EQ的黑魔法（二）：均衡效果器的设计、类型分析以及在混音中的合理应用
先哲们的贡献——古老的秘法
“高频上做EQ，带宽宽广（等同于Q值小一些）一些比较好，低频则不太受到这条约束”这是我们从这条得到的一个术。
虽然我最先得到了这个公式，但是我仍然不是世界第一，在我出生前10多年前，那些还在黑暗中摸索的伟大母带师们已经感觉到了这点，并且发明了频率扩展（Frequency Furthering）的手法，这也是母带中EQ最著名的手法。下面让我详细解释一下先哲们的智慧，这个手法说的是，假如有如下一个需要调节的EQ曲线如下
你可以这样做达到更好的效果
从数学上说，假设增益3dB,你可以实际增益3*0.618dB，同时带宽*1/0.618注意这个常数，不就是著名的黄金分割吗？音乐和美术，在这里得到了完美的统一，在接下来还将这样的例子层出不穷。
软件开放商和用户的博弈开始
兄弟们，坐好了，博弈开始了！
软件开发者的目的很明确，从用户兜里掏钱！怎么做？开发一款新EQ，解决问题。但是模拟滤波器无论怎样设计，总是不能摆脱群延迟。只能顾及到某一频段，这也是为什么市面上EQ声音不一样的根源，然后开发者很好心地帮助用户做了一件事——限定他们的调节范围在EQ表现比较好的范围。所以你经常碰到声音比较猛的EQ或者声音细腻的EQ，但是从来没有一款万能的EQ。因为调节范围都被限制了，自然应用的范围也有所限制。
除了限制用户的调节范围，软件开发者的常用手段还包括过采样，特殊设计的EQ曲线形态来尽可能摆脱群延迟的影响。比如常用的过采样，也就是oversampling。但是需要注意的是，oversampling对于EQ来说就如同使用海洛因来救助一位鸦片上瘾的患者，有些效果，但是副作用更大。Oversampling不但本身加入了新的群延时，因其算法还是使用新的滤波器，比如FIR滤波器，而且算法很难设计好，更重要的是CPU的成倍增长难以抑制。同时Oversampling的效果也备受质疑，其主要能够抗混叠。而混叠现象在EQ过程中是非常少见。因此Oversampling基本是个市场宣传手段而非灵丹妙药。
EQ曲线形态，在这里指的是EQ对于周边频段影响，也就是Q值或者带宽的形态，比如我们在图形GUI上经常显示的那个曲线。不同的曲线具有不同的听感，这也成为了区分不同EQ特色的手段。但是需要说明的是，任何曲线，都是类似一种和上帝的交易，给你一点好处的同时，也要用坏的方面惩罚你，这点可以参见常见的巴特沃斯和贝塞尔滤波器的区别。但是有一点很有趣，漂亮的曲线声音也很好，不漂亮的曲线声音比较糟糕。
开发者的超级大招——线性相位均衡
除了限制用户的使用范围，开发者中也不乏做实事的。群延迟这个魔鬼，并非是无敌于天下的，因为还有上帝。上帝手里最大的武器，就是被称为线性相位的EQ，也就是Linear Phase EQ。我们常见的EQ，多是采用IIR（无限脉冲响应）滤波器的EQ。而线性相位EQ，采用的是FIR（有限脉冲响应）滤波器。FIR滤波器的优点在于其相位响应是线性的——这个概念很难理解，翻译成白话可以这样说——低频和高频的延迟完全相同，这样一来对声音的好处是大大的，至少高低频不会被撕裂了。在听感上可以证实，线性相位的高频ring的效果音，几乎是不可闻的，而且比普通均衡声音要干净很多。
线性相位EQ最开始被Algorithmix开发出来，Waves多年后跟进，近几年市面上的线性相位才开始慢慢多了起来。但是线性相位有个很大的缺点慢慢也就显现出来了。大家如果使用Waves的Lin EQ，可以试试加载在某个音轨上，回放，然后bypass效果，再打开效果。很明显你会听到一声啪啪声。而其他的EQ 则不会有这样的现象，这说明了什么？
这说明了线性相位EQ具有比普通EQ更大的延迟，这个延迟足以使得音轨听起来断裂。追究其原因就线性相位滤波器所需要的CPU运算量非常之大，如果要低延迟的话，CPU占有率会进一步像直升机一样上升。所以有了这个缺点是很致命的，因为你几乎很难在一个大的项目中使用到它。通常你只能够在CPU比较宽裕的Mastering中用到，这就是线性相位EQ的现实。
近些年CPU的运算能力一直在提升，但是想要如同普通EQ一般使用线性相位，CPU的运算能力需要达到最新的Haswell i7的150% （还是单线程能力，多线程对于均衡的算法基本无用），以Intel每代CPU单核能力平均提升10%来计算，结果不容乐观啊。
而对于开发者来说，线性相位就是票房的保证。对于用户来说，这东西就如同LV一样，个别场合用用炫耀一下还可以，但要日常使用就要换其他的喽。
另辟蹊径——动态EQ的故事
Dynamic EQ, 也就是动态均衡，原理是根据动态来实现某种均衡。看起来似乎是另外一种效果器，其实不然，待我解释一番，你就明白其中的奥秘了。
对于普通EQ来说，一直使用下去，群延迟迟早会撕裂高低频。但是如果有效率的使用EQ，也就是该使用的时候开启，不该使用的时候就关上，不就能减轻这个问题了吗？很多精明的开发者很快就发现，在不少时候，混音师们只需要在音量比较大的情况下做EQ，而对于音量小的音乐片段，是可以免去EQ的。而动态均衡，正好贴合这种用途。动态EQ的使用并不复杂，多了Attack和Release的时间控制选项。但是这类应用并不能占多数，因此一直以来，动态均衡只能作为一种特定的均衡使用，并不能替代普通的均衡。
“高频上做EQ，带宽宽广（等同于Q值小一些）一些比较好，低频则不太受到这条约束”这是我们从这条得到的一个术。
虽然我最先得到了这个公式，但是我仍然不是世界第一，在我出生前10多年前，那些还在黑暗中摸索的伟大母带师们已经感觉到了这点，并且发明了频率扩展（Frequency Furthering）的手法，这也是母带中EQ最著名的手法。下面让我详细解释一下先哲们的智慧，这个手法说的是，假如有如下一个需要调节的EQ曲线如下
你可以这样做达到更好的效果
从数学上说，假设增益3dB,你可以实际增益3*0.618dB，同时带宽*1/0.618注意这个常数，不就是著名的黄金分割吗？音乐和美术，在这里得到了完美的统一，在接下来还将这样的例子层出不穷。
软件开放商和用户的博弈开始
兄弟们，坐好了，博弈开始了！
软件开发者的目的很明确，从用户兜里掏钱！怎么做？开发一款新EQ，解决问题。但是模拟滤波器无论怎样设计，总是不能摆脱群延迟。只能顾及到某一频段，这也是为什么市面上EQ声音不一样的根源，然后开发者很好心地帮助用户做了一件事——限定他们的调节范围在EQ表现比较好的范围。所以你经常碰到声音比较猛的EQ或者声音细腻的EQ，但是从来没有一款万能的EQ。因为调节范围都被限制了，自然应用的范围也有所限制。
除了限制用户的调节范围，软件开发者的常用手段还包括过采样，特殊设计的EQ曲线形态来尽可能摆脱群延迟的影响。比如常用的过采样，也就是oversampling。但是需要注意的是，oversampling对于EQ来说就如同使用海洛因来救助一位鸦片上瘾的患者，有些效果，但是副作用更大。Oversampling不但本身加入了新的群延时，因其算法还是使用新的滤波器，比如FIR滤波器，而且算法很难设计好，更重要的是CPU的成倍增长难以抑制。同时Oversampling的效果也备受质疑，其主要能够抗混叠。而混叠现象在EQ过程中是非常少见。因此Oversampling基本是个市场宣传手段而非灵丹妙药。
EQ曲线形态，在这里指的是EQ对于周边频段影响，也就是Q值或者带宽的形态，比如我们在图形GUI上经常显示的那个曲线。不同的曲线具有不同的听感，这也成为了区分不同EQ特色的手段。但是需要说明的是，任何曲线，都是类似一种和上帝的交易，给你一点好处的同时，也要用坏的方面惩罚你，这点可以参见常见的巴特沃斯和贝塞尔滤波器的区别。但是有一点很有趣，漂亮的曲线声音也很好，不漂亮的曲线声音比较糟糕。
开发者的超级大招——线性相位均衡
除了限制用户的使用范围，开发者中也不乏做实事的。群延迟这个魔鬼，并非是无敌于天下的，因为还有上帝。上帝手里最大的武器，就是被称为线性相位的EQ，也就是Linear Phase EQ。我们常见的EQ，多是采用IIR（无限脉冲响应）滤波器的EQ。而线性相位EQ，采用的是FIR（有限脉冲响应）滤波器。FIR滤波器的优点在于其相位响应是线性的——这个概念很难理解，翻译成白话可以这样说——低频和高频的延迟完全相同，这样一来对声音的好处是大大的，至少高低频不会被撕裂了。在听感上可以证实，线性相位的高频ring的效果音，几乎是不可闻的，而且比普通均衡声音要干净很多。
线性相位EQ最开始被Algorithmix开发出来，Waves多年后跟进，近几年市面上的线性相位才开始慢慢多了起来。但是线性相位有个很大的缺点慢慢也就显现出来了。大家如果使用Waves的Lin EQ，可以试试加载在某个音轨上，回放，然后bypass效果，再打开效果。很明显你会听到一声啪啪声。而其他的EQ 则不会有这样的现象，这说明了什么？
这说明了线性相位EQ具有比普通EQ更大的延迟，这个延迟足以使得音轨听起来断裂。追究其原因就线性相位滤波器所需要的CPU运算量非常之大，如果要低延迟的话，CPU占有率会进一步像直升机一样上升。所以有了这个缺点是很致命的，因为你几乎很难在一个大的项目中使用到它。通常你只能够在CPU比较宽裕的Mastering中用到，这就是线性相位EQ的现实。
近些年CPU的运算能力一直在提升，但是想要如同普通EQ一般使用线性相位，CPU的运算能力需要达到最新的Haswell i7的150% （还是单线程能力，多线程对于均衡的算法基本无用），以Intel每代CPU单核能力平均提升10%来计算，结果不容乐观啊。
而对于开发者来说，线性相位就是票房的保证。对于用户来说，这东西就如同LV一样，个别场合用用炫耀一下还可以，但要日常使用就要换其他的喽。
另辟蹊径——动态EQ的故事
Dynamic EQ, 也就是动态均衡，原理是根据动态来实现某种均衡。看起来似乎是另外一种效果器，其实不然，待我解释一番，你就明白其中的奥秘了。
对于普通EQ来说，一直使用下去，群延迟迟早会撕裂高低频。但是如果有效率的使用EQ，也就是该使用的时候开启，不该使用的时候就关上，不就能减轻这个问题了吗？很多精明的开发者很快就发现，在不少时候，混音师们只需要在音量比较大的情况下做EQ，而对于音量小的音乐片段，是可以免去EQ的。而动态均衡，正好贴合这种用途。动态EQ的使用并不复杂，多了Attack和Release的时间控制选项。但是这类应用并不能占多数，因此一直以来，动态均衡只能作为一种特定的均衡使用，并不能替代普通的均衡。
原帖 由 lithium 于 13-9-29 02:14 发表
对于楼主的阐述我想提出一个小小的疑问，诚然LinearPhase EQ会耗费更多的计算资源，不过以现在的CPU计算速度，为什么在母带等计算资源相当充足的场合LinearPhase EQ依然会产生巨大延迟呢？混音指南对LinearPhase EQ有 ...
FIR本身具有一个固定的最小延迟，目前的技术壁垒在21个采样附近，也就是0.5ms，不是不可接受。但是FIR的更大问题在于缓冲。IIR是由算法实现的，而FIR需要的是类似大于1024采样的缓冲，比如对于一个单一的音频信号采样，FIR需要2048个计算来实现，也许是2048个算法更不一定。计算不是问题，但是缓冲这些数据需要大量的高速缓存，而目前的CPU的缓存大约只有2MB，很有限（i7有更大的缓存，但是总不能出个插件只能i7跑，i5不能跑吧？）。所以FIR目前还是很奢侈的。但是对于UAD或者Protools这样的专业DSP系统，缓存可以达到128MB，所以在这类系统跑FIR，在音质和延迟上会胜出CPU不少。
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