Winyl - nośnik wymuszający stosowanie kompresji dynamiki

Płyta analogowa jest nośnikiem specyficznym ze względu na mechaniczny zapis i odczyt. Każdy rodzaj zapisu charakteryzuje się maksymalną dynamiką sygnału, jednak metoda mechaniczna ma pewną cechę unikalną. Dynamika zmniejsza się wraz ze wzrostem różnic pomiędzy kanałami czyli sygnał monofoniczny można zapisać z maksymalną możliwą głośnością, natomiast w stereo poziom zapisu musi być mniejszy.

Wynika to ze sposobu odczytu. Zapis dla dwu kanałów jest względem siebie prostopadły i odbywa się po skosie. Ten typ nazywany jest 45-45 i ilustruje go schematycznie górna część poniższego rysunku.

ograni

Sygnał monofoniczny będzie skutkował tym, że ruch ostrza głowicy nacinającej i co za tym idzie igły odbywa się w poziomie. Jeśli sygnał w kanałach będzie różny wystąpi także ruch w pionie. Wobec tego nacinając sygnał mono z maksymalną założoną głośnością, która odpowiada zdolności śledzenia wkładki wszystko będzie w porządku. Jednak po dodaniu do tego maksymalnego dla wkładki sygnału jakiegoś silniejszego czy w ogóle jakiegokolwiek sygnału stereo dodającego ruch w pionie, skończy się to tym, że igła wyskoczy z rowka.

Aby płyta analogowa odtwarzała się bez problemów trzeba spłycić stereo, albo nacinać bardzo cicho, a cichutko grających płyt raczej nikt nie chce. Niski bas musi być przyciszony i monofoniczny, wyższy bas nie może mieć zbyt dużych różnic fazowych. Dlatego jeśli się przyjrzy winylowi pod lupą widać, że zapis bardziej przypomina mono, bo zmiany głębokości rowka są niewielkie. Są takie, bo za ruch w pionie czyli stereofonię odpowiadają średnie i wysokie częstotliwości.

Nacinanie płyt winylowych jest działaniem w warunkach ekstremalnych dlatego, że zawsze działa się na granicy możliwości systemu np. wkładek gramofonowych. Produkcja płyt winylowych jest sztuką minimalizowania ograniczeń nośnika. Albo się to umie zrobić i otrzymuje rezultaty doskonałe, albo nie i produkuje potworki takie jak "singiel" Tonpressu na 33 obroty "Blue Monday" New Order.

Nie można naciąć winyla 1:1 z taśmy matki z wielu powodów. Nie można także nacinać nagrań stereofonicznych w pełnym tego słowa znaczeniu.

Ograniczenie stereofonii na płytach winylowych wykonuje się w oparciu zasadę pokazaną w dolnej części rysunku, gdzie sygnał jest przedstawiony jako suma i różnica kanałów. Suma L+P kanałów tj. mono jest ruchem igły w poziomie, różnica L-P jest składową w pionie. L lewy, P - prawy kanał.

Jeśli sygnał stereo zamieni się na sygnały sumy i różnicy, można go łatwo skorygować aby nadawał się do nacięcia. Wystarczy, że w krytycznych momentach, kiedy różnice fazowe i głośność są zbyt duże, zredukuje się głośność L-P czyli sygnał straci na stereofoniczności. Można też zmniejszyć głośność w obu kanałach czyli zapisać ciszej zarówno L+P jak i L-P.

Co do zasady dynamika kanału L+P jest większa niż L-P. Szerokość rowka, czyli amplituda, jest wartością zmienną, natomiast głębokość rowka jest wartością stałą, czyli nie może przekroczyć pewnych określonych wartości. Mastering do nacięcia na winyl polega na zmniejszeniu ilości informacji w kanale L-P do minimum, w niskim basie do zera.

Spreparowanie sygnału, by nadawał się do nacięcia jest bardzo trudne jeśli się ma do dyspozycji zwyczajne stereo, dlatego tak ważne jest przekształcenie go na składowe.

W tor sygnału sumy wpina się kompresor, jak również to samo robi się dla kanału różnicy. Sygnał nigdy nie przekroczy zadanych wartości ani w kanale L+P, ani w kanale L-P. Można to robić ręcznie obserwując siłę sygnału i różnice fazowe; ale w sygnale stereo; natomiast wprowadza się korekty przy pomocy kompresorów w sygnałach sumy i różnicy. Ręcznie oznacza dodawanie korekt na bieżąco do wcześniej ustawionych parametrów kompresji. Można proces zautomatyzować przez zastosowanie odpowiedniego oprogramowania.

Po wprowadzeniu kompresji można z powrotem zamienić sygnał suma/różnica na stereofoniczny i podać do głowicy nacinającej, albo zostawić tak jak jest i użyć głowicy mającej cewki ustawione w poziomie i w pionie, a nie jak to jest zazwyczaj, pod kątem 45 stopni.

Płyty winylowe są z konieczności mniej stereofoniczne niż zapis cyfrowy czy na taśmie magnetofonowej. Oponenci stwierdzą, że to nie może być prawdą, bo przecież stereofonia na analogach jest doskonała(sic!). Poza mniejszą separacją kanałów jest subiektywnie porównywalna do innych nośników, ale dlatego, że za efekty stereo odpowiedzialne są raczej częstotliwości średnie i wysokie, a te są niezmieniane.

Skutków kompresji nie daje się tak łatwo zauważyć z kilku powodów. Po pierwsze słuch jest narządem o bardzo małej precyzji w tym aspekcie. Po drugie poprawki i korekty sygnału są wprowadzane umiejętnie i zajmują się tym ludzie o dużej wiedzy i doświadczeniu, dysponujący specjalistycznym sprzętem. Po trzecie nagrania są miksowane i masterowane z myślą, że będą musiały nadawać się do wydania na winylu. Dlatego inżynierowie dźwięku starają się, żeby zakres niskich częstotliwości różnił się w kanałach jak najmniej i starają się basy raczej lokować pośrodku bazy stereo.

Są odstępstwa od tej reguły. W początkach stereofonii miksowano dość niesymetrycznie, jednak porzucono tą metodę, z przyczyn oczywistych. Warto zauważyć, że nawet kiedy stereofonia jest bardzo niesymetryczna, to sekcja jest po jednej stronie. Bas i perkusja będą albo z jednej, albo z drugiej strony, raczej trudno znaleźć nagrania, żeby bas i perkusja były na obu skrajach bazy.

W skrócie:

1. Nagranie nie może być "rozjechane" fazowo w basie.
2. Baza stereo dla basu musi być symetryczna.
3. EQ dla obu kanałów w basie musi być symetryczne.

Jeśli któryś z warunków nie będzie spełniony podczas miksowania i masterowania, to i tak w czasie nacinania matrycy trzeba będzie spłycić stereo i zmniejszyć głośność.