在电子音乐制作与混音中,滤波器(Filter)是最核心的基础工具之一。音频滤波器是一种用于以特定方式处理声音信号的技术。它可以改变音频信号的频率响应、改变音色或质感、消除不必要的噪音或杂音,亦或是增强音频的某些特定细节。从均衡器(EQ)到合成器以及采样器,滤波器无处不在。然而,要想用好它们,了解其工作原理以及针对不同用途选择合适的滤波器至关重要。
在本文中,我们将深入探讨几种常见的滤波器类型、它们的使用方式,并解析那些令人困惑的专业术语。同时,你还将通过具体示例了解这些不同滤波器的实际应用,以及它们会对声音产生怎样的影响。
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配合使用 KONTAKT 和 iZotope Neutron 一起跟随本教程学习。
什么是音频滤波器?
音频滤波器是一种专为过滤音频信号频率特性而设计的硬件设备或软件。滤波器的基本原理顾名思义——滤除某些频率,同时保留其他频率。借助音频滤波器,我们可以过滤特定的频率,或是被称为“频段(Band)”的一整组频率。
音频滤波器有许多不同类型,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。每种类型的滤波器都有其独特的特性,并可在音频处理中用于不同的目的。你可以通过类似 iZotope Neutron 这样的滤波器插件来使用它们。
什么是低通滤波器?
低通滤波器是一种允许低频信号通过,同时阻隔或衰减高频信号的音频滤波器。换句话说,低通滤波器会让低频“通过”,并“切除”或滤除高频。
滤波发生的起始点被称为截止点(Cutoff),通常由其开始生效的频率来指定。而该频率以上被滤除的陡峭程度则被称为斜率(Slope),有时也称为曲线(Curve)。这一梯度决定了截止是更为平缓还是更为陡峭,通常以 dB/oct 为单位,代表“每倍频程分贝数(decibels per octave)”。它描述了在频谱范围内(以倍频程为单位)增益电平(以分贝为单位)衰减的剧烈程度。
大多数滤波器的斜率以 6 的倍数递增,每次增加一倍。我们来听听实际效果。这是一段我们在 KONTAKT 音源库 THE ATTIC 中制作的合成器旋律,该音源库包含了源自经典 Korg 模拟合成器的精彩采样池。

现在我们使用 iZotope Neutron 为其添加一个低通滤波器。

你可以看到滤波器的斜率非常平缓。它切除了截止频率 2,365 Hz 以上的频率,但衰减过程很温和。来听听实际声音效果。
我们可以听到高频成分依然存在,但有所减弱。高频被衰减了,但并没有完全消除。这说明 6 dB/oct (每倍频程分贝数)滤波器非常适合在混音中为其他音轨腾出空间,同时又不至于将声音细节完全抹去。
接下来,我们看看滤波器的下一档斜率,即 12 dB/oct。

我们可以看到斜率更加陡峭,听觉上也略有不同,从 2,365 Hz 以上的频率中削减了更多的增益。
再来听听将滤波器调整为 24 dB/oct 时会产生多大的变化。
而当我们把斜率调整到 48 dB/oct 时,可以看到截止点之后呈现极度陡峭的下降。这切除了截止频率以上的大部分频率,我们可以清晰地听到由此带来的明显差异。

什么是高通滤波器?
高通滤波器是一种允许高频信号通过,同时阻隔或衰减低频信号的音频滤波器。由于高通滤波器主要用于切除低频,因此它有时也被称为“低切(Low Cut)”,正如低通滤波器偶尔也被称为“高切(High Cut)”一样。
我们使用 KONTAKT 音源库 MODULAR ICONS 制作了这段贝斯音序,该音源库采用了源自模拟模块化合成器的波形与采样。
下面是将截止频率设为 203 Hz,并使用 6 dB/oct 高通滤波器切除其下方频率后的效果。

听感如下。与低通滤波器类似,我们可以看到朝向低频方向的平缓斜率,越往下衰减越强。
随着我们逐步调高档位,截止效果会变得更为激进。

随着滤波器斜率的每一档提升,我们听到的低频越来越少。

更陡峭的斜率开始听起来更像合成器上常见的滤波效果。

当我们达到 48 dB/oct 的斜率时,几乎已经听不到截止频率 203 Hz 以下的任何声音。我们已经将该声音隔离至仅保留截止点以上的频率;如果我们将截止点向上调高,随着频率上升,它同样会以如此激进的方式进行切除。
什么是带通滤波器?
带通滤波器是一种允许特定频率范围(也称为频段)通过,同时阻隔该范围以下和以上频率的音频滤波器。这非常有助于隔离音频信号中的特定频率范围,或者通过提升或削减特定频段来重塑声音的音色特征。
对于带通滤波器,不妨将其理解为通过同时结合高通和低通滤波,来选取特定声音频段的一种方式。
带通滤波器的外观如下:

再次听听本教程开头使用的未加滤波器的旋律。随后,再试听同一段旋律在应用带通滤波器后的效果示例。
你可以听到高频和低频都被切除了。这种效果听起来非常像通过老式电话听到的声音。这是因为早期的电话“带宽(Bandwidth)”较低,意味着它们只能传输较窄的频率范围。
什么是带阻滤波器?
既然低通的反义是高通,那么带通的反义是什么?那就是带阻!带阻滤波器是一种允许所有其他频率通过、仅选定特定频段进行消除的滤波器。这与所谓的搁架式 EQ(Shelf EQ)类似,但它主要针对目标或中心频率周围的一组频段。我们来看看它的形态,并与原始未滤波的旋律对比试听一下。

什么是陷波滤波器?
陷波滤波器是一种用于消除或衰减特定单一频率的滤波器。它与带阻滤波器类似,但能极度精准地针对某一特定频率。有时制作人或混音师会提到“手术级(Surgical)”均衡,指的就是在保留其他频率的同时,极度精细地消除或衰减特定频率。这一操作通常由陷波滤波器来完成。
之所以被称为“陷波”(notch)滤波器,是因为它会在目标频率处形成一个频率响应的“凹槽”或下陷,从而有效衰减或“切除”该频率。陷波滤波器常用于消除音频信号中可能出现的特定不需要的频率或“振铃声”(ringing)。它们也可以通过切除特定频率或频段来塑造声音的音色特征。
陷波滤波器可以针对特定频率进行处理,同时允许我们选择周围有多少其它频率会受到影响。这与我们在低通和高通滤波器中讨论过的斜率类似。但陷波滤波器在两个方向上都具有斜率,类似于带通滤波器。我们将其称为“Q 值”(Q factor)。
Q 值(或简称 Q)用于衡量滤波器或其他与频率相关的系统中频率响应波峰或波谷的狭窄程度。它的定义是滤波器的中心频率与滤波器带宽之比。高 Q 值代表狭窄的波峰或波谷,而低 Q 值则代表更宽的波峰或波谷。
让我们来实际聆听并观察陷波滤波器的运行效果。这是一个设定在 753 Hz 的陷波滤波器,我们使用了极高的 Q 值,从而形成了一个非常狭窄的选择范围。这样只会削减选定的该频率以及临近的极少数频率。

其效果非常细微,你几乎听不出未经过滤波的版本与经过陷波衰减的版本之间的区别。
高 Q 值的陷波滤波器非常适合用于消除特定共振或令人不悦的谐波。这在混音和母带制作中非常有用。
当我们降低 Q 值时,陷波滤波器可以覆盖更广泛的频率范围。这里展示的是一个中等 Q 值的陷波处理,相比前一个版本精准度稍低一些。

低 Q 值的陷波滤波器会切除目标频率周围更广泛的一段频率,与带阻滤波器十分类似。这种变化更容易被察觉,因为我们可以听出中间有一段频率被挖空了,就像带阻滤波器一样。

以上就是你会遇到的一些常见滤波器类型。无论是作为混音工具,还是在声音设计中用于创意性地塑造声音音色,了解它们都会大有助益。当你在 KONTAKT 和 Neutron 中使用过它们后,你就会开始在音乐制作和混音的各类音频工具中频繁见到它们的身影。现在,你已经了解了它们的原理以及具体用法。