¿Cómo afrontar la fase -y sus desajustes- en la mezcla?

Hola!


Vamos con un hilo técnico sobre la alteración de la fase de audio a ver que conclusiones sacamos. En este caso tenemos un histórico de tutoriales...

https://www.hispasonic.com/tutoriales/fase-cara-oculta-audio/37845
https://www.hispasonic.com/tutoriales/fase-cara-oculta-audio-ii/37859
https://www.hispasonic.com/tutoriales/cuantas-octavas-equivale-factor-q-eq-parametrico/42942
https://www.hispasonic.com/tutoriales/5-consejos-para-subir-q-sin-perder-calidad-ecualizador-parametrico/42948

Supongo que el procesamiento donde más se peca (alteración de fase) es a la hora de usar un ecualizador, con lo cual podríamos centrarnos en esto:

¿En qué medida se ve alterada la fase con un ecualizador medio-genérico (paramétrico)?
¿Cómo podemos percibir un cambio de fase y su intensidad?
¿Podríamos visualizar las alteraciones de fase en caso de no percibirlas "a oído"?

Estas y otras preguntas son las que se podrían despejar en este hilo. Para entender un poco más lo que se quiere tratar aquí, voy a exponer unas ilustraciones con los diferentes cambios de fase que produce un tipo de filtro con su pendiente, ganancia y Q en particular.


Resumen

En cada post incluiré un tipo de filtro diferente (siempre a 1Khz) y su alteración de fase teórica. No habrá oversampling. Luego ya veremos si logramos entender el significado de la imágenes de cara a su alteración en el audio.


Go!

Filtro pasa-todo a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase all-pass filter & Q-factor mininum
2º- Phase all-pass filter & Q-factor medium
3º- Phase all-pass filter & Q-factor maximum

Filtro pasa-alto estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase high-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase high-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase high-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro pasa-banda estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase band-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase band-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase band-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro pasa-bajo estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase low-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase low-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase low-pass filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro rechaza-banda estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase band-reject filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase band-reject filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase band-reject filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro de pico estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase peak filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase peak filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase peak filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro de campana estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase bell filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase bell filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase bell filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro low-shelving estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase low-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase low-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase low-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

Filtro high-shelving estándar (típico consolas analógicas) a 1Khz (entre 20Hz y 22.1Khz) con distintos factores de Q...

1º- Phase high-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor mininum
2º- Phase high-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor medium
3º- Phase high-shelf filter (standard / typical analog mixes) & Q-factor maximum

En principio he puesto las distintas posibilidades más genéricas y creo que son suficientes para indagar como afecta la curva de fase a la señal de audio en los distintos presets de ecualización. Faltarían ecualizaciones más concretas y "atípicas" como ocurre en los filtros Butterworth, Bessel y Baxandall. Además, habría que ver si se podrían incluir aquí los filtros IIR y FIR.

Alguien escribió:

#11: indagar como afecta la curva de fase a la señal de audio en los distintos presets de ecualización

Debes tener en cuenta que lo que interesa es valorar las diferencias de 'retardo de grupo', que es la derivada (la pendiente) de la respuesta en fase. Sin entrar en complicaciones matemáticas: el retardo que sufre cada frecuencia depende de la pendiente de la respuesta en fase.

Tal como reflejan esas gráficas que has obtenido y también las que yo ofrecía en https://www.hispasonic.com/tutoriales/fase-cara-oculta-audio/37845 , la relación que existe entre la respuesta en amplitud y la respuesta en fase en los sistemas típicos de filtrado analógico (casi siempre diseños de tipo 'fase mínima') o en sus recreaciones digitales (que también usan el diseño basado en 'fase mínima' cuando quieren modelar esos analógicos) hace que la pendiente (el 'retardo') sea mucho mayor allí donde el filtro se muestra más selectivo.

Fíjate por ejemplo que las diferencias de pendiente en la curva de fase son ridículas con Q bajo, ligeras con Q medio, y altas con Q alto, y que las mayores pendientes se concentran en las bandas donde más te apartas del carácter 'plano' en la respuesta en frecuencia: allí donde tienes centrado un pico o un valle de amplitud, tienes también una mayor pendiente en fase (un mayor retardo).

Es lo que comentaba en ese artículo en esta frase:
"Debe llamarnos la atención que las diferencias de retardo se manifiestan tanto más cuanto mayores variaciones muestra la respuesta en amplitud. Hay un evidente parentesco entre las dos líneas. En la zona de corte del filtro las variaciones del retardo son notablemente mayores."

Alguien escribió:

#11: habría que ver si se podrían incluir aquí los filtros IIR y FIR

Piensa en IIR y FIR no como unos tipos de diseño de filtro (cosa que sí son los Butterworth, Bessel, etc.) sino como técnicas para construir filtros en digital. Puedes implementar un filtro Butterworth, Bessel o lo que quieras en una estructura FIR o en una IIR, siempre con un cierto grado de aproximación que dependerá del número de coeficientes (orden) que te concedas para crear el filtro. El diseño FIR (un diseño todo ceros) realiza la convolucíón de la señal con la respuesta impulsiva del filtro deseado, pero cualquier filtrado mínimamente selectivo tiene una respuesta impulsiva muy extensa (lo que implica un orden muy elevado) y dispara la computación. El diseño IIR usa estructuras recursivas (polos y ceros) de forma que la salida se realimenta, y eso permite reducir mucho el orden del filtrado (y con ello la complejidad, el uso de CPU) pero a cambio tiene otras pegas. Sería muy largo hacer un debate aquí sobre FIR/IIR, así que mejor paro.

Quédate sobre todo con la idea de que es la pendiente de la respuesta en fase la que determina el retardo, y que esta pendiente, en los diseños 'tradicionales' de filtros es mayor allí donde el filtro tiene carácter más selectivo en cuanto a la respuesta en amplitud.
Digo lo de diseños 'tradicionales' porque con estrategias como 'fase mínima' para el diseño del filtro la cosa cambia.

Gracias mil

Parece que habrá una versión Mac del VST Plugin Analyzer de Christian Budde...


(by Vladgsound)

http://www.pcjv.de/osx/