Para criar aliasing intencional em um Mac, use o efeito Bitcrusher do Logic Pro em um tom gerado. A Apple documenta explicitamente o aliasing artificial por meio da divisão da taxa de amostragem, o que o torna uma alternativa compatível quando a reamostragem do Audacity remove as frequências que você queria dobrar. Documentação do Bitcrusher.

Este passo a passo é para quem usa o Audacity e quer gerar um tom sintético, produzir deliberadamente uma dobra de frequência e salvar o resultado para edição posterior. É necessário ter o Logic Pro para Mac. As configurações abaixo são um experimento ilustrativo baseado na documentação oficial; as frequências previstas são cálculos, não resultados de testes de audição relatados.

Por que mudar a taxa de amostragem no Audacity produz resultados diferentes

O aliasing ocorre quando um processo de amostragem encontra frequências além do intervalo que consegue representar. A frequência de Nyquist é metade da taxa de amostragem. A filtragem antialiasing remove frequências que, de outra forma, seriam dobradas para a faixa de frequências mais baixas. Por isso, uma conversão devidamente filtrada pode eliminar justamente o material que você queria transformar em efeito. Fundamentos do áudio digital do Audacity.

O Audacity também distingue a alteração da taxa de uma faixa da reamostragem do áudio. A documentação do menu da faixa explica que alterar Rate espaça mais ou menos as amostras existentes, modificando a duração e a afinação. Tracks > Resample altera o número de amostras, mas preserva a duração e a velocidade de reprodução. Nenhuma dessas operações é documentada ali como um efeito de aliasing deliberado. Menu suspenso da faixa de áudio.

As preferências de qualidade do conversor têm outra finalidade: controlam a qualidade da conversão durante a reprodução e ao renderizar ou exportar. Elas não documentam uma opção para desativar a filtragem antialiasing. Portanto, reduzir uma configuração de qualidade não oferece um método documentado e previsível para esta tarefa. Em vez disso, use um processador projetado explicitamente para gerar aliasing. Preferências de qualidade.

Gere um tom senoidal controlado no Logic Pro

Comece com uma única onda senoidal para que o experimento tenha uma só frequência de entrada. Uma forma de onda complexa acrescentaria outros componentes para acompanhar.

Configure o projeto e a faixa

Em um novo projeto do Logic, escolha File > Project Settings > Audio e defina Sample Rate como 48 kHz. Mantenha essa taxa de projeto durante todo o experimento. A Apple documenta essa configuração separadamente do processamento de efeitos e recomenda não alterá-la depois de adicionar arquivos de áudio. Definir a taxa de amostragem de um projeto.

Crie uma faixa de áudio com Option-Command-N, escolha Audio e, em seguida, Mic or Line. Desmarque Load Default Patch para começar sem efeitos, deixe Input Monitoring e Record Enable desativados, escolha a saída estéreo principal e clique em Create. A fonte será gerada internamente. Criar faixas em um projeto do Logic Pro para Mac.

Adicione o gerador

Clique em um espaço vazio de Audio Effect no canal da faixa e escolha Utility > Test Oscillator. Selecione Test Tone, escolha a forma de onda senoidal, clique duas vezes em Frequency e digite 7000 para um tom de 7.000 Hz. Defina Level como um valor inicial ilustrativo de −18 dB. A Apple documenta a inserção direta de frequências de 1 Hz a 22 kHz. Documentação do Test Oscillator.

O gerador começa imediatamente no modo Test Tone; não é necessária uma nota MIDI nem uma região gravada para gerar o sinal. Ignorar Test Oscillator interrompe o tom. Isso também significa que parar o transporte não é o método documentado para desligar o gerador. Documentação do Test Oscillator.

Aplique a redução da taxa de amostragem para criar aliasing deliberadamente

No próximo espaço vazio de efeito, escolha Distortion > Bitcrusher. Mantenha-o abaixo de Test Oscillator para que o gerador alimente o processador. Os efeitos inseridos no Logic operam em série, encaminhando a saída de um processador para o seguinte. Bitcrusher; Encaminhar áudio por efeitos inseridos.

Use estas configurações iniciais para se concentrar na redução da taxa de amostragem:

Controle Configuração inicial Finalidade
Drive 0 dB Evitar ganho de entrada adicional
Resolution 24 bits Minimizar a distorção da profundidade de bits
Clip Level 0 dB Manter o tom escolhido abaixo do limite de clipping
Mix 100% Examinar apenas o sinal processado
Downsampling Comece em 1x e depois selecione 8x Comparar a referência com a redução da taxa

Estas são configurações propostas para o experimento, baseadas nos controles documentados pela Apple. Parâmetros do Bitcrusher.

A Apple define 1x como inalterado, 2x como metade da taxa de amostragem original e fatores maiores como divisões adicionais. A afirmação de que a redução da taxa de amostragem não altera a velocidade de reprodução nem a afinação descreve a ausência de uma operação de alteração de velocidade; o efeito ainda cria intencionalmente conteúdo de frequência com aliasing. Documentação do Bitcrusher.

Preveja a dobra antes de mudar as configurações

Em um projeto ilustrativo de 48.000 Hz, dividir a taxa por oito resulta em uma taxa de amostragem efetiva de 6.000 Hz e um limite de Nyquist de 3.000 Hz. A entrada de 7.000 Hz está acima desse limite. Na amostragem ideal sem filtragem, seu alias correspondente na banda base é 1.000 Hz: subtraia uma taxa de amostragem efetiva, obtendo 7000 − 6000 = 1000. Isso aplica o limite de amostragem descrito na documentação de fundamentos do Audacity.

O mesmo cálculo fornece um mapa útil das configurações:

Fator de redução da taxa Taxa efetiva Limite de Nyquist Frequência ideal na banda base para uma entrada de 7.000 Hz
1x 48.000 Hz 24.000 Hz 7.000 Hz
2x 24.000 Hz 12.000 Hz 7.000 Hz
4x 12.000 Hz 6.000 Hz 5.000 Hz
8x 6.000 Hz 3.000 Hz 1.000 Hz
10x 4.800 Hz 2.400 Hz 2.200 Hz

Estas são previsões calculadas para amostragem ideal, não uma especificação de todos os componentes espectrais ou de suas amplitudes na implementação da Apple. No caso 4x, a entrada excede o limite de 6.000 Hz em 1.000 Hz, então reflete-se para 5.000 Hz. No caso 10x, subtrair 4.800 Hz deixa 2.200 Hz, abaixo do novo limite.

A regra prática é escolher uma frequência de origem acima do limite de Nyquist efetivo do processador e abaixo do limite original do projeto. Aqui, 7.000 Hz está abaixo do limite de 24.000 Hz do projeto, mas acima do limite de 3.000 Hz em 8x. Isso torna essa frequência uma entrada útil para separar a geração da fonte da operação de aliasing subsequente.

Mantenha fixa a frequência de origem enquanto altera o fator. Caso contrário, duas variáveis mudam ao mesmo tempo, dificultando a interpretação do resultado. A tabela também mostra por que aumentar o fator de redução não necessariamente produz um alias cada vez mais baixo: a dobra depende da relação entre o tom e a taxa de amostragem efetiva.

Salve o efeito e examine-o no Audacity

Escolha File > Bounce > Project or Section. Defina um intervalo curto e explícito com Start e End; não confie na ausência de regiões gravadas para determinar a duração. Neste experimento, use Realtime, defina Normalize como Off e desmarque Include Audio Tail. A Apple alerta especificamente que o oscilador de teste pode tornar a renderização excessivamente longa quando a inclusão da cauda de áudio está ativada. Renderizar um projeto em um arquivo de áudio.

Nas opções atuais de renderização, selecione Uncompressed, escolha WAVE, defina Sample Rate como 48 kHz, escolha a profundidade 24-bit e use Interleaved para gerar um único arquivo estéreo. Essas são configurações do arquivo de saída; mantenha a taxa do projeto usada nos cálculos. Opções de renderização sem compressão.

Salve um arquivo de referência com Bitcrusher ignorado e outro com o processamento proposto ativado. O Logic permite ignorar um plug-in pelo espaço dele ou pelo cabeçalho da janela do plug-in, e a renderização do projeto inclui os efeitos ativos. Use nomes de arquivo diferentes para manter as duas versões disponíveis. Adicionar, remover, mover e copiar plug-ins; Renderização de projetos.

Abra cada arquivo no Audacity, selecione um trecho estável longe dos limites e escolha Analyze > Plot Spectrum. Use o algoritmo Spectrum e as mesmas configurações nos dois arquivos. Um valor maior de Size melhora a resolução de frequência; se o Audacity indicar que a seleção é curta demais, selecione mais áudio ou reduza esse valor. Plot Spectrum.

Use a tabela calculada como hipótese: compare o pico da frequência de entrada no arquivo de referência com o conteúdo de frequência mais baixa do arquivo processado. Picos adicionais não invalidam automaticamente o experimento, pois a tabela prevê as posições ideais na banda base, e não a saída completa do processador. A comparação dos espectros informa mais do que avaliar o aliasing apenas pela aparência da forma de onda.

O que verificar quando o resultado não estiver claro

Verifique o caminho do sinal antes de tentar configurações mais extremas:

  • Confirme que Test Oscillator produz o tom de referência com o processador ignorado.
  • Confirme que o gerador aparece antes do processador. Se necessário, arraste os plug-ins para outros espaços.
  • Ignore apenas o processador na comparação; ignorar o gerador remove a fonte.
  • Confirme que os dois arquivos usam o mesmo intervalo de renderização e a mesma taxa de saída.

O Logic documenta como mover e ignorar efeitos nas instruções de gerenciamento de plug-ins.

Para um experimento separado de geração de forma de onda, ignore o processador, selecione Square Wave em Test Oscillator e desative Anti Aliased. A Apple oferece explicitamente versões com e sem antialiasing de Square Wave e Needle Pulse. Essa opção se aplica a essas formas de onda; não é documentada como uma opção geral de antialiasing para geração senoidal nem para a reamostragem de projetos. Documentação do Test Oscillator.

Use o fluxo de onda senoidal pelo processador quando quiser calcular uma dobra controlável e exportar um efeito. Use a opção de forma de onda do oscilador quando quiser explorar diretamente a geração de formas de onda com aliasing. Em ambos os casos, mantenha a referência e as configurações junto com o arquivo renderizado para que seja possível reproduzir o resultado e continuar editando.

Fontes