เทคนิคเพิ่มความดังด้วย compression ขั้นเทพ

โดย...อ. ไมตรี ทรัพย์เอนกสันติ

ในการบันทึกเสียง เป็นที่รู้กันว่า ถ้าต้องการให้เสียงกระทุ้งหู (impact) จะต้องบันทึกให้แรงๆ เข้าไว้ ถ้าบันทึกที่ระดับสัญญาณต่ำ เสียงจะออกผอมบาง ขาดน้ำหนัก แรงปะทะ ไม่เร้าใจ จืดชืด แต่การบันทึกที่สัญญาณแรงๆ ก็มีข้อจำกัดพอสมควร ทำให้ช่างเสียงต้องหาวิธีบันทึกได้แรงโดยไม่มีปัญหาของแถมที่ไม่พึงประสงค์

                ในกรณีของการบันทึกแบบแอนะลอก เช่น ลงม้วนเทปเปิด (open reel) ถ้าบันทึกแรงๆ จะเกิดผล 3 อย่าง คือ

                1. เกิดการอิ่มตัว (saturate) เสียงจะอิ่ม อ้วนหนา การสวิงจากค่อยสุดไปดังสุดแคบเข้า คือ สวิงสัญญาณไม่ขึ้น โดยเฉพาะสัญญาณสวิงชั่วแวบ (transient) จะตื้อ, อั้น ช่วงสัญญาณค่อยจะไม่ค่อยได้สุด แต่ละเสียงเหมือนดังใกล้เคียงกันไปหมด เรียกว่า เกิดการกดการสวิงเสียง (compression) จากการอิ่มตัวของหัวบันทึกเทปและสายเทป

                2. เกิดความเพี้ยนอย่างค่อยเป็นค่อยไป (เฉพาะความเพี้ยนคู่ควบ THD หรือ total harmonic distortion) ถ้าค่า THD ส่วนใหญ่เกิดที่ความถี่คู่ควบที่ 2 เสียงจะอ้วน อิ่มหนา ทึบ จะไปบดบังกลบรายละเอียดหยุมหยิม ถ้า THD เกิดที่ความถี่สูงๆ (พวกเครื่องเคาะโน้ตสูงๆ เสียงฉิ่งฉับ, เสียงสามเหลี่ยม, เสียงพูด, ร้องตัว “ส” ฯลฯ) เสียงจะสากหู แห้ง ความเพี้ยนจะมากขึ้นๆ ตามระดับบันทึกที่สูงขึ้นๆ

                3. ทรวดทรงชิ้นดนตรีจะเหมือนดูดีที่ความถี่ต่ำ แต่ที่ความถี่กลางถึงสูงจะมั่วไปหมด อีกทั้งความกังวานจะขุ่นหนา ปนเปไปกับเสียงตรงสับสนไปหมด ช่องไฟความสงัดระหว่างตัวโน้ต ระหว่างคำร้องไม่มี

                ในกรณีบันทึกในแบบดิจิตอล ถ้าบันทึกค่อยไม่แรงเกินขีดจำกัดของการแปลงสัญญาณแอนะลอกเป็นดิจิตอล (ADC) ความเพี้ยน THD จะต่ำได้อย่างถึงก้นบึ้นสเปกกันเลย อย่างไรก็ตาม ถ้าบันทึกแรงถึง “จุดเขื่อนแตก” ความเพี้ยนจะพุ่งสูงลิบทันทีดุจน้ำทะลักจากเขื่อนที่แตก ซึ่งเป็นสิ่งที่ช่างเสียงทั้งตอนทำมาสเตอร์ในห้องอัดและตอนทำแผ่น CD (หรือตัวกลางอื่นๆ) กลัวกันมาก เนื่องจากความเพี้ยนของดิจิตอลมันจะให้เสียงที่ “อุบาทว์” หู มากกว่าความเพี้ยนจากแอนะลอกมาก

                ความเพี้ยนจากดิจิตอล เช่น ปลายแหลมพุ่ง, จ้า แข็งกระด้าง เสียงทุ้มเป็นไม้หน้าสาม ขาดรูปลักษณ์ทรวดทรง ขาดการทิ้งช่วงปลาย พูดโดยรวมว่า เสียงจะเหมือนออกมามีโทนเดียว นักร้องก็ร้องเสียงเหมือนกันไปหมด มิติแบน ไร้ทรวดทรงและตื้นลึก ว่าไปแล้ว เหมือนฟังหุ่นยนต์ร้องและเล่นดนตรี เครื่องดนตรีราคาแพงลิบกลายเป็นของถูกๆ หรือเครื่องพลาสติกไปเลย

วิธีแก้ไขบรรเทาปัญหา

ในกรณีของแอนะลอก

                1. ใช้สายเทปม้วนเปิด (open reel) หน้ากว้างขึ้น

                2. ใช้สายเทปวิ่งด้วยความเร็วสูงขึ้น (ถึง 2 เท่าทีเดียว)

                3. แต้มไบอัสให้หัวบันทึก เพื่อให้ทนกับสัญญาณสวิงแรงๆ ที่ความถี่สูงได้ดีขึ้น

                4. ใช้เนื้อเทปที่สารแม่เหล็กอิ่มตัวยากขึ้น

                5. ใช้วงจรช่วยลดเสียงซ่ารบกวนจากหัวเทปและเนื้อเทป (วงจร noise reduction) เพื่อให้บันทึกที่ระดับสัญญาณต่ำลงได้จนไม่เกิดความเพี้ยนดังกล่าว พร้อมกับไม่มีเสียงซ่ารบกวน วงจรพวกนี้ เช่น Dolby A, Dolby B, C, S เวลาเล่นกลับก็ผ่านวงจรปั๊มเสียง (boost) ก็จะได้เสียงมันส์ (impact) ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม วงจรพวกนี้เป็นแบบ 2 ทาง (2-way) คือ มีการสั่งตอนอัด (encode) เวลาจะเล่นกลับต้องล้างคำสั่งออก (decode) การสั่งและล้างทิ้งถ้าต่างเครื่องกัน มีโอกาสเกิดอากัปกิริยาที่เรียกว่า pumping effect คือ เสียงกระโชกขึ้นลงตามระดับเสียง และความถี่เสียง อีกทั้งเสียงซ่ากวน (noise) จะหาย-มา-หาย-มา ตามเสียงดนตรีที่ดัง-เงียบ-ดัง-เงียบ เหมือนเสียงคนหายใจ (breathing effect) ยังไม่ต้องพูดถึงรายละเอียดเสียง, มิติเสียง, ความกังวานที่ผิดเพี้ยน

                6. อีกวิธีคือ การให้สัญญาณบันทึกผ่านวงจร “กดการสวิงเสียง (compressor)” เช่น กดไว้ด้วยอัตราส่วน 2:1 คือสัญญาณที่เข้ามาจะถูกทอนออกครึ่งหนึ่งตลอดทุกระดับการดัง เวลาจะเล่นกลับ ก็ผ่านวงจรการขยายการสวิง (expander) ในอัตราส่วนเท่ากัน เช่น 2:1 ก็จะได้การสวิงสัญญาณเต็มที่ เช่น สัญญาณจากวงดนตรีสวิงถึง 100dB (dynamic range 100dB) เวลาบันทึกลงมาสเตอร์เทปก็บันทึกแค่ 50dB ซึ่งระบบรองรับได้สบายๆ ในอดีตสามสิบกว่าปีมาแล้วเคยมีแผ่นเสียงที่บันทึกในระบบนี้ออกวางขาย 1-2 อัลบัม (เป็นของค่าย dbx ผู้คิดค้นระบบนี้)

                7. พัฒนาต่อยอดจาก 1.6 โดยเล็งเห็นปัญหาที่ต้องการเข้าสัญญาณ (กดการสวิง) และคลายยืดสัญญาณ (ตอนเล่นกลับ) (เรียก encode/decode) ทาง dbx จึงนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า  expander คือ ช่วยถ่างการสวิงเสียงให้กว้างขึ้นกว่าที่บันทึกมา การขยาย (ถ่าง) เช่น 1:2 เข้า 1 ออก 2 เข้า 2 ออก 4 ก็จะเหมือน dynamic range (กดสวิงค่อยสุดไปดังสุด) กว้างขึ้น เช่น เขาบันทึกสวิงมาแค่ 60dB ก็กลายเป็นสวิงถึง 120dB พวกเสียงซ่ากวนจะถูกกดให้ต่ำลง (พร้อมกับสัญญาณช่วงค่อย) อย่างไรก็ตาม ก็จะมีปัญหา pumping effect บ้างเหมือนกัน และเพื่อให้การทำงานของ expander ดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น (ลด pumping effect) ก็มีการซอยความถี่ของการทำงานแทนที่จะเป็น wide band (วงจรเดียวทำงานตลอดช่วงความถี่จากต่ำสุดถึงความถี่สูงสุด) ก็แบ่งเป็น 2 ช่วง ต่ำกับสูง (2 band) หรือ 3 ช่วง (3 band) ถ้าจำไม่ผิด dbx เคยทำถึง 4 ช่วง (4 band) 35 ปีที่แล้ว สมัยนั้น ไม่มีระบบเสียงดิจิตอลอย่าง CD การมีแหล่งรายการเพลงที่สวิงได้เป็น 100dB ขึ้นไป ถือว่าเป็นความตื่นใจทีเดียว แต่ก็ไม่ค่อยได้รับความนิยมนัก น่าจะเป็นเพราะตัวมาสเตอร์เองถูกกดไว้มากด้วยหวังว่าคนเล่นเอาไปฟังจากจานเสียง (LP) เท่านั้น (ถ้าสวิงสัญญาณกว้างมากหัวเข็มจะโดด โดยเฉพาะที่ความถี่ต่ำๆ) เครื่อง expander อย่างนี้ ผู้เขียนเคยสัมผัสมาหมดแล้ว ทั้งแบบ encode/decode (compressor), expander ทั้งหมดเป็นของ dbx ทำมาอยู่เจ้าเดียว คุณภาพเสียงที่ได้ออกจะแห้งไปนิด ไม่กังวานฉ่ำพริ้วเท่าที่ควร การตอบสนองไม่ฉับไวพอทำให้เสียงออกทึบไปหน่อย

                8. วงจรเฉือนสัญญาณกวนจากแผ่นจานเสียงทิ้ง ปกติแผ่นเสียง (แหล่งรายการหลักในยุคนั้น) จะมีเสียงรบกวนจากรอยขูดขีด ร่องที่ชำรุด เสียงซ่าจากแผ่น ทำให้เร่งดังเอามันส์ไม่ค่อยถนัด จึงมีการทำเครื่องตัดกวนเหล่านี้ออกมา เท่าที่ทราบมีของ BOSE (แอนะลอก) ต่อมาอีก 4-5 ปี มีของ Philips (ดิจิตอล) กรณีของ BOSE ก็พอได้ผลบ้างไม่ได้บ้าง ต้องคอยปรับแต่งตลอด กรณีของ Philips เคยลองกับแผ่น CD ที่มาสเตอร์เป็นจานเสียง ก็ได้นิดหน่อย แต่ก็ไม่น่าประทับใจอะไร

จะใช้วงจรการกดสวิงแบบ software หรือ hardware

                ถึงยุคปัจจุบัน เป็นยุคดิจิตอลครองโลก ตัวกดการสวิงเสียงไว้ (compressor) จะมีทั้งแบบเป็นอุปกรณ์ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จริงๆ (hardware) และใช้แบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (software) แต่เชื่อว่า 80 เปอร์เซ็นต์ น่าจะเป็นโปรแกรมหมด เพราะปรับตั้งง่าย, ละเอียดได้เต็มที่ มีกราฟโชว์บนจอ LCD ที่สำคัญ ราคาน่าจะถูกกว่า แถมปรับปรุงให้ดีขึ้นเรื่อยๆ ส่วนใหญ่โปรแกรมนี้จะมาพร้อมกับเครื่องผสมเสียง (mixer) หรือ effect อื่นๆ หรือเป็นเครื่องพ่วงกับเครื่องคอมพิวเตอร์ PC อีกที (interface)

จริงๆ แล้วเราจำเป็นต้องใส่การ compress หรือไม่

                สำหรับชุดเครื่องเสียงระดับล่าง และระดับกลางถึงสูง กับแผ่น CD หรือแม้แต่การโอนถ่ายไฟล์จากเว็บไซต์ขายเพลง คิดว่าการ compress ยังน่าจะเป็นสิ่งจำเป็นอยู่บ้าง แต่ต้องคิดแค่นิดหน่อยพองาม ทำอย่างแนบเนียน (ผู้ใช้ต้องมีศิลป์และฟังเป็น) รู้ว่าเพลงประเภทใดควรใช้ ไม่ควรใช้ ใช้เท่าไร ไม่ใช่ตั้งทีหนึ่งแล้วใช้มันสูตรเดิมตลอด ต้องตั้งความฉับไวในการเข้าจัดการต่อสัญญาณ (attack time) และการผ่อนคลายจางออกของการถอยออกของวงจร (decay time) ให้ดีๆ เพื่อลดปัญหา pumping effect ให้เหลือน้อยที่สุด

                จริงๆ แล้วถ้าทำได้ ไม่ควรมีการ compress เลยด้วยซ้ำ (อย่างแผ่นหนังบลูเรย์) ที่ให้เราเลือกร่องเสียงแบบ compress หรือไม่ก็ได้ แถมที่เครื่องเล่นก็เลือกได้ว่าจะเติมการ compress เข้าไปอีกไหม มากน้อยแค่ไหน (เรียก DRC หรือ night mode) แต่ดูเหมือนจะใช้ไม่ได้ตอนฟัง CD เครื่องรีซีฟเวอร์เซอร์ราวด์ก็มีวงจร compress ให้เลือก (ปรับได้) แต่ถ้าจำไม่ผิดใช้กับการฟัง CD, 2ch ไม่ได้

บทส่งท้าย

                การได้ฟังเพลงที่มีการ compress น้อย หรือไม่ compress เลย เป็นประสบการณ์ที่น่าประทับใจแน่ อย่างแรกคือ ถ้าเราฟังเพลงที่มีการ compress ไว้ไม่มากก็น้อยจนชิน (ซึ่งเป็นสิ่งที่เราจะพบเห็นได้รอบตัวในชีวิตจริง) เราจะพบว่า เวลาฟังเพลงที่ไม่ compress หรือทำแค่พองามนิดหน่อย เสียงร้องหรือเสียงดังระดับกลางๆ ที่เคยดังดี จะดูเหมือนค่อยลงกว่างที่ควรพอสมควร ทำให้ต้องเร่งเสียง (โวลลุ่ม) มากขึ้นหลายขีด (อาจถึง 40 องศาของปุ่มหมุน) จึงจะได้เสียง “อิ่ม” ที่คุ้นเคย แต่ก็จะพบว่า ช่วงที่เสียงสวิงแรงๆ หรือทั้งวงโหมดังขึ้น มันจะดังแจ๋นออกมาอย่างไม่น่าฟัง จนต้องรีบวิ่งไปหรี่โวลลุ่มลง ซึ่งก็ทำให้เสียงร้องค่อยเกินไปอีก ยิ่งช่วงเสียงค่อยๆ เสียงอะไรค่อยมากก็จะ “จม” หายไปเลย เหมือนมีอะไรบางอย่างบดบังมัน

                อาการที่ไม่ดี ไม่พึงประสงค์เหล่านี้คือ ปัญหาของชุดเครื่องเสียง (ภาคขยาย, ลำโพง) ที่รองรับการสวิงเสียงกว้างๆ (dynamic range) ระดับ 80dB ขึ้นไป (อาจถึง 120dB) ไม่ได้ ภาคขยายเกิดการอิ่มตัว ยอดคลื่นหัวขาด เกิดความเพี้ยนคู่ควบ (THD) แถมมาเป็นแผง (เสียงจึงแข็ง, จ้าน, แปร๋นเหมือนมีใครเอาสปอตไลต์สาดเข้าหน้าเรา) ปลายแหลมจึงสะบัด, แสบแก้วหู จากภาคขยาย ยอดคลื่นหัวขาด (clip) และดอกลำโพงขยับดันอากาศจนสุดที่มันจะขยับปั๊มได้แล้ว แต่สัญญาณยังสวิงไม่สุด

                ต้องไม่ลืมว่า ในช่วงค่อย ภาคขยายอาจใช้แค่ 0.1 วัตต์ - 1 วัตต์ แต่ในช่วงสวิงโหม เสียงเครื่องเคาะ (transient) มันอาจต้องใช้ภาคขยายถึง 1,000 วัตต์ (พันวัตต์) ต่อข้าง ภาคขยายจึงต้องมีกำลังสำรองสูง ลำโพงต้องกินวัตต์น้อยแต่ทนวัตต์ได้สูงมาก โชคดีที่ปกติช่วงเสียงแหลมมักดังแค่ 1 ใน 3 ของช่วงเสียงกลาง และไม่ดังบ่อย ลำโพงที่ระบุว่า รับกำลังขับได้ 60 วัตต์ RMS อาจรับการสวิงได้ถึง 100-200 วัตต์ (ชั่วแวบเดียว) หรือถ้าเพลงนั้นไม่มีเสียงทุ้มแช่บ่อยนัก หรือไม่ลงความถี่ต่ำมากนัก ภาคขยาย, ลำโพงทุ้ม ก็พอจะรับไหวโดยไม่พังไปก่อน

                แต่แม้กระนั้นก็ตาม ควรปฏิบัติดังนี้

                ข้อ 1 เราไม่ควรเปิดดังมาก อย่านั่งฟังห่างจากลำโพงมากนัก อย่าลืมว่า ทุกความห่างเท่าตัว (นับจากหน้าลำโพงเลย) พลังเสียงจะลดลง 4 เท่า เช่นถ้านั่งฟังห่าง 1 เมตร ได้ระดับเสียง “มาเข้าหู” โดยตรง 90dB ถ้าเราถอยห่างออกมาอีก 1 เมตร ระดับเสียงจะเหลือแค่ 1 ใน 4 หรือประมาณ 22.5dB ถ้าห่างเพิ่มอีก 1 เมตร (รวมเป็น 3 เมตรจากลำโพง) ระดับเสียงจะเหลือ 5.62dB (มันสูญเสียจากการกระจายออกรอบตัว 360 องศา มีมุมแคบๆ เท่านั้นที่ตรงมาสู่หูเรา)

                ข้อ 2 อย่าเร่งทุ้ม, แหลมมากเกินไป จะทำให้แอมป์, ลำโพงทำงานหนักมากขึ้น

                ข้อ 3 หาลำโพงที่กินวัตต์ต่ำ คือมีความไวสูง (sensitivity สูง) ตั้งแต่ 89dB SPL/W/m ขึ้นไป การต่ำลงแค่ 1-2dB มีผลต่อการกินวัตต์อย่างมาก

                ข้อ 4 ถ้าเป็นลำโพงวางหิ้ง หรือ มินิ หรือ satellite ให้หาซับแอกทีฟกำลังขับสูงๆ มาเสริม เพื่อผ่อนภาระให้ลำโพงเดิมและแอมป์เดิม

                ข้อ 5 ปรับสภาพแวดล้อมการฟังให้เงียบสงัด ปลอดเสียงกวนมากที่สุด แม้แต่เสียงลมแอร์

หูไม่ใช่แขนขา มันมีความลึกซึ้งกว่านั้น

                ตามหลักของจิตศาสตร์ต่อการได้ยิน (psychoacoustic) พบว่า ถ้าเสียงเพลงนั้นถูกบันทึกมาอย่างเนี๊ยบที่สุด ทั้งสุ้มเสียง, มิติเสียง หรือชุดเครื่องเสียงที่เล่นมีคุณภาพ เที่ยงตรงสุด ทั้งสุ้มเสียงและมิติเสียง เราจะพบว่า แม้เราบันทึกไม่ดังมาก (เพื่อเก็บเกี่ยวการสวิงเสียง (dynamic range) ได้มากสุดโดยไม่ต้อง หรือแทบไม่ต้องทำการ compress เอาไว้) แม้จะมีเสียงรบกวนบ้าง ก็จะเหมือนเราได้ยินเสียงชัดถ้อยชัดคำ มีชีวิตชีวาสมจริง โดยเสียงกวนถูกลืมไปจากความสนใจได้ ขณะที่ไม่ต้องเร่งโวลลุ่มมากๆ ด้วย จึงบรรเทาปัญหา แอมป์, ลำโพง clip ได้แทบหมด