從《DOOM:永恆》的原聲集開始,簡單聊聊響度、削波失真等聲音概念


3樓貓 發佈時間:2021-12-27 10:13:22 作者:AtypiC-hord Language

2020年,《DOOM:永恆》發售後不久,互聯網上曾經流傳過一段時間關於該遊戲的原聲集、作曲家米克·戈登與id之間關係出現問題的謠言。有些人認為id完全不尊重遊戲配樂,對於OST敷衍了事,還有人猜測米克不會再與id進行合作。很快,id發出了一封公開信對這些謠言做出澄清,id並不打算終止與米克的合作,米克也沒說過不會繼續為id製作的遊戲作曲。關於這件事的過程,本文並不打算進行任何深入討論,機核上也有相關文章翻譯了id的公開信,把整件事情講得明明白白,傳言僅僅是傳言而已。之所以會有這樣的消息出現,是因為《DOOM:永恆》原聲集中的部分曲目聽起來不是很盡如人意。
DOOM系列的音樂一直以來都很優秀,自從米克接手DOOM系列音樂後,由他創作的不少音樂更是好評如潮。於是可能會有一些朋友感到疑惑:《DOOM:永恆》的原聲集明明聽起來感覺很帶勁,這味簡直太對了,為什麼有人會覺得“不盡如人意”呢?
其實,所謂“不盡如人意”的情況並不出在音樂本身的內容上,而是出在音樂的混音上。在此,我選取了在《DOOM》2016與《DOOM:永恆》兩款作品中都曾出現的曲子進行說明:
上圖是《DOOM》2016發行的OST中《BFG Division》1:02處大約一小節內容的波形;
而這是《DOOM:永恆》發行OST中《BFG Division 2020》3秒處大約一小節內容的波形;
我選取的兩段音頻是這兩首曲子在音樂內容中相同的兩處段落,不知道大家能夠從波形裡看出什麼信息。其實對於音樂來說,看波形並沒有直接用耳朵聽來的直觀,但由於機核似乎並不能上傳音頻附件,所以如果對音頻感興趣的話,只能麻煩自行搜索尋找音頻來聽了……
說回到上面兩首曲子,雖然我選取的部分音樂內容上是相同的,但聽感上似乎存在某種差別。這種差別同樣在音頻波形上有所體現:《DOOM:永恆》中《BFG》的波形彷彿被什麼東西框住了一樣,而這種現象在2016的OST當中並沒有出現。
無形的“框”

無形的“框”

此處就要引入一個聲音概念:削波失真。
所謂“削波失真”,其實是音頻過載帶來的結果之一。用行話說,就是聲音太大了,導致“聲破了”。由於音頻對於大部分人來說,多多少少都有點抽象,因此我會先舉一個通俗易懂的例子,嘗試用兩張圖說明什麼是音頻過載:
“正常”的音頻

“正常”的音頻

過載的音頻

過載的音頻

眾所周知(其實並不),音頻系統是存在一個“上限”的,通常來講,一個聽起來高質量的音頻是不應該超過這個“上限”的。有些朋友可能會恍然大悟:啊→↗↘,所以一眾手機、播放器、音箱,包括windows、MacOS的音量調節都有一個上限,原來是這麼一回事啊~
然而其實不是…
此處所指的“上限”其實來自於數字音頻系統。而手機、電腦系統中的音量僅針對聲音還放,並不會改變數字系統中存儲的音頻信息。通俗來講,如果想把一個聲音記錄到硬盤裡,就需要把聲音的波形轉換為能夠被計算機存儲的一連串由0和1組成的二進制數字信息。在此過程中,有兩個參數對於音頻來說異常重要,那就是採樣率和比特深度。
關於各種音頻概念已經有無數大佬進行科普過了,因此本文會儘可能通俗且快速地簡單講解各個參數所代表的內容是什麼,以及考慮到本文此段想討論的僅僅是削波失真,所以請原諒我暫且不會深入討論“採樣率”這個概念。
聲音存在如下幾個關鍵信息:音高、音量、音色。音高與音色更多地是由聲音的頻率決定的,採樣率就決定了數字系統能夠存儲到的聲音頻率的上限。那麼,要想讓計算機明白它需要記錄的聲音是什麼樣子,就需要告訴它聲音的響度是多少,而比特深度就決定了計算機能夠記錄聲音的響度上限。通俗來講,若一個計算機使用8個字節來記錄響度信息,那麼此處就能獲得0-255共256個數字來表示這個聲音究竟有多響。而如果用16個字節來記錄響度信息,這個聲音響度的上限就能提升至65535。
那麼,對於一段聲音來說,如果強行把它的響度向上抬升,直至這段聲音波形中部分波峰的響度超過了數字音頻系統能夠記錄的上限,會發生什麼事情呢?
這是一段正弦波的波形,如果將它強行增大,使其波峰超過音頻系統能承載的上限,那麼超出的部分只能被記錄為音頻系統響度的最大值。也即,原本波形中圓滑的弧線會被記錄為一段直線。
正弦波被削波的過程

正弦波被削波的過程

正弦波被削波後的結果

正弦波被削波後的結果

一個正弦波在波峰超過系統上限後,波峰被削平成為一條直線,原本的正弦波看起來變得更接近方波,這種現象就是削波。那麼,“失真”二字從何而來?
既然波形發生了變化,這段音頻聽起來也理應會發生變化:
原220Hz正弦波的頻譜,僅在220Hz處有聲音信息

原220Hz正弦波的頻譜,僅在220Hz處有聲音信息

遭遇削波後正弦波的頻譜

遭遇削波後正弦波的頻譜

可以看到,正弦波在削波後頻譜上出現了原本不存在的信息,不光看起來像方波,聽起來也更像了(這不是廢話嗎)。
對於這段正弦波來說,記錄聲音的過程中出現了差錯,把一段正弦波記錄成了方波,記錄下的聲音與原本的聲音有出入,因此被稱為“失真”。
所以,說回到《DOOM》原聲集的問題上來,雖然我截取的、波形看上去彷彿被什麼東西削波的部分,看上去並沒有問題啊?它看上去離音頻系統能記錄的上限還有一段距離,並且就在截圖開頭的部分就有一段音量比它大的聲音,這不是說明這首曲子的聲音很“健康”嗎?
其實啊,削波失真往往不是看出來的,而是聽出來的。畢竟是音頻,不光是音頻工作者,聽眾們也應該更相信自己的耳朵,對於音頻來說,視覺上的信息應該只是輔助,耳朵聽到的信息才是實實在在的。僅從我舉例的曲子來說,那裡的聲音信息確實遭遇過削波。
那麼,削波失真就一定代表著這段聲音“不好”嗎?我的看法是:不一定。
失真本身並沒有什麼問題,甚至人們把它當作一種對聲音處理的手段,在搖滾、流行等音樂風格里得到了大量運用。但是啊,就像大家都知道鹽是個好東西,人們做飯的時候多多少少都會放些鹽,如果僅因為鹽是個好東西,就在燒菜的時候不要錢一樣地撒,那可能既不能充分發揮鹽本身的功效,又讓整盤菜變得不那麼好吃。關鍵在於,音樂中使用的所有手段都應該為了表達服務,而《DOOM:永恆》中的削波失真在我看來並不像是經過設計的,反而更像是一種失誤。相比於《DOOM》2016 OST中的曲子,《永恆》OST在聽感上明顯有一種噪感,像是混入了不該有的噪聲,雖然在音頻參數上毫無問題,但仍會給聽眾造成一種“這曲子音質不好”的感覺。
簡單聊完了為什麼有人說《DOOM:永恆》OST不盡如人意,那麼,這種問題是如何造成的呢?
在id發出的公開信中,id解釋了造成這種結果的原因:米克因為工期緊張等問題無法如約完成整張OST中包含的全部曲目,因此id為保證OST儘可能與《DOOM:永恆》收藏版一起推出,只得讓id首席音頻設計師Chad根據米克為遊戲製作的音頻素材編輯成曲,和米克提交的曲目一起發行。
也許有些朋友表示不理解:既然在遊戲裡能聽到音樂,那為什麼在發行OST的時候會工期緊張呢?遊戲都已經上市了,音樂難道還能沒做完不成?以及,為啥遊戲裡的聲音感覺沒什麼問題,到了OST裡音質就差了呢?
這裡就要科普一個可能大部分人平時都沒仔細想過的問題:遊戲/影視作品裡的音樂,跟發行OST裡的音樂,根本不是同一首曲子。這個問題在遊戲上更為明顯:在遊戲設計中,由於玩家有可能一直賴在同一個位置不走,所以遊戲中的大多數曲子都需要在作曲、編曲層面就被設計為能夠無縫循環的,因此才能夠保證音樂可以陪著玩家掛機,直到天荒地老、海枯石爛,更別提現在越來越多的,遊戲為讓音樂配合遊玩體驗所引入的動態音軌。
以及,遊戲、影視作品中的聲音不只有音樂,還有各種音效、環境聲,以及人物對白語音,因此在混音時往往需要手動調整音樂的音量、不同頻段的信息,以及在整個聲音中的前後位置。這些音樂畢竟作為“配樂”出現,它們首先是要為承載它們的作品服務的。
而到了OST裡,上述這些問題都不再是問題,需要向觀眾呈現的僅僅只是音樂本身,所以在OST製作的過程中,上述提到的這些音樂為作品做出的整體設計,反而都成了問題,需要根據OST中音樂的需要進行調整……總而言之,無論是把音樂從影視/遊戲裡簡單地摳出來,壓盤發行成OST,還是直接把OST級別的音樂不經處理地摁進遊戲/影視作品裡,都是一種不怎麼負責任的行為。
因此,《DOOM:永恆》OST出現的問題,並不僅僅是一個“誰對誰錯”的問題,在我看來,它其實是一段悲傷的故事。
基於米克在2018年GDC上分享的內容,他在為《DOOM》作曲的過程中付出了大量肉眼可見的心血,不光是專門為《DOOM》搭建了一整套聲音系統,還為《DOOM》規劃了極其細緻的動態音樂播放機制(細緻到我在看他GDC演講之前玩遊戲的時候根本沒注意到),以及為這些機制精心設計了非常多細碎的聲音片段。這些片段會在玩家遊玩過程中根據玩家在遊戲中的狀態、玩家做出的行為動態播放,以期望音樂能在玩家遊玩過程中完美而絲滑地推動玩家情緒。這一整套設計在遊戲中的表現堪稱驚豔,但也大大增加了OST的製作難度。所以,米克表示他工期緊張,我是完全能夠理解的。
而對於id這邊,他們面對的問題是,在遊戲這種載體中,由於諸多因素的存在,包括控制包體大小、減輕玩家遊玩時音頻解碼對硬件帶來的負擔(總之就是音頻給遊戲畫面讓位),導致遊戲中的聲音往往會採用壓縮格式。前面我也提到過,由於遊戲中除音樂外還存在有大量音效,音樂在整個聲音中僅處於“背景”地位,無論是頻率、音量、空間,音樂都必須為其它聲音內容讓位,才能使所有聲音在遊戲中以一個整體的形式呈現於玩家面前。因此,遊戲裡表現十分完美的音樂,極有可能會在用製作OST的標準來看待時,顯得十分一言難盡。
米克已經在他自己的作品中充分展現了其擁有的才華,而《DOOM》除音樂外,音效的表現其實也非常厲害,id的首席音頻設計師絕非等閒之輩。所以對於《DOOM:永恆》的OST來說,他們應該都已經盡力了。

結語——聊點別的

作為一個應該勉強能算得上機核“老用戶”的人,第一次在機核投稿。其實老早之前就想過在機核做些什麼事情,只是單純地因為懶而遲遲沒有動手。終於決定寫點什麼的時候,思來想去還是寫寫自己專業內的、還算比較瞭解的事情,考慮到要投到機核,甚至還(硬)跟遊戲扯上了點關係。音頻相關的內容其實跟大多數人都息息相關,畢竟人們幾乎每天都能在各種場合接收到各類音頻信息,但是隨著自媒體的逐漸發展,視頻平臺上越來越多UGC內容的出現,我越來越發現相當多的人似乎對音頻的認識並不夠充分……畢竟聲音是視頻不可或缺的組成部分,如果想要在當今以視頻作為載體傳遞一些信息,聲音可以說是繞不過去的一部分內容。
然而,現在在視頻平臺上消費內容時,經常能見到無法正確處理人聲、BGM聲音狀態過於喧賓奪主,或是視頻中加入的部分音效完全沒融入視頻整體聲音當中的情況,甚至還有部分官方賬號發佈的內容中聲音持續過載、部分視頻平臺在默認音量下輸出過載音頻內容的情況…
但是吧,其實上面說的東西跟我寫這篇文章的契機沒有任何關係。至於說我為什麼寫這篇文章,還得從2021年的7月講起。
當時,機核舉辦了第二屆BOOOM遊戲創作活動,可以自行發帖組隊進行參與。當時看到消息的我立馬就精神了,畢竟也在遊戲公司裡摸爬滾打了一段時間,我覺得我可以作為音頻工作者為大佬們的作品出點力,於是在活動的組隊模塊裡發了個求組隊的貼。發帖的時候本來也沒期待一定能做出什麼東西,畢竟發的也是求組隊的貼,也沒積極主動地找有沒缺音頻的隊伍……後來組隊的時間過了,我也就沒深入關注過這個活動。看到作品公佈、玩到大佬們做的遊戲的時候,老實講心裡還是有那麼一點點對於沒能親身參與活動的失落。
然後,2021年12月25日13時37分,我第一次發現了機核APP上消息通知的按鈕。猛然間,我發現五個月前竟然有好幾位大佬主動聯繫我問我是否已經找到隊伍。這種感覺好像,小學的時候小夥伴們商量著一起出去春遊玩,收拾齊整的我揹著一大口袋零食在車站等了一上午沒等到一個人,結果過了兩年才發現當時只是因為我自己睡過了沒接到夥伴們通知我春遊改天的電話。以及,我大學期間曾在學校樹洞平臺上見到有人問有沒有校內組隊打《彩6》的群,我在下面跟帖說要不咱湊一個群出來,然後在一年後才看到當時回覆我的消息……
其實我的感受倒是其次,主要是非常對不起當時主動聯繫我組隊的大佬們,寫這篇文章的初衷其實也只是單純地找個由頭想向大佬們道個歉,以及希望能讓道歉顯得更有誠意一點而已……非常!非常!非常對不起!以及希望大佬們能原諒我,明年有機會的話帶我一起玩。
我猜我今年也不會在機核發別的文章了,希望明年也能為各位在機核留下些東西吧……

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