解读 LUFS:与 dB 的关系,以及在流媒体混音中的应用
- LUFS: How loud to master songs for streaming (& why it’s not -14 LUFS),作者Mixing Lessons,https://www.mixinglessons.com/lufs-loudness-unit-full-scale/
- LUFS vs dB: What’s the Difference and Why Does It Matter?,作者Max McAllister,https://producelikeapro.com/blog/lufs-vs-db-explained/
编译:安小匠
LUFS标准是什么?
LUFS(全标度响度单位,Loudness Unit relative to Full Scale)是由国际电信联盟(ITU)开发的,目的是建立一种标准化的响度测量方法。
尽管这一系统并非尽善尽美,但当下它是衡量影视、电视、流媒体音乐、广播等节目响度最为精准的方式。一旦需要按特定规格进行混音或母带处理,我们通常会获得一个所需达到的目标LUFS值。
LUFS的重要性
如今,在电视和广播领域,达到特定的LUFS值已成为一项强制性要求。在欧洲,这一要求依据的是EBU R128标准;而在美国,则遵循的是ATSC A/85标准。
由于LUFS是一种标准化的响度测量单位,被流媒体平台广泛采用,因此将LUFS测量纳入母带处理流程极为有益。如今,许多数字音频工作站(DAW)已内置LUFS电平表。若你的DAW未配备此功能,可从Youlean下载一款优质、免费的响度电平表。
图 1 很多DAW内置了LUFS电平表,图为REAPER自带的“Loudness Meter Peak/RMS/LUFS”插件,支持实时监测三种不同的LUFS测量值。(图片来源:本文译者)
图 2 由Youlean推出的LUFS实时计量工具Loudness Meter 2。原作者Mixing Lessons与Produce Like A Pro的Max McAllister均采用该插件。(图片来源:Produce Like A Pro)
LUFS的三种测量值
LUFS能够提供多种不同的测量值。其中最主要的三种测量值分别是“综合LUFS(integrated LUFS)”“短期LUFS(short-term LUFS)”以及“瞬间LUFS(momentary LUFS)”。
- 综合LUFS(integrated LUFS,LUFS-I):是在一段时间内进行的测量,通常用于衡量整首歌从开始到结束的总体响度值,它反映的是峰值与平均电平的比较。因此,曲目动态范围越大,数值越低;动态范围越小,数值越高。
- 短期LUFS(short-term LUFS,LUFS-S):是对过去3秒内的测量;
- 瞬间LUFS(momentary LUFS,LUFS-M):是对过去400毫秒内的测量。
响度表是如何测量的?
响度表(loudness meter)通过多种方式来测量音量。
- 峰值表(peak meters)能够提供极为精准的实时电平变化——就像DAW中的通道表(channel meters)一样。这类测量虽精准,能传达关键信息,但无法展现完整情况。
- 真实峰值表(true peak meters)可补偿数/模转换过程中的电平变化,因此比常规峰值表更精准。音频信号一旦离开数字音频工作站(DAW),在转换为模拟信号播放时,其重建信号(reconstructions)的峰值可能会高于DAW所显示的电平。
- 像LUFS或RMS(均方根值)这样的综合表(integrated meters)用于测量平均电平,但无法精确告知例如军鼓瞬态的具体响度。(译者注:RMS通过计算音频信号的瞬时值的平方、取平均值后再开平方,得到一个反映信号平均幅度的数值。它能较好地体现信号的平均能量水平。)
所有响度表都用于测量音量,只是测量方式各异,且各自具有独特的实用性。
为什么我们选用LUFS?
你或许会好奇,既然可以从使用了几十年的VU表中读取RMS,那我们为何还要用LUFS表呢?这是因为LUFS表依据人类听觉的科学原理,将感知响度(perceived loudness)考虑在内。本质上,LUFS表会将音频通过一个模拟特定频率听觉感知的均衡滤波器(EQ filter),而这种特定感知正是由Fletcher-Munson曲线所详细描述的。
(译者注:Fletcher-Munson曲线,是由美国声学家Harold Fletcher和Wilden Munson于1933年提出的等响曲线。等响曲线描述了人耳对不同频率的纯音在响度相同的情况下,所需的声压级随频率变化的曲线。具体来说,它反映了人耳在不同频率下的听觉灵敏度,即在不同频率下,人耳要感知到相同响度的声音,所需的实际声压级是不同的。)
图 3 蓝色的曲线就是Fletcher-Munson曲线。横轴为声音频率,纵轴为声压级(以dBSPL为单位)。(图片来源:Wikipedia)
LUFS读数将人类感知与“实际”输出相结合,从而提升了测量的准确性。
分贝是什么?
分贝(decibel,dB)是一种对数单位,用于表示两个值之间的比率,在多种领域具有通用性。我(Max McAllister)既非数学家也非科学家,因此对于那些我难以理解的概念,我不会贸然尝试解释。在我们这里,分贝只是用来表示响度的单位!
分贝测量的是什么?
我们关注的分贝是用来衡量响度的,并且分贝相关的单位有一个后缀来明确告诉我们正在测量的是什么。现在,我们来探讨dBSPL和dBFS。
dBSPL(分贝声压级,Decibel Sound Pressure Level)指的是声学能量的响度,也就是实际的声音——而不是信号。它是指从你的扬声器中发出的声音大小、你的吉他放大器音量、你卧室的环境音量等。
人类听觉的阈值是0 dBSPL,所有后续的测量都是以此为参照的。也就是说,当我们说一场喧闹的音乐会音量达到95 dB时,我们的意思其实是它比人类能听到的最微弱的声音高出95 dB。再举几个例子,耳语的声压级大约是30 dB,正常的交谈声约为60 dB,而枪声则能达到120 dB以上。
在我们的DAW里,表盘显示的是dBFS(相对于满量程的分贝值,Decibels referenced to Full Scale),也就是信号电平。数字音频的上限是0 dBFS,一旦数值超过这个点,就会出现削波和失真现象。使用dBFS时,我们处理的都是接近0的负值。在DAW中工作时,我们真正关注的就是dBFS。
为什么我们选用分贝?
在数字录音系统中,dBFS是行业标准,它贯穿于整个录音和混音流程。在数字系统里,分贝以一个固定的最高值——0 dBFS来表示振幅。换言之,我们使用分贝,这已然成为了一种约定俗成的做法。
LUFS与分贝的使用时机
在进行录音、混音、编曲、母带处理以及音乐创作时,你始终离不开分贝单位。毕竟,你所使用的DAW就是以分贝作为其系统的一部分来定义的。
通常情况下,LUFS会在母带处理阶段被考虑进去。在混音过程中使用分贝时,你只需要确保所有音量都保持在0 dBFS以下,并为母带处理留出一定的动态余量。而在母带处理阶段,你会对音量进行限制,此时你更关注的是听众感知到的曲目的响度。
LUFS 能告诉我们关键信息,尤其在按规格制作时更为重要。例如,广播领域通常推荐-23 LUFS,而音乐流媒体服务在-9至-13 LUFS之间则能取得良好的效果。
就音乐而言,核心要点是:混音和母带处理应根据你和客户的需求与喜好来定。倘若你的 LUFS 数值过高或过低,无须担心会被流媒体平台进行“响度归一化(loudness normalization)”处理,这并不会影响作品的质量。
最后,当我们在讨论LUFS与分贝的选择时,答案很简单:两者都非常重要!
为流媒体平台混音时,歌曲的响度应该有多大(以及为什么不是-14 LUFS)
歌曲的母带应该有多响?
多年来,歌曲的响度一直是母带处理领域不断发展变化的一个方面。接下来,我们(Mixing Lessons)将探讨流媒体时代母带处理过程中与响度相关的问题。我们会涵盖母带处理中的响度之战(the loudness war)、响度归一化以及如何用LUFS来衡量响度。我们还会探讨应该以哪一个LUFS值为目标。此外,我们还会解释,为什么与许多人认为的相反,你不应该以-14 LUFS为目标。
响度归一化(Loudness normalization)
近年来,对我们进行音乐母带处理方式产生重大影响的一个关键因素是响度归一化。自2010年代末至2020年代初,流媒体服务开始采用响度归一化技术,以此来管控其平台上歌曲的播放音量。
在流媒体中,响度归一化至关重要。只需轻轻点击按钮,你就能收听任何流派、任何年代的歌曲。然而,这却带来了一个问题:不同流派和年代的歌曲,其母带处理后的响度差异巨大。比如,你先播放一首20世纪60年代的歌曲,紧接着播放一首2000年代的歌曲,后者播放时的响度可能会明显高于前者。
因此,流媒体平台会对歌曲进行增益调整,使歌曲以一致的响度播放。这样一来,听众就不必在每首歌开始时调整音量。而且,即使他们已经将音量调得比较大,而下一首歌的母带处理得更响亮,也不会对他们的听力造成损害。
许多人认为流媒体中的响度归一化已经结束了“响度之战”……
响度之战(The loudness war)
我们今天所熟知的“响度之战”始于20世纪90年代中期,当时歌曲经过母带处理的响度越来越高。然而,这种追求响度的做法往往是以牺牲音乐的动态范围和音质为代价的。
为了与其他同样经过母带处理响度很高的歌曲竞争,歌曲被制作得越来越响亮。通常,我们倾向于认为声音更响亮的音乐听起来更好。然而,问题在于,为了达到这种响度,你应用的压缩或限幅效果越多,就越会损害动态范围表现。
然而,随着流媒体中响度归一化的出现,这一问题已不再那么突出。
响度之战结束了吗?
由于流媒体采用了响度归一化技术,现在已不可能有人试图让自己的歌曲比其他所有人的都更响亮了。即使有人真的把他们的歌曲母带处理得非常响亮,他们的努力也将是徒劳的。因为流媒体平台会简单地将曲目响度调低,使其与其他歌曲以相同的响度播放。作为音乐创作者,这给你的好处是,你不再需要为了确保歌曲不会比其他歌曲更安静而牺牲歌曲的动态范围了。
你选择应用多少压缩或限幅效果,这是一个主观的决定。不过,值得注意的是,如果你将一首动态范围较宽广的歌曲与一首经过重度压缩的歌曲进行比较,而这两首歌的播放响度相同,那么经过重度压缩的歌曲听起来可能声音更小或更弱;相比之下,动态范围更大的歌曲会显得更有力量感。
那么,流媒体平台是如何确定它们需要将歌曲的响度调整多少的呢?
流媒体如何使用LUFS?
流媒体服务也利用LUFS来衡量歌曲的响度。每个平台都有一个针对其播放音量的目标LUFS值。因此,如果您的音乐比目标音量更响,它会降低您音乐的音量以达到目标LUFS。在许多平台(尽管并非全部)上,如果您的音乐比目标音量更安静,流媒体平台也会将其调高。
在过去的几年里,目标值也发生了变化。曾经有一段时间,除了LUFS之外,还使用了其他几种不同的响度测量方法。然而,我们现在处于这样一个阶段:几乎所有流媒体平台都在使用LUFS,并且大多数平台都使用-14 LUFS-I作为目标值。
应该以哪一个LUFS值为目标来进行母带处理
人们常问的一个问题是:在进行母带处理时,我应该以多少LUFS为响度标准呢?目前网上有很多建议说你应该以-14 LUFS-I为响度标准。这背后的逻辑是-14LUFS-I是大多数流媒体平台的目标值。但其实你没必要非得达到这个目标值,这是流媒体平台的目标,平台会自行调整你音乐的音量以达到他们的目标。而且,单纯地通过母带处理使歌曲的响度水平达到-14 LUFS-I,这其实并不是个好主意,原因还有两个。
以-14 LUFS-I进行母带处理的问题
首先,没有任何理由表明,对歌曲进行母带处理,使其响度水平达到-14 LUFS-I就能让它们听起来最好。-14 LUFS-I其实是一个比较保守的水平,所以它可能并不适合呈现你想要从歌曲中实现的那种声音效果。
对歌曲进行动态范围压缩的程度,不仅是为了达到响度水准,也是一种风格上的选择。你可能更喜欢那些母带处理得更响亮的曲目中使用的压缩或限幅效果,比如响度为-10 LUFS的摇滚或流行歌曲,或者是响度为-8 LUFS的嘻哈歌曲。如果确实如此,那么当你把歌曲母带处理到-14 LUFS-I时,你可能会对歌曲的声音效果不满意。
当然,很多人会觉得应该避免过度压缩,保留动态范围才是王道。但现实中,不少制作人依然执着于打造超响亮的曲目。他们心知肚明,自己的作品在播放时音量可能会被下调,可即便如此,他们依然我行我素,只因酷爱那种独特的音效。所以,无论是保留动态,还是大幅压缩,关键在于什么最契合音乐本身。相比执着于某个特定的LUFS-I响度值,做出符合音乐需求的选择才更为关键。
综合响度(Integrated loudness)
以 -14 LUFS-I为响度目标值的第二个问题是,LUFS-I是对整首歌的平均响度进行测量。然而,歌曲的内容可能差异很大。在一张专辑中,有些歌曲各个部分之间的响度可能保持一致。但也可能有一些歌曲设计得更具变化性,比如主歌部分比副歌部分更安静。还可能会有一首歌从安静开始,然后逐渐增强,直到最后达到一个响亮的高潮。
在这种情况下,合理的做法是对这些曲目进行母带处理,使所有歌曲中最响亮的部分以相同的响度播放。歌曲中原本较安静的部分会以较低的音量播放,这正是预期的效果。对于那些从安静开始、音量逐渐增强的歌曲,它们会以更安静的音量开始,然后逐渐增强,最终达到专辑中其他响亮部分相同的响度水平。这样可以保持歌曲之间一致的响度关系。如果你对每首歌进行LUFS-I的测量,会发现它们的数值各不相同。那些包含安静部分的歌曲,其LUFS-I值会较低。这是因为安静部分会拉低整首歌的平均响度。
然而,如果你只是简单地将所有歌曲的LUFS-I母带处理到相同的水平,就会破坏响度的平衡。那些包含较安静部分的歌曲将不得不被调高音量,以达到与那些响度一致的歌曲相同的综合响度水平。因此,一首主歌部分较轻柔的歌曲可能最终会比一首“wall-of-sound”型曲目更响亮。一首随着乐曲进行而逐渐增强的歌曲可能一开始音量就过大。到了最终的副歌部分,它可能会比专辑中的其他任何部分都响得多。
(译者注:上文的“Wall of Sound”是一种音乐制作技术,于20世纪60年代由美国唱片制作人Phil Spector在洛杉矶的Gold Star Studios开发。这种技术利用当年音频设备的播放特性,通过多重乐器叠加和声音处理,营造出一种厚重、丰满且富有层次感的音乐效果,听感上就像面对一堵音墙。具体做法是:安排许多乐手同步演奏相同的乐器或乐段,再将声音导入回音室重新录制,所有乐器的音色、音量必须完美配合。)
专辑音量平衡
看到这里,你或许会想,这不正是流媒体平台一直以来的做法吗?它们不是会将所有歌曲都调整到统一的目标响度播放吗?
其实,在大多数情况下,答案是否定的。尽管部分平台会对每首歌单独进行响度归一化处理,但大多数流媒体平台在处理同一发行版本中的所有曲目时,会保留它们之间的响度平衡。因此,当人们收听专辑或EP中的歌曲时,曲目间的响度平衡得以保持。流媒体平台实现这一效果的方式之一是测量整张专辑的LUFS-I,然后对所有曲目施加相同的增益调整,使整张专辑符合平台的目标响度。
因此,如果你专辑中的一些歌曲的LUFS-I低于其他歌曲,那是可以接受的。在大多数平台上收听专辑时,这种响度差异会得以保留。只有当你的歌曲作为播放列表的一部分,或者与其他专辑的歌曲一起随机播放时,流媒体平台才会对每首歌单独进行响度归一化处理。
我应该以何种LUFS值为目标?
既然已经确定了,以LUFS-I值为目标并不可取,那该以什么为目标呢?就我个人而言,按照Ian Shepherd在他的免费《家庭母带指南(Home Mastering Guide)》中的建议去做,效果最佳。他的建议是,在歌曲的响度峰值处,短期响度不要高于-10 LUFS。之后,再调整音量,使所有响度峰值处的音量一致。这样做,既能让歌曲达到健康的响度水平,又能保证良好的动态范围。
当然,如果为了达到你想要的声音效果,可以将最响亮的部分调低或调高。记住,母带处理不应仅仅为了符合某个特定的LUFS值。关键是要让你的歌曲听起来最好。例如,如果你将歌曲中最响亮部分的短期响度控制在-10 LUFS-S,那么整首歌的LUFS-I可能会高于-14 LUFS。但这是可以接受的!流媒体平台会在必要时调整播放响度。
在进行母带处理时设置轨道音量,还需确保音频峰值不高于-1 dBTP(decibel true peak,真实峰值分贝)。目前,Spotify要求,若歌曲的LUFS-I高于-14,则其峰值不应超过-2 dBTP。然而,就个人经验而言,若母带处理时,歌曲最响部分的LUFS-S不高于-10,则将峰值设为-1 dBTP完全足够。
(译者注:dBTP用于衡量音频信号在转换为模拟信号时可能出现的最高峰值,能更好地预测音频在实际播放设备上可能达到的最大响度,帮助确保音频在各种系统上播放时不会出现失真。)
使用LUFS-I进行母带处理
虽然你不应以特定的LUFS-I值为目标,但LUFS-I仍有其用途。了解歌曲的综合响度可以为你提供一些重要信息。例如,如果歌曲的综合响度高于-14 LUFS-I,那么它很可能会被流媒体平台调低音量。这为你提供了一个实验的空间,可以尝试减少限幅处理,看看在保留更多动态范围的情况下,歌曲的声音效果是否会更好。
另外,请记住,虽然所有主流平台都会调低过于响亮音乐的音量,但并非所有平台都会将过于安静的音乐音量调高。因此,如果一首歌的综合响度低于-14 LUFS-I,在某些平台上播放时可能会比其他歌曲更安静。如果你希望更精准地了解情况,可以使用Loudness Penalty网站(https://www.loudnesspenalty.com/)。在那里,你可以试听自己的歌曲,了解不同流媒体平台根据当前目标值会将歌曲的音量调低(或调高)多少。
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