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Gain staging: cos’è e come gestirlo

Gain Staging cos'è

Gain staging: cos’è? Un termine che è in grado di confondere principianti e amatori. È il classico termine che le persone nominano sui forum e nelle discussioni, come se ne sapessero il reale significato; spesso, in realtà, non lo conoscono. Se dovessi dare una semplice definizione di gain staging (ad esempio, “regolare il livello di ogni punto di amplificazione per assicurarsi un rapporto segnale/rumore ottimale e privo di distorsioni indesiderate), potrei confondervi, soprattutto se non avete una conoscenza precisa dei dettagli fondamentali in questione. In questo articolo, li andremo ad esaminare. Inoltre, scopriremo il moderno approccio al gain staging che “sfida” le regole analogiche del passato. Ora, prima di tutto dobbiamo definire queste regole, così da conoscerle meglio per capire come agire in maniera differente. In primo luogo, parleremo del gain staging nel dominio analogico, dopodiché parleremo degli inizi dell’epoca digitale per poi scoprire i tempi moderni.

Gain staging nel dominio analogico

Prima dell’avvento del digitale, le registrazioni erano fatte con attrezzatura analogica. Microfoni, outboard, equalizzatori, compressori, mixer, registratori a nastro. Ogni singola unità hardware doveva essere regolata in maniera adeguata per lavorare correttamente con l’anello seguente della catena sonora e raggiungere dei risultati buoni, come ad esempio un segnale completamente pulito o, al contrario, di pesantemente distorto (a seconda del materiale trattato).

C’erano ovviamente delle difficoltà: la ricerca di un segnale particolarmente silenzioso poteva scontrarsi con un rumore di fondo eccessivo (un ronzio costante, fastidioso se presente nell’intero mix). Per questo era auspicabile avere un buon rapporto segnale rumore.

Nell’altro caso estremo, spingendo eccessivamente l’attrezzatura a disposizione, si poteva incorrere in distorsioni. Questo accadeva quando l’unità veniva spinta oltre alla sua capacità di alimentazione.

Torniamo ora alla nostra definizione per vedere se assume più senso. Cos’è il gain staging nel dominio analogico? Consiste nel regolare il livello di ogni punto di amplificazione per assicurare un rapporto segnale/rumore ottimale e privo di distorsioni indesiderate.
Era necessario pensare all’attrezzatura utilizzata nella sua totalità. La distorsione di una singola unità potrebbe generare un suono interessante, se ascoltato nel vuoto. La combinazione di troppi processi di saturazione avrebbe però potuto compromettere il risultato finale della traccia, o influenzare negativamente l’intero mix (che altro non è che la combinazione di tante tracce).

È per questo che arriviamo a termini come “headroom” e “rumore di fondo”. Nessuno vuole un segnale che si aggiri sugli stessi livelli del rumore di fondo. Quest’ultimo va invece “affogato” mantenendo però abbastanza headroom per lavorare. Bisogna mantenere una zona di sicurezza che possa salvaguardare i picchi dei transienti o i passaggi più forti senza incappare in distorsioni indesiderate.

Pur avendolo semplificato, questo era il gain staging nel dominio analogico.

Gain staging nel dominio digitale

I sistemi digitali hanno sempre avuto delle “analogie” con quelli analogici, ovvero un punto di non ritorno simile (anche se non identico) chiamato 0 dBFS (0 Decibels full scale) che descrive il livello più alto possibile nel mondo digitale senza incappare in distorsioni. 

Il clipping digitale suona veramente male, nella maggior parte dei casi. Può essere certamente utilizzato come effetto sonoro, ma in questo è un altro discorso..

Rispettare e “temere” la soglia dei 0 dBFS era la norma nei primi anni del missaggio digitale “in the box”. Il rispetto per questo tetto digitale era relativamente semplice, almeno per i comuni mortali che non avevano intenzione di addentrarsi in troppi concetti matematici. Era sufficiente stare alle regole come si faceva nel dominio analogico. Le line guida generali comprendevano:

  • Posizionare i fader di un mix statico al di sotto del guadagno unitario, cercando di evitare di andare al di sopra dello “0” (dando per scontato che le tracce fossero state registrate a un buon livello)
  • Assicurarsi che nessun fader individuale fosse posizionato oltre alla posizione di quello del submix corrispondente (per evitare distorsioni)
  • Assicurarsi che nessun fader della “DAW” andasse in rosso
  • Assicurarsi che nessun plugin di modeling analogico venisse spinto oltre il livello di una piacevole distorsione armonica
  • Assicurarsi che nessun plugin clippasse

Erano i giorni dei “punti fissi”, quando superare i paletti fissati dal mondo digitale equivaleva ad arrivare a un punto di non ritorno; l’audio sarebbe sempre stato degradato in qualche modo, cosa che illustreremo in un secondo momento con degli esempi audio.

Tuttavia, gli sviluppatori di DAW e plugin si sono orientati a un processamento floating-point. Per questo oggi ci ritroviamo in una nuova realtà.

Il Gain Staging oggi

La maggior parte delle DAW oggi operano con un processamento floating point, spesso a 32-bit o a 64-bit. Questo permette di maneggiare l’audio in modi impensabili nell’era del digitale, e impossibili rispetti ai paletti fissi imposti dai sistemi digitali. Non ci interessa in questo momento entrare in questioni matematiche o scientifiche. Se vi interessa, vi consigliamo di approfondire i libri di Bob Katz. Vi mostrerò invece cosa succede spingendosi “oltre” ai punti di non ritorno già citati, così che possiate vedere la potenza dell’universo floating-point. Questo è un “suono di test” in un bus. SI aggira attorno ai -14 LU sui meter di Insight, come puoi vedere.

Suono di test
Gain staging test con iZotope Insight

Possiamo prendere questo suono, spingerlo fino a 0 dBFS ed esportarlo come file a 16-bit. Dopodiché, possiamo importarlo di nuovo nella DAW mostrandovi che suona allo stesso livello del suono di test “puro”.

Gain staging test con iZotope Insight

Leggete gli stessi valori sul meter, giusto? Ma sentite come suona.

Suono di test distorto

C’è della distorsione digitale. Suona sostanzialmente differente rispetto al suono originale… e suona male. Ricominciamo daccapo: uso spesso Logic Pro come DAW floating-point. Così, se avessi alzato il segnale originale oltre i 0dBFS avrei sicuramente notato del clipping sui meter. Ma attenzione: il suono di test è stato indirizzato in un bus. Se abbassassi il fader di questo bus, otterrei un suono non distorto come quello originale.

Gain staging test con iZotope Insight

Ascoltiamo…

Nel caso in cui ti stessi chiedendo se il suono sia effettivamente uguale a quello originale, questo file prova che si annullano.

Gain staging test con iZotope Insight

Ma cosa significa tutto questo?

Abbiamo sostanzialmente dimostrato che nel dominio floating-point, è possibile spingersi oltre agli 0 dBFS senza rovinare il segnale, dal momento che si può tornare indietro nella traccia “bus” corrispondente”. Tutto questo avviene prima di esportare il tutto un file “fisso” (come un WAV per un CD ad esempio) o di mandare il segnale attraverso un convertitore D/A (tienilo bene in mente per non far distorcere il suono).

Ma cosa significa questo, in particolare, per un tecnico del suono?
Semplice: libertà! Libertà di muovere i fader in modi impensabili in passato. Ipotizziamo che hai fatto un mix di batteria che ti piace. Il suo bilanciamento è grandioso, i processanti applicati suonano bene, ma la batteria porta il master in rosso. Mettiamo anche che, nel bus di batteria, hai messo un compressore che ti piace e non vuoi cambiarlo. Hai varie possibilità per risolvere il problema, come:

  • Abbassare il master bus
  • Abbassare il fader del bus di batteria
  • Inserire un’utility plugin dopo dopo il compressore e abbassarne il livello
  • Mandare il bus di batteria a un altro bus, e abbassarlo.

Opzione 1, abbassare il master bus:

Questo ti porterà a diversi risultati a seconda della DAW. Ipotizziamo di essere in Logic; se stai effettuando del processamento sul master bus, starai effettuando questo processing ai livelli più alti pre-fader, che può essere o meno il risultato desiderato (approfondiremo la questione più avanti). Con Pro Tools, potresti avere il bus configurato su un master fader. Questo significa che, abbassare il master fader, influenzerà il processing perché il fader pilota il livello di segnale che andrà processato. Confusionario, vero? Le altre opzioni sono più chiare. 

Opzione 2, abbassare il fader del bus di batteria:

Questo potrebbe influenzare come la batteria influenza qualsiasi processamento sul master bus. Potrebbe anche essere noioso abbassare un fader che magari ha già alcune automazioni scritte.

Opzione 3, attenuare l’uscita del plugin: 

Con questo metodo, potrai abbassare il livello della traccia senza influenzare le automazioni del fader.  Puoi anche effettuare un’automazione sul plugin proprio nei momenti in cui stai per toccare il “tetto” digitale, effettuando così delle piccole modifiche che influenzano il suono solo per pochi millisecondi, mettendo al riparo l’audio dal clipping in fase di esportazione.

Option 4, impostare un nuovo bus intermediario:

Questa possibilità apre a differenti scenari rispetto all’automazione dell’esempio precedente. L’uscita di alcuni plugin, ad esempio, può muoversi a step di 0,01 dB. I fader di Logic, invece, si muovono a step di 0.1 dB.

Condizioni necessarie

Come abbiamo detto poco fa, alcune condizioni vanno rispettate senza eccezioni. Ad esempio:

Alcuni plug-in classici ragionano ancora in fixed-point

Così capita di imbattersi in unità hardware vintage, può succedere che anche alcuni plugin più vecchi vengano scelti per le loro particolarità sonore. Questi moduli potrebbero ancora ragionare in “fixed point” anziché in “floating point”, semplicemente perché sono vecchi! Ad esempio, io sono molto affezionato a un clipping emulator vecchio come il giurassico. Avrei potuto continuare con la versione fixed-point, ma ho preferito effettuare l’upgrade per stare più tranquillo. È sempre meglio verificare che ci siano aggiornamenti disponibili. 

Alcuni plugin emulano un hardware analogico

Se stai utilizzando un modeler analogico e lo stai spingendo eccessivamente, suonerà distorto anche se abbassi il fader del bus corrispondente. A volte è questo l’effetto desiderato o magari per i quale è progettato il plugin. In altri casi magari potevi desiderare questo effetto all’inizio del mix ma, alla fine del lavoro, noti un rumore terribile che ti infastidisce. Questa distorsione potrebbe essere la colpevole. 

Se abbassi l’output di un bus o di una traccia “schiacciata”, suonerà comunque schiacciata.

È possibile rovinare la gamma dinamica anche nel mondo floating-point. Per questo è sempre un bene osservare gli input e gli output, come facevamo nei vecchi tempi del dominio analogico. Questo ha qualcosa a che fare con il “clipping” digitale? In realtà no ma, se darai a un tecnico di mastering un mix ben al disotto degli 0dBFS che suona comunque schiacciato, ci sarà ben poco che potranno fare.

Poni attenzione al master bus, affinché non tocchi gli 0 dBFS

Questo è molto importante  perché un file fixed-point è comunque il collo di bottiglia dei brani che andranno su Spotify, in vendita o su CD. Nel 2019 l’uscita del file finale deve suonare bene nel mondo “fixed point” per lavorare con i media moderni. Magari un giorno questa cosa cambierà, ma ad oggi queste sono le regole. 

Conclusioni

Con la lettura di questo articolo dovresti avere più chiaro cos’è il gain staging. Si potrebbe ovviamente andare più a fondo sull’argomento gain staging, ma questo articolo è sufficiente per iniziare ad avere un po’ di familiarità al riguardo. Inoltre, questa lista di considerazioni vi tornerà sicuramente utile.In questo modo quando vi ritroverete in qualche “meet&greet” di amici fonici che passano il loro tempo a discutere su termini come gain staging, rumore di fondo e headroom, avrete un’idea del loro significato. Ovviamente, ora che lo sai, potrai evitare queste discussioni e arrivare a quello che veramente conta: il mix!

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