อาการ Audio Clipping เป็นอย่างไรทำไมเราต้องรู้?

ถือเป็นสิ่งสำคัญหากเพื่อนๆหรือใครก็ตามที่ต้องการอยากจะได้รับความเพลิดเพลินและประสบการณ์อย่างเต็มที่จากเพลง ทีวี หรือภาพยนตร์ เพราะถ้าอยู่ดีๆหากเกิดเสียงแหลมพุ่งขึ้นมาหรือที่เราเรียกกันว่า Audio Clipping มันก็สามารถทำลายทั้งบรรยากาศ หูฟัง รวมไปถึงลำโพงสตูดิโอมอนิเตอร์ของเพื่อนๆได้เช่นกันครับ ฉะนั้นแล้วเราก็มาหาทางแก้ปัญหานี้กันครับ Let’s Go

การตัดเสียงคืออะไร? Clipping audio คือเมื่อสัญญาณเสียงถูกขยายเกินขีดจำกัดสูงสุดที่จะรับได้ ไม่ว่าจะเป็นในระบบดิจิตอลหรืออนาล็อก เราเรียกสิ่งนี้ว่า 'โอเวอร์ไดรฟ์' (overdrive) ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบือนและลดคุณภาพของตัวเสียง

ในรูปแรกนี้สังเกตว่ารูปคลื่นสัญญาณที่ผมเอามาให้ดูว่าในช่วงที่สูงและต่ำสุดจะถูกตัดออกให้แบนราบ ไม่โค้งมนเหมือนตามปกติ สิ่งนี้เรียกว่า clipping ครับ ลักษณะของรูป clipping waveform จะเป็นคลื่นแบบโค้งมนที่บางช่วงทั้งสูงสุดและต่ำสุดจะถูกตัดออกจนส่งผลให้ที่คลื่นออกมาเป็นรูปสี่เหลี่ยม หากเรานำคลื่นนี้ไปเปิดกับอุปกรณ์ต่างๆ แน่นอนว่าเสียงที่ออกมาล้วนไม่มีความเป็นธรรมชาติ ซ้ำจะทำให้อุปกรณ์เครื่องเสียงเราสุ่มเสียงต่ออาการดอกแตกได้เช่นกันครับ

Audio Clipping เป็นอย่างไร? แน่นอนครับว่า clipping นั้นเป็นอีกตัวการที่ทำให้เกิดเสียงผิดเพี้ยน จริงๆแล้วเรามีคำศัพท์ในวงการเพลงสำหรับการบิดเบือนอยู่สามระดับครับ Overdrive, Distortion, และ Fuzz

ทั้งสามระดับนั้นสามารถรู้สึกได้ครับ แต่จะรู้สึกได้ชัดในระดับที่ 2 และ 3 ส่วนเจ้า Overdrive คือการบิดเบือนที่เบาที่สุดและอาจไม่ทันสังเกตด้วยซ้ำ อาการผิดเพี้ยนเกิดขึ้นเมื่อเพื่อนๆเริ่มสังเกตเห็นว่าเสียงนั้นเกิดการ 'ขาดตอน' และสูญเสียคุณภาพของเสียง

Fuzz จะเสียงเหมือนกับฝูงผึ้งในถุงพลาสติกที่พยายามจะออกจากถุง เอาจริงๆบางครั้งพวกศิลปินแนวเมทัลเขาก็มีบ้างที่จะใช้เจ้า fuzz เป็นเอฟเฟคแบบจบใจครับ แต่ในบางครั้งที่มันดันเกิดแบบไม่ได้ตั้งใจ มันกลับกลายเป็นการทำให้เสียงทั้งแทร็คแย่ลงอย่างเห็นได้ชัดเลยครับ

รูปภาพที่ 2 เป็นตัวอย่างที่ผมหยิบมาเพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้นในเรื่องของผลลัพธ์ของการบิดเบือนครับ

แน่นอนว่ามันเกิดการสูญเสียรายละเอียดของเสียงต่างๆ เห็นได้ว่ามันไม่ชัดเจนและไม่คมชัด ซึ่งจะจบลงด้วยเสียงที่ไม่ต้องการเช่น เสียงฟู่ เสียงคลิก เสียงป๊อป และเสียงอื่นๆ ที่ไม่ได้อยู่ในเสียงต้นฉบับ

แล้วผู้ฟังทั่วๆไปล่ะ มีผลมากไหม?

Audio Clipping ไม่ได้มีเพียงประเภทต่างๆเท่านั้น แต่ยังมีระดับความแรงของมันอีกด้วย เกือบทุก mix เสียงของเพื่อนๆสามารถมี Audio Clipping ได้เสมอครับ

เพื่อนๆสามารถมีช่วงพีคเล็กน้อยที่ไม่เป็นจุดสังเกตในเพลงได้ครับ และสิ่งการที่มันไม่เป็นที่สังเกตุนี่แหละครับ ที่จะไปช่วยทำให้เสียงที่ดังกว่านั้นดูดีได้ แต่เมื่อมันมีเสียงแหลมเป็นจำนวนมาก ยังไงๆเพื่อนๆก็จะได้ยินอย่างแน่นอน ในบางกรณีอาจทำให้อุปกรณ์ต่างๆเสียหายได้เลยครับ เพื่อนๆจะเริ่มรับรู้ได้จากระดับที่เสียงเริ่มขาดตอน ไปจนเพลงเริ่มเพี้ยนจนสุดท้ายเกิดคลื่นเสียงดังมากๆ

เหตุผลที่เราต้องใส่ใจในสิ่งนี้เพราะนอกจากประสบการณ์การฟังที่ไม่ดีแล้วนั้น ก็คือลำโพงของเราที่มีองค์ประกอบทางกายภาพที่ตอบสนองต่อสัญญาณเสียง ในระบบอิเล็กทรอนิกส์นั้น ปริมาณจะสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ส่งผ่านและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นซึ่งหมายถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น

หากเพื่อนปล่อยให้เกิด Audio Clipping ในลำโพงนานเกินไป ก็อาจจะทำให้ลำโพงร้อนเกินไปและทำให้ขดลวดภายในเสียหายได้ เนื่องจากวูฟเฟอร์สั่นเพื่อสร้างเสียง ส่วนที่เกิด Clipping อาจทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่สั่นสะเทือนซึ่งอาจทำให้เนื้อผ้าของกรวยฉีกขาดหรือฉีกออกจากด้านข้างได้ครับ

ทำไมถึงเกิด Audio Clipping? Clipping สามารถเกิดขึ้นได้ทุกช่วงของเส้นทางสัญญาณเสียงของเพื่อนๆ ด้วย Clipping แบบอะนาล็อก เพื่อนๆสามารถเพิ่มเสียงสูงสุดที่ไมโครโฟน, พรีแอมพลิฟายเออร์, ตัวแปลงอะนาล็อกเป็นดิจิทัล และหากเป็นอุปกรณ์ดิจิทัลในคอมพิวเตอร์ก็เช่น แอมพลิฟายเออร์ และที่ลำโพงครับ การ Clipping แบบดิจิตอลนั้นสามารถเจอได้หลายที่ครับตั้งแต่ตัวแปรง ปลั๊กอิน โปรแกรมต่างๆ รวมไปถึง Master out เช่นกันครับ เรียกได้ว่าอุปกรณ์ที่สามารถจ่ายกำลังเสียงได้เกินลิมิตนั่นเองครับ

เหตุผลก็คืออุปกรณ์แต่ละชิ้นจะมีช่วงระดับเสียงที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานอยู่ครับ หากเปิดเสียงดังเกินไปในขั้นตอนใดๆ ก็อาจจะเป็น peaking ได้ นี่คือเหตุผลที่เพื่อนๆมักพบปุ่มปรับระดับเสียงและปุ่มปรับเสียงมากมายเมื่อเพื่อนๆต้องทำงานกับเสียง ควรที่จะปรับระดับเสียงให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมในแต่ละช่วง

ในรูปที่ 3 นี้เป็นตัวอย่างของความเหมาะสมในแต่ละช่วง Sound On Sound ครับ

ก่อนจะไปกันไกลกว่านี้ ผมอยากจะพาเพื่อนๆมาแวะดูศัพท์สามคำนี้ก่อนครับ

dBFS (decibels full scale, digital) dBu (decibels unloaded, analog) VU (voltage units, electrical)

ตัวอย่างก็เช่น อุปกรณ์อะนาล็อกมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถรองรับได้ เราจะเรียกมันว่า +24 dBu หรือ 20 VU และเคลื่อนไปที่ศูนย์และจากนั้นเป็นค่าลบเมื่อเสียงเงียบลง สิ่งใดก็ตามที่เกินค่าสูงสุดนี้จะถูกตัดออกไปครับ (clip off) และในทางดิจิทัล จำนวนสูงสุดนี้คือ 0 dBFS จนกว่าบิตของแต่ละ sample จะเต็มไปด้วยข้อมูลครับ หรือที่เราเรียกกันว่าเรียกว่า 'ความอิ่มตัว'

ในรูปที่ 4 นี้ ถ้าพูดกันในเชิงดิจิทัลแล้วนั้น เมื่อทีการอัดและมิกซ์เกิดขึ้น แน่นอนว่าเราจะต้องเจอกับอาการ clipping ในหลายจุดเลยครับ และก็เป็นหน้าที่เราที่ต้องมาจัดระเบียบสมดุลพวกนี้

ระดับที่ถูกต้องที่อุปกรณ์แต่ละชิ้นนั้นส่วนมากจะได้รับการออกแบบให้รองรับอยู่ที่ประมาณ +4 dBu, 0 VU และ -18 dBFS ครับ ดังนั้นสาเหตุที่เสียงขาดตอนเกิดขึ้นก็เพราะว่าบางช่วงของเสียงนั้นอย่าง แอมพลิจูด (ระดับเสียง) ของเสียงสูงกว่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้อีกทั้งยังกำลังล้ำเส้นออกไป

แล้วเราจะป้องกันการเกิด Audio Clipping ได้อย่างไร สิ่งสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจคือเมื่อเรา clipping เสียงช่วงต้นๆในการเล่นเพลงของเพื่อนๆ เสียงจะผิดเพี้ยนไปในส่วนอื่นๆ ไม่ว่าจะตั้งค่าระดับที่ถูกต้องหรือไม่ก็ตามครับ

ยกตัวอย่างซอฟต์แวร์คุ้นหน้าคุ้นตาอย่าง VLC สำหรับเล่นเพลงและภาพยนตร์บนคอมพิวเตอร์ มันจะช่วยให้เพื่อนสามารถเพิ่มระดับเสียงเป็น 200% หรือสูงกว่านั้นได้ครับ เพื่อนๆสามารถตั้งค่าลำโพงให้เสียงเบาๆ แล้วเพิ่มระดับเสียงใน VLC ให้สูงมากเพื่อให้เสียงเล็ดลอดออกมาจากลำโพงในระดับเสียงที่ต่ำมาก

เราเรียกสิ่งนี้ว่า gain staging ครับมันเป็นวิธีที่เพื่อนๆจะหยุดการ clipping และตรวจสอบให้แน่ใจว่าจะไม่เกิดขึ้นอีก มีความแตกต่างหลายอย่างมากระหว่าง gain กับ volume ซึ่งผมมีคำอธิบายง่ายๆไว้ด้านล่าง

แก้ไข Audio Peaking ในวันที่สายเกินไป? คำถามแรกคือ เราจะทำอย่างไรเมื่อสายไปแล้ว? ผมเสียใจที่จะบอกว่ามันทำอะไรไม่ได้แล้วครับ แต่อยากบอกให้เพื่อนๆสบายใจไว้อย่างหนึ่งว่า ลำโพงนั้นมีวงจรป้องกันในตัวซึ่งทำให้สัญญาณเป็น 'soft clip' แทนที่จะเป็น 'hard limit' แต่จะให้บอกตรงๆก็คือเรื่องนี้มันค่อนข้างไกลตัวสำหรับคนทั่วไปที่ไม่เกี่ยวข้องกับวงการทำเพลงครับ

การทำ soft clip ด้วย sharp plateau รวมถึงการกลึงให้สัญญาณเรามนมากขึ้น ไม่หยาบกระด้างเหมือนก่อน ก็ช่วยปกป้องลำโพงของเพื่อนๆจากการออกเสียงที่ผิดธรรมชาติได้ครับ ช่วยให้ปลอดภัยจากอาการฉีกขาดในตัวดอกลำโพงได้ แต่ไม่ว่ายังไง ถ้ายังมี clipping ที่เยอะเกินไป แน่นอนว่าปัญหาความร้อนเป็นสิ่งที่ต้องตามมาแน่นอนครับ

mixing console, digital audio workstation software หรือ amplifier โดยทั่วไปจะมีตัว 'limiter' อยู่ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เสียงถึงจุดสูงสุดโดยการใช้ตัว dynamic range compression เข้ามาช่วยครับ ตรงนี้จะยังคงมีอาการ clipping audio อยู่บ้างครับ แต่แรงดันไฟฟ้าจะไม่สูงเกินขีดจำกัดที่เครื่องรับได้ เพียงแค่นี้ก็จบปัญหาเสียงที่ไม่พึงประสงค์ได้ครับ

เพื่อนๆยังสามารถใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อลดระดับเสียงโดยไม่ต้องจำกัดได้ มันจะทำให้ได้เสียงไพเราะยิ่งขึ้นซึ่งช่วยปกป้องคุณจากการ clipping วิศวกรสตูดิโอมืออาชีพมักใช้คอมเพรสเซอร์และลิมิตเตอร์ในกรณีนี้

วิธีหยุด Clipping Distortion จากแหล่งที่มาของเสียง หากเพื่อนๆกำลังดูโทรทัศน์ ภาพยนตร์ วิดีโอเกม หรือเพลงที่ถูกออกแบบโดยมืออาชีพ ระดับแหล่งที่มา (source) ของเสียงจะสูงแต่จะไม่สูงจนทำให้เสียงเกิดการขาดตอนครับ ก็เลยมักจะใช้การปรับให้เป็นมาตรฐานโดยเพิ่มระดับเสียงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่ต้องใช้จุดสูงสุดครับ

สิ่งที่ควรทำคือตั้งค่าระดับซอฟต์แวร์เป็น 100% หรือต่ำกว่า แต่ก็ไม่ควรสูงกว่านั้นครับ หากเพื่อนๆต้องการระดับเสียงที่มากขึ้น ก็ควรเพิ่มระดับเสียงที่ลำโพงหรือหูฟังของเพื่อนๆแทน

เช่นเดียวกับการเล่นกีตาร์หรือคีย์บอร์ดหรือการบันทึกเสียงด้วยไมโครโฟน หากเพื่อนๆกำลังเคลียปัญหา clipping ในเพลง เพื่อนๆควรลดอัตราขยายที่เครื่องดนตรีหรือพรีแอมพลิฟายเออร์ของไมโครโฟนก่อน สิ่งนี้จะทำให้เพื่อนๆมั่นใจได้ว่ามันไม่ได้ส่งสัญญาณที่จะให้ตัวเครื่องเสียงร้อนเกินไปไปยังเครื่องขยายเสียงหรือตัวแปลงอนาล็อกที่เป็นดิจิตอล

ประเด็นหลักๆคือต้องแน่ใจว่าเสียงต้นทางของเพื่อนๆไม่ใช่สัญญาณที่กำลัง peaking จากนั้นเพื่อนๆก็มูฟไปที่อุปกรณ์ชิ้นถัดไปและตรวจสอบให้แน่ใจว่าปุ่มปรับระดับเสียงไม่ได้ตั้งค่าที่ระดับสูงเกินไป ให้ทำตามขั้นตอนนี้ไปจนถึงเครื่องรับหรือเครื่องขยายเสียงและลำโพงของเพื่อนๆ ซึ่งเจ้าวิธีนี้ก็สามารถนำไปใช้ได้ตั้งแต่สตูดิโอ, เครื่องเสียงในอีเว้นท์ต่างๆ, เครื่องเสียงในบ้าน เครื่องขยายเสียงในรถยนต์ และอื่นๆอีกมากมายครับ

โดยทั่วไปแล้ว แอมพลิฟายเออร์ (โดยปกติจะเป็นในเครื่องเสียงในรถยนต์) สามารถลดกำลังไฟหรือกำลังไฟเกินกำลังของลำโพงได้ ดังนั้น พยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่าเพื่อนๆใช้ลำโพงที่ตรงกับกำลังขับของแอมป์ ในทางกลับกันเพื่อนๆยังสามารถทำให้เสียงผิดเพี้ยนได้ง่ายๆด้วยการเปิดลำโพงให้ดังกว่าที่ลำโพงจะรับได้ครับ

และทั้งหมดคือนิยาม คำอธิบาย และการป้องกันของ Audio Clipping สาเหตุหลักๆการเกิดอาการ peaking มาจากการที่สัญญาณที่ออกมาทำให้เครื่องเสียงมีอุณหภูมิที่สูงเกินไป ซึ่งก็หมายถึงการจ่ายกระแสไฟ (amplitude/ volume) และการเร่ง bit ที่มาจาก digital stage ที่มากเกินไปนั่นเองครับ

ก็จบไปแล้วนะครับสำหรับมหากาพย์ Audio Clipping ต้องบอกตรงๆเลยว่าเรื่องนี้ค่อนข้างเป็นเรื่องที่ย่อยให้ออกมาเข้าใจง่ายได้ยากมากๆครับ ด้วยเนื้อหาที่ค่อนข้างลงลึกในเชิงเทคนิค เลยอาจจะทำให้หลุดๆไปบ้างในบางส่วน แต่ก็ยังชื่นใจได้ครับเพราะว่าปัญหานี้ค่อนข้างไกลตัวจากคนที่ไม่ได้มาสายอุตสาหกรรมเพลง แต่ถ้าเพื่อนๆคนไหนที่ยังมีข้อสงสัยหรือมีคำถามเพิ่มเติมในส่วนไหนก็สามารถถามได้ในคอมเม้นเลยนะครับ

Enjoy your mix krab!

ส่วนใครที่มีความสนใจในเรื่องของการทำเพลงและไม่รู้ว่าจะเริ่มต้นจากตรงไหน เรามีคอร์สเรียน Cover ที่จะสอนตั้งแต่เริ่มต้น เรียนง่าย เรียนซ้ำเมื่อไหร่ก็ได้ รับรองว่าสนุกแน่นอนครับ สนใจสอบถามเข้ามาได้ทาง Inbox เพจได้เลย

Youtube : Tong Apollo

Instagram : classabytongapollo

Facebook : สอนทำเพลงออนไลน์ Class A by Tong Apollo

TikTok : Class A by Tong Apollo

#สอนทำเพลงออนไลน์ #แต่งเสียงร้อง #classabytongapollo