IR，这些IR的波形是连绵一片的而不是象那些数字混响里的IR是由分离的脉冲组成（换句话说真实IR中包含的脉冲比模拟IR的要多得多），因此做卷积运算的时候采样混响器要消耗特别大的资源，为了避免CPU或DSP出现运算不过来的情况，于是就允许你降低精度，降低了精度后，混响器在做处理的时候会自动舍弃IR中的一些采样点（例如丢掉一半的采样点），这样就能缓解运算能力的不足。
    我们可以这样简单的来区别模拟混响与采样混响：模拟混响效果器是通过各种参数的调节来给出条件，运算出一个房间的混响情况。而采样混响效果器则是利用脉冲反应技术，真实的将某一个房间内的混响特征记录下来，并供我们直接调用与调节。
    混响效果器看似很简单，实际上还是比较复杂的。在调节人声在声场中的位置与调节人声与伴奏的融合度时，混响也起到了至关重要的作用。所以我希望亲们能够将有关于混响的最基本的一些知识掌握。这样才能方便后面的深入研究。
    好了，这次我们就吹到这里，下次再见。

2016年3月8日11点55分完稿

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zxljynszbd

沙发 zxljynszbd说：
效果器的软件咱们论坛都有吧。

琴韵晓波

板凳 琴韵晓波说：回沙发zxljynszbd
读屏族常用的都有。

琴韵晓波

地板 琴韵晓波说：
为了便于大家理解混响的本质，我下面转载一篇来自midifan月刊第123期上的一篇文章。

了解自然混响和数字混响
作者：Nigel Redmon编译：墨鱼
数字信号处理可以让我们将音乐放置在不同的（虚拟）空间”中。
小编注释：这篇文章本来是发表于1997年
的，但是时至今日，文中的内容还是很有参
考价值。您可以在这里对原文进行阅读和评
论。这篇文章由EarLevel Engineering提供。
混响，是录音棚数字信号处理效果中最有趣
的方面之一。这是一个非常适合数字信号处
理的过程，如果用模拟电子处理的话，会变
得很不方便。正因为如此，数字信号处理可
以让我们将音乐放置在不同的（虚拟）空
间”中。
在数字处理诞生之前，混响效果都是用换能
器创造出来的—基本上就是一个音箱和一
个话筒—物理延迟元件的两端。延迟元件
也就是一套金属弹簧，一块悬挂的金属板，
或者是一个真正的房间。物理延迟元件在对
混相声的控制上有着很大的局限。而且这些
创造混响“空间”的元件也不是很便于携带；弹簧混响算是唯一比较方便携带的—而且也是比较经济的—选择，但是用金属弹簧创造出的混响从声音质量的角度上来看，是最劣质的。
首先，让我们来看一下什么是混响：自然混响是指声音在某一个空间中通过界面反射所得到的混相声。声音从发声源中以1100英尺每秒的速度向四周发散开去，然后触碰到墙面，并以不同的角度进行反射。有些反射声会立即进入到你的耳朵（“earlyreflections”前期反射），而另外的一些反射声则会继续被反射到其他的墙面上，直到进入你的耳朵为止。一些比较厚重的界面—比如说水泥墙—对声音的反射可以说基本上是不带衰减的，然而一些比较软的界面，就会相对吸收更多的声音，尤其是声音中的高频段。房间的大小，构造的复杂性和墙面的角度，以及房间中的东西，另外还有反射界面本身的密度，都会影响到一个房间的声音特质。
但是在数字信号处理中，延迟的时间只受可用内存空间、反射次数的限制。而且与频率相关的效果（滤波器）也只收信号处理速度的限制。
两种可行的模拟混响方式
让我们来看一下两种可行的数字混响模拟方式。第一种，简单粗暴型。
混响是一个不随时间改变的声音效果。这意味着当你弹奏一个音符的时候，不会因为时间的变化而影响到混响—你无论如何都会得到一个相同的通道混响效果。将混响与受时间影响的效果器进行对比，比如说flanging镶边效果，输出的声音会受到音符和镶边扫频之间关系的影响。）
不受时间影响的系统可以完全通过一个简单的脉冲响应来被定性。你是否曾经进入过一个很大的空房间—比如说一个体育馆或者大厅—然后聆听这个房间的声音特性？你可能只是发出了一声很短的声音—比如拍了一下手什么的—然后你就会听到混相声此起彼伏。如果你有注意到过的话，那么你听到的就是房间本身对声音的脉冲响应。
这个脉冲响应可以告诉你关于房间的一切信息。只需要拍一下手，就可以立即知道房间的混响特性，以及混响时间的长短，而且也可以知道房间的声音是否足够“好”。我们不仅可以用肉耳去判断这个房间脉冲响应的特性，同时也可以用先进的信号分析器，对这个房间的混响做出分析。事实上，脉冲响应可以告诉我们一切我们想要知道的信息。
这种方法可行的原因在于：脉冲，从它的理想原型来说，是一个在所有频率段拥有相同能量的瞬态的声音。因此我们得到的，就是房间对这个瞬态全频信号的响应，这种响应就是房间的混响。
在现实世界中，拍手—或者气球爆炸，鞭炮
爆炸，或者一个电弧的噼啪声—都可以被
认定为一个声音脉冲。如果你对房间的声音
特性进行数字化，并在一个声音编辑软件中（一个脉冲信号以及它的响应）审视它的话，它看上去就像是衰减的噪音。
一开始会有一些高密度的能量堆积，之后就会逐渐衰减到零。事实上，如果房间本身的声音特质更圆滑，那么声音衰减也就更圆滑。在数字信号处理中，你很容易意识到，每次响应的采样点都可以被视为初始脉冲信号的一个离散的回声响应点。因为，从理想状态来看，脉冲信号就是一个非零的声音样本，不难想象，一系列的声音样本—比方说在房间里发出的一个声音—可能是每一个单独声音样本在他们各自存在时间里回声响应的总和（这种现象被称为声音叠加）。
换句话说，如果我们有某个房间的一个数字化的声音脉冲信号特性，我们就可以很容易地把这个特性添加到任何的未经处理的数字干声上。将声音样本的音量和每一个脉冲响应点相乘，就可以得到房间对这个声音样本的响应；我们只需要对每一个我们想要“放进”那个房间的声音进行这个处理就可以了。这样我们只需要将声音样本放在一起，就可以得到很多重叠的响应。
这种方法确实简单，但是我们需要为此付出很多的经费在计算机的处理上。每个输入的声音样本都需要单独与脉冲响应相乘，然后再相加成为最后的输出结果。如果我们n个声音样本需要被处理，假设脉冲响应是m个样本的长度，那么我们就需要进行n+m次相乘和相加。所以，如果房间对声音的脉冲响应是3秒的话（可能是一个大房间），如果我们需要处理一个一分钟的音乐，那么我们就需要进行将近350万亿次乘法运算，以及同样次数的加法运算（假设我们的采样率是44.1kHz）。
如果你可以接受这个事实的话，那么你可以让你的电脑花上一天的时间处理这些数据，然后你可以在第二天听到最终的处理结果，但是这明显不适合我们需要的实施效果处理。这事实上真的太坏了，因为这个过程在很多方面都可以得到提升。尤其是，你其实可以准确地模拟出世界上任何房间的声音特性，只要你有它的脉冲响应的话，而且你也可以很简单地创造出属于你自己的人造脉冲响应，并以此创造出一个属于你自己的“空间”比如说，一个简单的衰减噪音序列虽然可能很简单，但是却可以带来一个圆滑的混响，而且这种混响也是带有更多个性色彩的）。
事实上，有一个更实用的处理方法。我们刚刚一直在讨论关于时间范围内的处理，将两个采样信号相乘的数字信号处理过程被称为“convolution”卷积）。和时间领域的卷积处理不同的是，同样的卷积处理在频率范围内则不需要这么多的运算过程，可以大大减少电脑后台的运算量（对时间领域进行卷积处理所需要消耗的运算量是在频率领域进行卷积处理运算量的好几倍）。在此我就不再详述了，但是你可以去看一下Bill Gardner的一篇文章，EfficientConvolution Without Input / Output Delay”没有输入/输出延迟的高效卷及处理），或许你可以从中找到更好的处理方法。我自己还没有尝试过这种技术，但是如果我有时间的话，我也会去尝试一下这种方法的。）
获得数字混响的一个有效途径
我们众所周知的备受宠爱的数字信号混响可以有很多种不同的方式。基本来说，它们会使用多个信号延迟和信号回馈来创建出一系列高密度的回声，这个回声会随时间渐渐衰减。这其中一些功能性的构造元件大家已经都了解了；然而真正能给一个数字信号混响赋予属于自己的个性声音的重要因素，在于这些构造的变体以及这些构造元件是如何相互合作的。
最简单的方式，是创造一个延迟模块，然后再将部分经过延迟后的声音信号再回馈给这个延迟模块，这样就能创造出一个重复的逐渐衰减的回声效果（回馈给延迟信号的声音信号必须小于1）。将不同深度的类似这种延迟效果的声音信号混起来，就可以增加回声的密度，而且混响听起来也更加真实。比如说，用根据质数产生的不同长度的延迟可以确保每一个回声都可以恰好在另外两个回声之间，这样就增强了回声的密度。
但在实战中，这个看似简单的原理却不怎么好用。你需要太多这种硬回声才能创造出一个圆滑的混响墙。而且，使用简单的信号反馈也是梳状滤波器的一个秘方，梳状滤波器可以带来频率抵消，这样就可以模拟出真实的房间效果，但是也可能带来环形调制效果和不稳定的声音。尽管很有用，但是如果只有这些梳状滤波器的话，还是不能给出一个令人满意的混响效果。
相反，如果在反馈信号的同时，也将一部分
信号继续向前推送，我们就可以弥补这些频
率抵消，这样的系统就是一个全通滤波器。
全通滤波器也可以给我们之前所说的梳状
滤波器产生的效果，而且还能达到更加圆滑（梳状滤波混响单元）
的频率响应。将这些梳状滤波器和全通环形
延迟效果器，以及其他的处理单元（如用于
模拟高频吸收的反馈路线中的高频滤波器
单元）相结合—不管是串联、并联，还是嵌
套式组合—都能得到一个相对令人满意的
结果。（全通滤波器混响单元）
我就说到这里了，因为已经有很多现有的关于这些观点的文章，而且我写这篇文章也只是为了向大家做一个简单的介绍而已。从我个人而言，我从HalChamberlin的“MusicalAppli-cations of Microprocessors”中得到了很多有用的信息，此外，Bill Gardner对于这些原理的文章也能在这个网页上找到。
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Nigel Redmon是一个音乐家、电子软件工程师，以及独立的研发家，致力于数字音频信号处理领域。他参与研发的产品有：Line 6、Equator Audio、Alesis、Oberheim等等。