从《DOOM:永恒》的原声集开始,简单聊聊响度、削波失真等声音概念


3楼猫 发布时间:2021-12-27 10:13:22 作者:AtypiC-hord Language

2020年,《DOOM:永恒》发售后不久,互联网上曾经流传过一段时间关于该游戏的原声集、作曲家米克·戈登与id之间关系出现问题的谣言。有些人认为id完全不尊重游戏配乐,对于OST敷衍了事,还有人猜测米克不会再与id进行合作。很快,id发出了一封公开信对这些谣言做出澄清,id并不打算终止与米克的合作,米克也没说过不会继续为id制作的游戏作曲。关于这件事的过程,本文并不打算进行任何深入讨论,机核上也有相关文章翻译了id的公开信,把整件事情讲得明明白白,传言仅仅是传言而已。之所以会有这样的消息出现,是因为《DOOM:永恒》原声集中的部分曲目听起来不是很尽如人意。
DOOM系列的音乐一直以来都很优秀,自从米克接手DOOM系列音乐后,由他创作的不少音乐更是好评如潮。于是可能会有一些朋友感到疑惑:《DOOM:永恒》的原声集明明听起来感觉很带劲,这味简直太对了,为什么有人会觉得“不尽如人意”呢?
其实,所谓“不尽如人意”的情况并不出在音乐本身的内容上,而是出在音乐的混音上。在此,我选取了在《DOOM》2016与《DOOM:永恒》两款作品中都曾出现的曲子进行说明:
上图是《DOOM》2016发行的OST中《BFG Division》1:02处大约一小节内容的波形;
而这是《DOOM:永恒》发行OST中《BFG Division 2020》3秒处大约一小节内容的波形;
我选取的两段音频是这两首曲子在音乐内容中相同的两处段落,不知道大家能够从波形里看出什么信息。其实对于音乐来说,看波形并没有直接用耳朵听来的直观,但由于机核似乎并不能上传音频附件,所以如果对音频感兴趣的话,只能麻烦自行搜索寻找音频来听了……
说回到上面两首曲子,虽然我选取的部分音乐内容上是相同的,但听感上似乎存在某种差别。这种差别同样在音频波形上有所体现:《DOOM:永恒》中《BFG》的波形仿佛被什么东西框住了一样,而这种现象在2016的OST当中并没有出现。
无形的“框”

无形的“框”

此处就要引入一个声音概念:削波失真。
所谓“削波失真”,其实是音频过载带来的结果之一。用行话说,就是声音太大了,导致“声破了”。由于音频对于大部分人来说,多多少少都有点抽象,因此我会先举一个通俗易懂的例子,尝试用两张图说明什么是音频过载:
“正常”的音频

“正常”的音频

过载的音频

过载的音频

众所周知(其实并不),音频系统是存在一个“上限”的,通常来讲,一个听起来高质量的音频是不应该超过这个“上限”的。有些朋友可能会恍然大悟:啊→↗↘,所以一众手机、播放器、音箱,包括windows、MacOS的音量调节都有一个上限,原来是这么一回事啊~
然而其实不是…
此处所指的“上限”其实来自于数字音频系统。而手机、电脑系统中的音量仅针对声音还放,并不会改变数字系统中存储的音频信息。通俗来讲,如果想把一个声音记录到硬盘里,就需要把声音的波形转换为能够被计算机存储的一连串由0和1组成的二进制数字信息。在此过程中,有两个参数对于音频来说异常重要,那就是采样率和比特深度。
关于各种音频概念已经有无数大佬进行科普过了,因此本文会尽可能通俗且快速地简单讲解各个参数所代表的内容是什么,以及考虑到本文此段想讨论的仅仅是削波失真,所以请原谅我暂且不会深入讨论“采样率”这个概念。
声音存在如下几个关键信息:音高、音量、音色。音高与音色更多地是由声音的频率决定的,采样率就决定了数字系统能够存储到的声音频率的上限。那么,要想让计算机明白它需要记录的声音是什么样子,就需要告诉它声音的响度是多少,而比特深度就决定了计算机能够记录声音的响度上限。通俗来讲,若一个计算机使用8个字节来记录响度信息,那么此处就能获得0-255共256个数字来表示这个声音究竟有多响。而如果用16个字节来记录响度信息,这个声音响度的上限就能提升至65535。
那么,对于一段声音来说,如果强行把它的响度向上抬升,直至这段声音波形中部分波峰的响度超过了数字音频系统能够记录的上限,会发生什么事情呢?
这是一段正弦波的波形,如果将它强行增大,使其波峰超过音频系统能承载的上限,那么超出的部分只能被记录为音频系统响度的最大值。也即,原本波形中圆滑的弧线会被记录为一段直线。
正弦波被削波的过程

正弦波被削波的过程

正弦波被削波后的结果

正弦波被削波后的结果

一个正弦波在波峰超过系统上限后,波峰被削平成为一条直线,原本的正弦波看起来变得更接近方波,这种现象就是削波。那么,“失真”二字从何而来?
既然波形发生了变化,这段音频听起来也理应会发生变化:
原220Hz正弦波的频谱,仅在220Hz处有声音信息

原220Hz正弦波的频谱,仅在220Hz处有声音信息

遭遇削波后正弦波的频谱

遭遇削波后正弦波的频谱

可以看到,正弦波在削波后频谱上出现了原本不存在的信息,不光看起来像方波,听起来也更像了(这不是废话吗)。
对于这段正弦波来说,记录声音的过程中出现了差错,把一段正弦波记录成了方波,记录下的声音与原本的声音有出入,因此被称为“失真”。
所以,说回到《DOOM》原声集的问题上来,虽然我截取的、波形看上去仿佛被什么东西削波的部分,看上去并没有问题啊?它看上去离音频系统能记录的上限还有一段距离,并且就在截图开头的部分就有一段音量比它大的声音,这不是说明这首曲子的声音很“健康”吗?
其实啊,削波失真往往不是看出来的,而是听出来的。毕竟是音频,不光是音频工作者,听众们也应该更相信自己的耳朵,对于音频来说,视觉上的信息应该只是辅助,耳朵听到的信息才是实实在在的。仅从我举例的曲子来说,那里的声音信息确实遭遇过削波。
那么,削波失真就一定代表着这段声音“不好”吗?我的看法是:不一定。
失真本身并没有什么问题,甚至人们把它当作一种对声音处理的手段,在摇滚、流行等音乐风格里得到了大量运用。但是啊,就像大家都知道盐是个好东西,人们做饭的时候多多少少都会放些盐,如果仅因为盐是个好东西,就在烧菜的时候不要钱一样地撒,那可能既不能充分发挥盐本身的功效,又让整盘菜变得不那么好吃。关键在于,音乐中使用的所有手段都应该为了表达服务,而《DOOM:永恒》中的削波失真在我看来并不像是经过设计的,反而更像是一种失误。相比于《DOOM》2016 OST中的曲子,《永恒》OST在听感上明显有一种噪感,像是混入了不该有的噪声,虽然在音频参数上毫无问题,但仍会给听众造成一种“这曲子音质不好”的感觉。
简单聊完了为什么有人说《DOOM:永恒》OST不尽如人意,那么,这种问题是如何造成的呢?
在id发出的公开信中,id解释了造成这种结果的原因:米克因为工期紧张等问题无法如约完成整张OST中包含的全部曲目,因此id为保证OST尽可能与《DOOM:永恒》收藏版一起推出,只得让id首席音频设计师Chad根据米克为游戏制作的音频素材编辑成曲,和米克提交的曲目一起发行。
也许有些朋友表示不理解:既然在游戏里能听到音乐,那为什么在发行OST的时候会工期紧张呢?游戏都已经上市了,音乐难道还能没做完不成?以及,为啥游戏里的声音感觉没什么问题,到了OST里音质就差了呢?
这里就要科普一个可能大部分人平时都没仔细想过的问题:游戏/影视作品里的音乐,跟发行OST里的音乐,根本不是同一首曲子。这个问题在游戏上更为明显:在游戏设计中,由于玩家有可能一直赖在同一个位置不走,所以游戏中的大多数曲子都需要在作曲、编曲层面就被设计为能够无缝循环的,因此才能够保证音乐可以陪着玩家挂机,直到天荒地老、海枯石烂,更别提现在越来越多的,游戏为让音乐配合游玩体验所引入的动态音轨。
以及,游戏、影视作品中的声音不只有音乐,还有各种音效、环境声,以及人物对白语音,因此在混音时往往需要手动调整音乐的音量、不同频段的信息,以及在整个声音中的前后位置。这些音乐毕竟作为“配乐”出现,它们首先是要为承载它们的作品服务的。
而到了OST里,上述这些问题都不再是问题,需要向观众呈现的仅仅只是音乐本身,所以在OST制作的过程中,上述提到的这些音乐为作品做出的整体设计,反而都成了问题,需要根据OST中音乐的需要进行调整……总而言之,无论是把音乐从影视/游戏里简单地抠出来,压盘发行成OST,还是直接把OST级别的音乐不经处理地摁进游戏/影视作品里,都是一种不怎么负责任的行为。
因此,《DOOM:永恒》OST出现的问题,并不仅仅是一个“谁对谁错”的问题,在我看来,它其实是一段悲伤的故事。
基于米克在2018年GDC上分享的内容,他在为《DOOM》作曲的过程中付出了大量肉眼可见的心血,不光是专门为《DOOM》搭建了一整套声音系统,还为《DOOM》规划了极其细致的动态音乐播放机制(细致到我在看他GDC演讲之前玩游戏的时候根本没注意到),以及为这些机制精心设计了非常多细碎的声音片段。这些片段会在玩家游玩过程中根据玩家在游戏中的状态、玩家做出的行为动态播放,以期望音乐能在玩家游玩过程中完美而丝滑地推动玩家情绪。这一整套设计在游戏中的表现堪称惊艳,但也大大增加了OST的制作难度。所以,米克表示他工期紧张,我是完全能够理解的。
而对于id这边,他们面对的问题是,在游戏这种载体中,由于诸多因素的存在,包括控制包体大小、减轻玩家游玩时音频解码对硬件带来的负担(总之就是音频给游戏画面让位),导致游戏中的声音往往会采用压缩格式。前面我也提到过,由于游戏中除音乐外还存在有大量音效,音乐在整个声音中仅处于“背景”地位,无论是频率、音量、空间,音乐都必须为其它声音内容让位,才能使所有声音在游戏中以一个整体的形式呈现于玩家面前。因此,游戏里表现十分完美的音乐,极有可能会在用制作OST的标准来看待时,显得十分一言难尽。
米克已经在他自己的作品中充分展现了其拥有的才华,而《DOOM》除音乐外,音效的表现其实也非常厉害,id的首席音频设计师绝非等闲之辈。所以对于《DOOM:永恒》的OST来说,他们应该都已经尽力了。

结语——聊点别的

作为一个应该勉强能算得上机核“老用户”的人,第一次在机核投稿。其实老早之前就想过在机核做些什么事情,只是单纯地因为懒而迟迟没有动手。终于决定写点什么的时候,思来想去还是写写自己专业内的、还算比较了解的事情,考虑到要投到机核,甚至还(硬)跟游戏扯上了点关系。音频相关的内容其实跟大多数人都息息相关,毕竟人们几乎每天都能在各种场合接收到各类音频信息,但是随着自媒体的逐渐发展,视频平台上越来越多UGC内容的出现,我越来越发现相当多的人似乎对音频的认识并不够充分……毕竟声音是视频不可或缺的组成部分,如果想要在当今以视频作为载体传递一些信息,声音可以说是绕不过去的一部分内容。
然而,现在在视频平台上消费内容时,经常能见到无法正确处理人声、BGM声音状态过于喧宾夺主,或是视频中加入的部分音效完全没融入视频整体声音当中的情况,甚至还有部分官方账号发布的内容中声音持续过载、部分视频平台在默认音量下输出过载音频内容的情况…
但是吧,其实上面说的东西跟我写这篇文章的契机没有任何关系。至于说我为什么写这篇文章,还得从2021年的7月讲起。
当时,机核举办了第二届BOOOM游戏创作活动,可以自行发帖组队进行参与。当时看到消息的我立马就精神了,毕竟也在游戏公司里摸爬滚打了一段时间,我觉得我可以作为音频工作者为大佬们的作品出点力,于是在活动的组队模块里发了个求组队的贴。发帖的时候本来也没期待一定能做出什么东西,毕竟发的也是求组队的贴,也没积极主动地找有没缺音频的队伍……后来组队的时间过了,我也就没深入关注过这个活动。看到作品公布、玩到大佬们做的游戏的时候,老实讲心里还是有那么一点点对于没能亲身参与活动的失落。
然后,2021年12月25日13时37分,我第一次发现了机核APP上消息通知的按钮。猛然间,我发现五个月前竟然有好几位大佬主动联系我问我是否已经找到队伍。这种感觉好像,小学的时候小伙伴们商量着一起出去春游玩,收拾齐整的我背着一大口袋零食在车站等了一上午没等到一个人,结果过了两年才发现当时只是因为我自己睡过了没接到伙伴们通知我春游改天的电话。以及,我大学期间曾在学校树洞平台上见到有人问有没有校内组队打《彩6》的群,我在下面跟帖说要不咱凑一个群出来,然后在一年后才看到当时回复我的消息……
其实我的感受倒是其次,主要是非常对不起当时主动联系我组队的大佬们,写这篇文章的初衷其实也只是单纯地找个由头想向大佬们道个歉,以及希望能让道歉显得更有诚意一点而已……非常!非常!非常对不起!以及希望大佬们能原谅我,明年有机会的话带我一起玩。
我猜我今年也不会在机核发别的文章了,希望明年也能为各位在机核留下些东西吧……

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