Звуковые рабочие станции
Анатолий Вейценфельд
Среди различных типов профессионального звукового оборудования
рабочие станции (DAW, Digital Audio Workstation) являются, пожалуй,
самыми молодыми - они существуют от силы полтора десятка лет.
При этом они относятся к классу наиболее быстро развивающихся
систем, как в количественном, так и в качественном отношении.
Более того, термин "рабочая станция" стал столь расхожим, что
его стали употреблять совершенно произвольно, внося путаницу.
По своему предназначению звуковые рабочие станции делятся на
два основных типа для студийной музыкальной или видео звукозаписи
и для радиовещания. Но для начала определим, по каким признакам
аппарат можно отнести к рабочим станциям.
Первое - это возможность производства на нем полного (или почти
полного) цикла работ, необходимых для получения законченного продукта,
то есть мастер-фонограммы. На этих системах можно производить
все (или почти все) операции, осуществляемые в обычной студии
звукозаписи: многодорожечную запись, монтаж, микширование, а на
многих системах - и обработку эффектами. Недаром рабочие станции
часто называют "студиями в миниатюре".
Второе - это система, работающая со звуком исключительно в цифровой
форме.
Третий важнейший признак рабочей станции - это записывающее устройство
типа tapeless, то есть прибор безленточной записи.
Но не все, что пишет не на ленту, может называться рабочей станцией.
Например, магнитооптические и хард-диск рекордеры Akai, Fostex,
Studer, Genex (см. "Звукорежиссер" №№ 8 и 10 за прошлый год) по
своим функциональным возможностям не могут быть отнесены к классу
рабочих станций.
Нередко "рабочими станциями" называют очень популярные в последнее
время портативные цифровые студии Roland, Akai, Fostex, Yamaha,
и т.д. (см. "Звукорежиссер" № 7/1999). Действительно, ряд старших
моделей портастудий приблизился по своим техническим характеристикам
и функциональным возможностям к рабочим станциям, но все же именно
- приблизился. Ряд функций, обязательных для рабочих станций,
в портастудиях пока отсутствует, прежде всего, потому, что эти
типы аппаратуры имеют разное предназначение, и для портастудий
некоторые возможности просто не нужны. Но ничто не стоит на месте,
и постоянно совершенствующиеся параметры портастудий позволяют
производить на них записи весьма высокого качества, тем более
что последние модели портативных студий осуществляют преобразование
звука с разрядностью 20 и даже 24 бита. Одним словом, "мал, да
удал...". Именно поэтому в данный обзор включены несколько аппаратов,
находящихся "на границе" портастудий и звуковых рабочих станций.
Итак, какие системы относятся к рабочим станциям?
Их, по существу, два типа.
1. Автономные, т.е. закрытые, самодостаточные системы звукозаписи,
в зарубежной терминологии turnkey. Эти системы могут быть большими
или меньшими по составу компонентов, но обязательно включают:
- системный (центральный) блок с процессором (или процессорами);
- цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, которые
могут находиться или непосредственно в системном блоке, или в
отдельном блоке, и подключены по тому или иному интерфейсу к системному
блоку;
- блок с носителями записи, т.е. жесткими или магнито-оптическими
дисками (в небольших системах три вышеназванных функциональных
блока могут быть конструктивно объединены в одном корпусе). Жесткие
диски в профессиональных системах применяются не любые, а так
называемые AV, в которых функция термокалибровки не периодическая,
как в обычных винчестерах, а непрерывная. Это позволяет избежать
прерывания процесса чтения/записи, вызываемого термокалибровкой.
- пользовательский интерфейс, представляющий собой чаще всего
графику, выводимую на обычный компьютерный монитор или встроенный
дисплей. Содержание и качество изображения зависит от используемой
операционной системы;
- панель контроллера, включающего микшер, функциональные кнопки
и клавиши, органы управления записью/воспроизведением и монтажом,
индикаторы и т.д.
Рабочие
станции: от портативных...
Автономные станции имеют свои собственные операционные системы,
"зашитые" в процессорном блоке и не совместимые с операционными
системами других производителей, а также с операционными системами
персональных компьютеров. Обновление этих операционных систем
производится либо с компакт-дисков или дискет, либо через Интернет.
В ряде случаев автономными системами звукозаписи могут управлять
персональные компьютеры посредством специальных протоколов, чаще
всего - MIDI (MMC), RS-422 или RS-232.
2. Звуковые рабочие станции на базе персональных компьютеров.
Эти системы наиболее популярны в последние годы в силу все большего
распространения персональных компьютеров и их все возрастающей
вычислительной мощности. Устройство компьютерных систем в принципе
аналогично устройству автономных станций, только роль системного
блока выполняет центральный процессорный блок (CPU) компьютера,
мышь и клавиатура могут заменять специальный контроллер (хотя
для серьезных работ он все же весьма рекомендуется), а пользовательский
интерфейс базируется на операционных системах персональных компьютеров.
Понятно, что далеко не каждый компьютер, способный записывать
и воспроизводить звук, можно назвать рабочей станцией. Рабочая
станция на базе персонального компьютера должна иметь специализированные
профессиональные аудиоплату (или платы) и программное обеспечение,
и быть предназначена исключительно для данного типа работы. На
таком компьютере не должно быть установлено ничего лишнего и постороннего,
зато к нему могут быть добавлены специальные интерфейсы для подключения
периферийных устройств, внешних контроллеров, приборов коммутации,
синхронизации, хранения информации и т.п. Именно этим компьютерная
рабочая станция отличается от бытового мультимедийного компьютера.
И именно этого чаще всего не понимают владельцы домашних компьютеров.
Об операционных системах персональных компьютеров необходимо
сказать подробнее. Еще несколько лет назад количество используемых
операционных систем персональных компьютеров, часто называемых
также "платформами", было довольно велико. Но теперь их число
существенно уменьшилось.
...до
больших систем
Компьютеры Atari, хорошо знакомые ветеранам компьютерной музыки
и совсем не знакомые тем, кто пришел в эту сферу позже, больше
не выпускаются, да и предназначены они были в первую очередь для
производства MIDI-музыки, а не для высококачественной многодорожечной
звукозаписи. (Хотя существовало несколько звукозаписывающих систем
на платформе Atari Falcon).
Несколько лет назад корпорация Be (читается - "Би"), возглавляемая
бывшим видным сотрудником европейского отделения компании Apple
Жаном Луи Гассе, представила компьютер BeBox на базе процессора
PowerPC 603, просто идеально подходивший для профессиональной
звукозаписи. Он имел встроенные аналоговые и цифровые (!) входы/выходы
профессионального качества, встроенные MIDI-разъемы, истинную
многозадачность даже на однопроцессорном компьютере, и ряд других
преимуществ перед прочими компьютерными платформами. По экономическим
причинам BeBox в производство не пошел, но операционная система
BeOS получила определенное распространение и продолжает развиваться,
а число написанных для нее программ достигло нескольких сотен.
Свою роль в этом развитии сыграл и тот факт, что компьютеры Power
Macintosh под операционной системой BeOS работали даже мощнее,
чем под родной MacOS. (На данный момент развитие BeOS на платформе
Apple затормозилось, поскольку процессоры G3 и G4 не поддерживают
BeOS). Зато BeOS стала платформонезависимой, и работает на процессорах
от Intel, что делает BeOS доступной для множества владельцев PC.
Но, несмотря на это, говорить о платформе Be как об индустриальной
платформе для звукозаписи пока рано.
Некоторые другие компьютерные платформы, такие, как Sun, NeXT,
несмотря на свою мощность и устойчивость, не получили распространения
в сфере профессиональной звукозаписи.
Несколько лет назад в качестве звуковой платформы дебютировали
компьютеры Silicon Graphics с программой Nuendo от Steinberg.
Однако Nuendo для Silicon Graphics не имела коммерческого успеха,
и программа была перенесена под операционные системы Windows NT
и 2000, BeOS и MacOS X.
Пока рынок звукозаписывающих компьютерных систем делят между
собой Macintosh и PC.
Минимальным форматом звуковой станции является двухканальный
вариант, т.е. система имеет два аналоговых входа и два аналоговых
выхода (дополнительно могут присутствовать и двухканальные цифровые
входы/выходы). Этот вариант типичен для домашне-бытового использования,
но нередко применяется и в профессиональной практике, особенно
в радиожурналистике для работы с речевыми программами и т.п. Количество
аналоговых входов не связано с количеством воспроизводимых дорожек
записи - первое зависит от платы ввода звука, второе - от мощности
компьютера и используемой прикладной программы.
Плат двухканального ввода/вывода звука существует великое множество,
но для профессиональной работы не рекомендуется использовать дешевые
бытовые платы невысокого качества. Существуют платы с двумя входами
и несколькими аналоговыми выходами (обычно не более восьми). Они
хороши в связке с микшером и применяются в тех случаях, когда
пользователя не беспокоит опасность выхода из цифрового пространства
в аналоговое, хотя многие панически боятся этого.
На самом деле эта ситуация не столь однозначна: в одних случаях,
когда аналоговые компоненты невысокого качества, действительно
лучше избегать лишних переконвертаций низкокачественными преобразователями
(правда, в этих случаях и цифровые компоненты обычно не относятся
к классу hi-end); если же используются высококачественные аналоговые
компоненты (например, мастеринговые ламповые предусилители, процессоры
и др.), применение этих приборов может даже улучшить качество
звука. Впрочем, пока речь идет о технике более скромного класса.
К так называемому "проджектному" классу звуковых станций на базе
персональных компьютеров относятся восьмиканальные системы, т.е.
имеющие восемь входов. Необходимость одновременной записи до восьми
источников обычно возникает лишь тогда, когда имеется реальная
студия звукозаписи, хотя бы небольшая. (Многодорожечную же запись
живых концертов удобнее и надежнее осуществлять не на компьютерной
станции, а на автономной системе или диск-рекордере). Системы
"проджект"-класса состоят из собственно платы ввода/вывода, устанавливаемой
в слот расширения компьютера, и разъемов для подключения к входам
и выходам. Поскольку восемь входов, не говоря уже о выходах и
дополнительных коммутационных интерфейсах, непосредственно на
плате разместить невозможно, они располагаются в отдельном блоке,
и соединяются с платой многожильным кабелем. В этом случае на
внешней панели платы находится многоконтактный разъем, обычно
в виде латинской буквы D. Почти всегда системы проджектного класса
имеют цифровой интерфейс для соединения с внешними аналого-цифровыми
и цифро-аналоговыми преобразователями.
Программное обеспечение для этих систем может быть как специальным,
так и тем же самым, что и для двухканальных систем - сама программа
вручную или автоматически определяет тип установленной платы ввода/вывода
звука и ее возможности, прежде всего количество работающих входных
АЦП и записываемых одновременно дорожек.
К следующему классу компьютерных станций относятся большие многоканальные
системы (16 каналов и более), использующие, помимо плат ввода/вывода
звука, еще и платы со специализированными процессорами эффектов
(DSP). Классическим примером этого типа станций может служить
хорошо известная и широко распространенная система Digidesign
ProTools, работающая на платформе Macintosh (с недавнего времени
и Windows 2000/NT), и использующая внутреннюю архитектуру TDM,
резко увеличивающую вычислительную мощность компьютера и скорость
обмена данными.
В таких системах АЦП и ЦАП размещаются в отдельных блоках. Системы
такого класса обязательно имеют развитую коммутацию, включающую
интерфейсы для подключения цифровых входов/выходов различных форматов
(AES/EBU, S/PDIF, SDIF, TDIF, ADAT), цифровых синхросигналов Word
Clock, синхроимпульсов аналогового видео black burst, синхрокодов
SMPTE и MIDI. Это позволяет интегрировать звуковую станцию нелинейного
монтажа в большую студию звукозаписи и в видеостудию.
Процесс развития цифровой звукозаписи (как, кстати, и MIDI-технологии),
прошел путь от уникальных разработок отдельных фирм к объединенным
стандартам отрасли. Тем не менее, и сейчас существуют несколько
десятков различных несовместимых между собой форматов звуковых
файлов. Различаются они по платформам, программам и сферам применения
(профессиональная запись, мультимедиа, Интернет и пр.). В профессиональной
сфере производства фонограмм используются форматы некомпрессированного
аудио, наиболее распространенными из них являются AIFF, SD II,
WAV, OMF, QuickTime. В качестве выходного формата последнее время
приобрел популярность формат компрессированного звука MP3, но
этот формат непригоден для профессиональной записи и, тем более,
внутренней обработки звука. Более подробно о форматах звуковых
файлов см. цикл статей С. Батова (№№ 8, 9, 10 за 1999 год).
Как уже сказано, для рабочих станций выпускается специальное
программое обеспечение, и в этом отличие компьютерных станций
от обычных мультимедийных компьютеров, где используются т.н. аппаратно-независимые
программы. Естественно, на рабочих станциях такие программы также
могут применяться, но, как правило, специализированные программы
имеют более высокое качество алгоритмов и другие функциональные
преимущества. Кроме того, специализированные программы часто работают
со своими собственными форматами файлов. Эти программы обеспечивают
запись, монтаж, панорамирование и микширование многодорожечных
фонограмм. В дополнение к этим основным функциям, большинство
программ позволяет также обработать отдельные дорожки или всю
фонограмму динамическими процессорами, частотной коррекцией и
пространственными эффектами.
Однако количество возможных типов и вариантов обработки записанного
звука столь велико, что нецелессобразно все алгоритмы обработки
встраивать в программы, предназначенные для записи и монтажа фонограмм.
Поэтому на определенном этапе развития цифровых рабочих станций
появились дополнительные программы обработки звука, зависящие
от концепции системы и ее предназначения.
Эти программы бывают двух типов:
- подключаемые в систему модули (plug-in), открываемые из основной
программы записи в виде меню, и работающие внутри нее, как дополнительные
функции основной программы;
- внешние программы (add-on), запускаемые самостоятельно и обрабатывающие
отдельный звуковой файл. Фактически такой программой может быть
любая программа, способная обрабатывать файл данного формата.
Количество дополнительных программ определяет степень открытости
системы и не в последнюю очередь влияет на ее популярность. Все
типы модулей можно разделить на несколько типов: TDM для системыProTools,
DAE для прочих систем Digidesign, VST фирмы Steinberg, DirectX
Microsoft и АР для работы с программой нелинейного видеомонтажа
Adobe Premiere.
Обратимся теперь к некоторым особенностям технологии работы на
звуковых рабочих станциях. Эти особенности двояки: с одной стороны,
сами производственные операции, выполняемые на рабочих станциях,
вполне соответствуют обычной студийной работе на компонентном
аналоговом оборудовании, с другой - приемы работы на станции отличаются
технически и методически от тех, которые применяются в аналоговой
технике. Это отличие связано со спецификой компьютерных технологий,
позволивших "широким массам трудящихся" приобщиться к звукозаписи.
Маленькое лирическое отступление. Компьютер действительно облегчает
работу, но он - еще и великий обманщик, дающий ложное чувство
компетентности и простоты там, где еще недавно требовались годы
упорной учебы, накопления теоретических знаний и практического
опыта. В самом деле, благодаря компьютеру появились "видеомонтажеры",
не знающие, что такое genlock, "звукорежиссеры", никогда не державшие
в руках микрофона дороже 100 долларов, "аранжировщики", которые
не в состоянии сыграть собственную партитуру… И, конечно, как
высшее достижение "компьютерного творчества", - "вокалисты", не
попадающие живьем ни в одну ноту…
Сейчас нередко раздаются голоса, недоумевающие по поводу резкого
ухудшения художественного качества нашей современной эстрадной
музыки. В качестве одной из главных причин того, что наша эстрада
превратилась в "попсу", следует назвать массовый поток непрофессиональных
поделок, созданных недоучками. И потому так странно было на страницах
одного нашего профессионального журнала читать "милитаристские"
призывы к любителям "занять ряды, оставленные профессионалами".
Зачем это "народное ополчение", и, главное, против кого? Против
нашего же несчастного слушателя…
Но ближе к делу.
Независимо от того, идет ли речь об автономных системах или системах
на базе персональных компьютеров, основные приемы работы и выполняемые
операции почти одинаковы. Запись осуществляется на одну или более
дорожек (с предварительной установкой максимального уровня), затем
оператор производит монтаж записанного материала, т.е. вырезает
ненужные участки, вставляет нужные, объединяет фрагменты с разных
дублей и т.п. После этого фонограмма в целом выравнивается по
уровню. Если фонограмма многодорожечная, то дорожки записи микшируются,
то есть выставляются по уровню и панорамируются.
Для удобства работы, особенно с видеорядом в студиях post-production,
система, если позволяет программа, может составить лист монтажных
решений (EDL) или, напротив, работать по EDL, составленному при
видеомонтаже. Те системы, которые, помимо функций монтажа, имеют
и программные функции обработки звука (динамическая регулировка,
частотная коррекция эквалайзерами разных типов, пространственные
эффекты и т.д.), по существу являются законченными студиями. На
выходе получается готовая фонограмма, подлежащая лишь чисто технической
обработке - мастерингу, если фонограмма предназначена для тиражирования
на компакт-диске, или синхронизации с видеорядом, если речь идет
о фонограмме фильма или телепередачи.
В реальности обработка часто производится на внешних устройствах,
что особенно уместно, если и система, и внешние устройства обработки
имеют цифровые интерфейсы, позволяющие избежать лишних переконвертаций.
Работа над фонограммой коммерческого (а не демонстрационного)
класса, проделанная на всех этапах целиком на звуковой станции,
без использования внешних устройств (микшер, процессоры обработки,
многодорожечные рекордеры и др.) пока не стала доминирующей. Станет
ли покажет время…
[дальше]
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
