Welcome to the Matrix. Wyjścia matrycowe w konsoletach audio

To przekładało się oczywiście na wielkość konsolet, powodując, że ich wymiary fizyczne stawały się proporcjonalne nie tylko do liczby kanałów wejściowych. Analogowe konsolety o dużej liczbie wejść i wyjść, a do tego oferujące szeroka gamę możliwości wewnętrznego kierowania sygnałów miały więc zawsze duże powierzchnie robocze. Zależność ta działa też i w odwrotną stronę – konsolety o małych powierzchniach roboczych nie prezentowały zbyt wielu funkcji, co znacznie zawężało zakres możliwości ich wykorzystania.

Rozwój technologii w dziedzinie konsolet audio w swoim początkowym okresie postępował znacznie wolniej, niż lawinowo rosnące oczekiwania względem urządzeń tego typu. Dynamicznie rosnąca popularność artystów oraz towarzyszące temu procesowi koncerty dla coraz liczniejszej widowni rozszerzały zakres wymagań – nie tylko względem liczby wejść, ale także i wyjść konsolet audio. Wynikało to zarówno z coraz bardziej wyrafinowanych konfiguracji samych systemów nagłośnieniowych, jak też i z rozszerzającego się zakresu potrzeb związanych z rejestracją lub transmisją koncertów na żywo.

Jak już wielokrotnie wspominałem w prezentowanych wcześniej materiałach, wydarzenia o dziejowym znaczeniu w historii muzyki rozrywkowej, zrealizowane zostały przy wykorzystaniu prostych konsolet mikserskich, prezentujących często bardzo skromne możliwości. Bardziej liczył się wówczas pomysł na „nietypowe” wykorzystanie typowych urządzeń niż funkcje, które urządzenia te udostępniały realizatorom. Jak również kiedyś wspominałem, dla zwiększenia liczby kanałów wejściowych zaczęto łączyć dostępne wówczas na rynku konsolety, ale nie tylko w tym celu...

Niektóre z nich – o czym być może nigdy wcześniej nie wspomniałem – wykorzystywano też jako tak zwane matryce umożliwiające kierowanie określonej liczby zsumowanych sygnałów z wejść do określonej liczby potrzebnych wyjść audio – liczby znacznie większej niż pozwalały na to możliwości pojedynczej konsolety. Rozwiązanie takie pozwalało na znacznie większą elastyczność w kierowaniu pojedynczych lub zmiksowanych wcześniej sygnałów dla potrzeb transmisji, nagrania itp.

Z czasem producenci konsolet audio zaczęli wyposażać swoje urządzenia w zintegrowane matryce sygnału, co, ujmując rzecz najprościej, było niewielkim, prostym w konstrukcji mikserem, wbudowanym w duży mikser. Niektórzy z nich wprowadzali też na rynek samodzielne urządzenia przeznaczone do tego typu zastosowań. Przykładem takiego produktu może być Midas XL88, będący typową, zewnętrzną matrycą analogową.

Urządzenia takie umożliwiały rozszerzenie funkcji konsolet, które nie miały zintegrowanej matrycy. Wrócę do tego wątku nieco później, ale zanim to nastąpi, wyjaśnijmy sobie kilka podstawowych zagadnień dotyczących matrycy sygnału.

CZYM JEST MATRYCA AUDIO?

Traktując rzecz w dużym uproszczeniu można powiedzieć, że matryca jest urządzeniem elektronicznym, wyposażonym w określoną liczbę obwodów miksujących, umożliwiającym kierowanie wielu sygnałów z wejść do wielu wyjść. Urządzenie takie jest wyposażone w prosty system kierowania sygnału (przyciski ON/OFF) oraz elementy regulacyjne (najczęściej są to potencjometry) pozwalające na wyznaczenie ilości sygnału kierowanego z danego wejścia do wzmacniaczy sumujących poszczególnych wyjść. Liczba pojedynczych elementów regulacyjnych matrycy jest zwykle iloczynem jej wejść i wyjść, do których możliwe jest kierowanie sygnałów z tych pierwszych. Nieco bardziej rozbudowane matryce – głównie te, które funkcjonują jako samodzielne urządzenia – wyposażane są w szereg dodatkowych funkcji, jak przyciski wyciszania sygnał wejść i wyjść, odwracanie polaryzacji na wyjściach, wprowadzanie opóźnienia sygnału itp.

Należy jednak pamiętać, że ta mocno uproszczona definicja matrycy audio ma praktycznie zastosowanie wyłącznie w przypadku urządzeń analogowych. Konstruowane dziś w technologii cyfrowej oparte na DSP matryce to wysokiej klasy urządzenia, oferujące również bardzo szeroki zakres możliwości obróbki sygnału. Oprócz wymienionych wcześniej funkcji – typowych dla analogowych urządzeń tego typu – udostępniają one szeroką gamę procesorów kontroli dynamiki sygnału, korekcji czy kontroli zakresu opóźnienia sygnału. Pozwalają też na tworzenie i zarządzanie złożonymi instalacjami elektroakustycznymi, z możliwością wielopoziomowej kontroli (na przykład ograniczania dostępu do poszczególnych sekcji matrycy i/lub gałęzi instalacji), których ustawienia nie powinny być zmieniane przez przypadkowe, nieuprawnione do tego osoby. Sygnały wysyłane z matryc mogą być konfigurowane w trybie mono lub stereo. Mogą też być konfigurowane w domenie cyfrowej albo analogowej z cyfrowym kontrolowaniem ich poziomów.

Przykładem matryc opartych na DSP oraz dedykowanym oprogramowaniu, a do tego z możliwością zdalnego kontrolowania ich parametrów pracy, mogą być urządzenia takie jak Soundweb London Blu marki BSS, P64 Dynacorda czy N8000 NetMax firmy Electro-Voice. Jak widzimy, matryce – zarówno samodzielne, jak i te wbudowane w koncertowe konsolety analogowe – w dobie cyfryzacji nie tylko nie straciły nic ze swoich zalet, a wręcz przeciwnie, zyskały bardzo wiele. Dzięki nowej technologii ich możliwości się zwiększyły i stały się znacznie bardziej elastyczne, jeśli chodzi o zakres możliwości ich stosowania.

Przykładowo, ponadczasowy klasyk, wyznaczający standard wśród koncertowych konsolet audio, analogowy Midas XL4, miał wbudowaną matrycę 8 x 8, pozwalającą na sumowanie 8 podgrup i rozesłanie ich do 8 niezależnych wyjść.

Zastosowany tu moduł był produkowany również jako samodzielne zewnętrzne urządzenie, funkcjonujące na rynku pod handlową nazwą XL88, o czym wspomniałem wcześniej.

Inna – dla porównania – konsoleta, zaprojektowana i wykonana znacznie później, już w technologii cyfrowej, jaką była popularna swego czasu Yamaha M7CL, oferowała matrycę typu 19 x 8, która pozwalała już na wysłanie do matrycy i sumowanie 16 miksów, a także 3 miksów głównej sumy – L, R i Mono, a następnie rozesłanie ich do 8 niezależnych wyjść. Dodatkową zaletą w tym przypadku była możliwość wykorzystania filtrów pozwalających na kształtowanie charakterystyki sygnału na wyjściach.

Dla porównania, przyjrzyjmy się teraz sekcjom matrycy w kilku przykładowo wybranych konsoletach, które swego czasu były lub są nadal używane (nie tylko) na naszym rynku.

DiGiCo SD7 – wyposażona została w matrycę oferującą wykorzystanie do dwunastu wyjść. Dla każdego z nich dostępny jest 8-zakresowy korektor parametryczny, wielopasmowa kontrola dynamiki, bramkowanie oraz wprowadzanie olbrzymiego wręcz zakresu opóźnienia sygnału. Do wejść matrycy może być kierowany sygnał testowy z wewnętrznego generatora, sygnały z kanałów wejściowych, z 32 grup audio oraz szyn pomocniczych Aux.

Yamaha CL5 – wyposażona została w matrycę pozwalającą na tworzenie do ośmiu linkowanych wyjść w opcji mono lub stereo. Sygnał do matrycy może być kierowany z kanałów wejściowych, szyn miksujących oraz sumy głównej. Dla każdego z wyjść dostępny jest też 4 zakresowy korektor parametryczny oraz moduł kontroli dynamiki, który może być skonfigurowany jako kompresor, ekspander lub kompander. Ponadto dla matrycy może być wykorzystywany także wirtualny rack konsolety, zawierający jedno z najnowszych rozwiązań producenta, tj. „Premium Rack”, udostępniając użytkownikowi 15 tercjowych korektorów graficznych (Flex15 EQ), a także inne procesory znajdujące się na pokładzie konsolety.

Soundcraft Vi6 – to konsoleta, którą producent wyposażył w bardzo rozbudowaną matrycę 32 x 16, z możliwością jej dowolnej konfiguracji, co niewątpliwie jest bardzo wygodnym rozwiązaniem dla użytkownika. Może on skonfigurować do 16 wyjść matrycy, a sygnał – w zależności od potrzeb – może być kierowany do nich indywidualnie z różnych źródeł, w sposób pozwalający na pełną personalizację wykorzystania matrycy. Każde z wyjść matrycy może być zasilane sygnałem z różnych źródeł – zależnie od realizacyjnych uwarunkowań. Do wejść może być kierowany sygnał z wyjść bezpośrednich, wejść, szyn miksujących oraz sumy głównej. Dodatkowo dla każdego wyjścia matrycy udostępnione są EQ, kompresor, limiter oraz wprowadzanie zakresu opóźnienia sygnału.

Avid VENUE D-Show – w tym przypadku do modułu matrycy o ośmiu wyjściach mono lub stereo może być kierowany sygnał z szyn aux, grup audio, głównej sumy konsolety oraz ośmiu wejść definiowanych przez użytkownika. Dla każdego z wyjść przewidziany został korektor graficzny oraz wprowadzanie opóźnienia sygnału. Adekwatnie do potrzeb dostępne są też procesory kontroli dynamiki sygnału oraz efekty. Producent przewidział tu również osiem definiowalnych enkoderów. Mogą one kontrolować wyjścia, poziomy źródeł sygnału wejściowego matrycy lub panoramę dla wyjść w konfiguracji stereo.

Midas PRO9 – oferuje globalnie szesnaście wyjść sekcji matrycy, które mogą być „zasilane” sygnałem z kanałów wejściowych, szyn aux, wyjść bezpośrednich, powrotów, oraz wyjść sumy głównego miksu. Miksy w przypadku tej konsolety zgrupowane są w pary, pozwalające na skonfigurowanie do ośmiu stereofonicznych wyjść, szesnastu wyjść mono lub kombinacji obydwu opcji. Dla sekcji matrycy dostępna jest kompresja, wprowadzanie opóźnienia sygnału oraz 31-pasmowy korektor graficzny lub 6-zakresowy przestrajalny korektor parametryczny – do wyboru.

Allen & Heath iLive – konsoleta oferuje 32 szyny w pełni konfigurowalne jako stereo/mono, grupy audio, auxy, wyjścia matrycy i inne. Wejścia matrycy mogą otrzymywać sygnał z grup, głównej sumy, racka efektów, pokładowego generatora sygnału testowego, a także mikrofonu zleceniowego realizatora. Dodatkowo do matrycy może być też kierowany sygnał z dedykowanych jej zewnętrznych wejść. Dla każdego wyjścia sekcji matrycy przewidziane zostały następujące procesory: korektor parametryczny, 28-zakresowy korektor graficzny, kompresor, limiter oraz regulacja zakresu opóźnienia sygnału.

SSL Live – jest to pierwsza konsoleta live’owa tego producenta. Oferuje ona dużą matrycę 32 x 32, dla której źródłem sygnału mogą być kanały wejściowe, grupy, auxy oraz miks sumy głównej. Ciekawym i bardzo nowatorskim rozwiązaniem jest tu możliwość podzielenia matrycy na cztery mniejsze, samodzielne sekcje. Producent przewidział też po dwa punkty insertowe dla każdego toru sygnałowego matrycy.

JAK MOŻNA EFEKTYWNIE WYKORZYSTYWAĆ MATRYCE?

Na to pytanie nie znajdziemy zwięzłej i jednoznacznej odpowiedzi. W przypadku stałych instalacji elektroakustycznych wykorzystanie matrycy jest najczęściej uzależnione od kryteriów wyznaczonych przez zamawiającego jej wykonanie. Liczba gałęzi takiej instalacji, ich przeznaczenie oraz funkcje wynikają wyłącznie z potrzeb zamawiającego. Podobnie rzecz ma się również z liczbą i rodzajem urządzeń stanowiących źródła sygnału (mikrofony, odtwarzacze materiału muzycznego itp.), a także z ustanowieniem poziomów bezpieczeństwa – czyli możliwości dostępu do poszczególnych modułów odpowiadających za działanie całości.

Zakres funkcji i niezbędnej wiedzy pozwalającej na korzystanie z instalacji jest znacznie mniejszy niż zakres wiedzy niezbędnej do administrowania i zmian konfiguracyjnych, które muszą być zawsze wykonywane przez osoby do tego uprawnione.

W przypadku realizacji różnych przedsięwzięć na żywo korzystanie z matrycy będzie zawsze wynikało z indywidualnych potrzeb podyktowanych konkretną sytuacją oraz kreatywności realizatora. Tu również nie znajdziemy żadnej prawidłowości, którą można by uogólnić i przyjąć za uniwersalny tak zwany „złoty środek”, idealnie sprawdzający się bez wyjątków w każdej sytuacji. Podczas pracy na żywo sekcja matrycy może być wykorzystywana dla tworzenia miksów niezależnych od głównego miksu FOH, w celu wysłania ich niezależnie do kilku różnych miejsc przeznaczenia w obszarze, na którym realizowane jest nagłośnienie. Do matryc możliwe jest bowiem wysłanie sygnału grup audio, auxów, tworzonych sub-miksów czy wreszcie miksu głównej sumy konsolety, a następnie rozesłanie wykreowanego „miksu z miksów” do oddzielnych pomieszczeń, głośników strefowych itd. Podczas koncertu matryca na stanowisku FOH może być wykorzystana dla szybkiego przełączania się pomiędzy konsoletą głównego wykonawcy, a konsoletą wykonawcy otwierającego koncert. Jest to oczywiście tylko jeden z możliwych sposobów podłączenia dwóch lub kilku konsolet do tego samego systemu nagłośnieniowego. Konsolety „supportów” można podłączyć bezpośrednio do zewnętrznych wejść matrycy w konsolecie głównej, a wyjścia matrycy wykorzystać do sterowania systemem PA.

Wyjścia matrycy mogą też stanowić źródło sygnału dla poszczególnych sekcji rozbudowanego systemu nagłośnieniowego, składającego się z głównych gron, klastra centralnego oraz sekcji głośników strefowych, głośników sufitowych, umieszczonych pod balkonami, w lożach, foyer itd. Dodatkową zaletą takiej opcji jest możliwość pełnej kontroli pokrycia dźwiękiem nagłaśnianego obszaru, a przede wszystkim możliwość pełnej kontroli rozkładu SPL we wszystkich jego strefach.

W sytuacji gdy odsłuchy na scenie nie są realizowane z osobnej konsolety, wyjścia matrycy w konsolecie głównej mogą posłużyć za źródła sygnału dla odsłuchów podłogowych i/lub bocznych. Należy tu jednak wyraźnie zaznaczyć, że rozwiązanie takie jest jedynie półśrodkiem, czy, jak to się niekiedy określa, „złem koniecznym”. Jest ono bowiem obciążone pewnym ograniczeniem, polegającym na tym, że niestety zmiany poziomów wprowadzane przez realizatora do głównego miksu z przodu będą wpływały na poziomy i proporcje miksów wysyłanych do odsłuchów na scenie. Nie ma potrzeby chyba wyjaśniać, że jest to zjawisko uciążliwe i na dłuższą metę bardzo irytujące dla wykonawców, które bez wątpienia stać się może powodem konfliktu. Znacznie wygodniej jest kierować sygnał do odsłuchów na scenie z szyn pomocniczych (AUX), skonfigurowanych w tryb PRE – przed tłumikiem kanału.

Wyjścia matryc mogą również stanowić źródło sygnału dla potrzeb rejestracji lub transmisji. Podczas procesu miksowania materiału dla potrzeb rejestracji, TV lub sesji nagraniowej w studio matryca może być wykorzystywana dla umożliwienia reżyserowi lub producentowi monitorowania przebiegu trwającego procesu miksowania. Może też posłużyć do wykreowania proporcji pomiędzy zmiksowanym obrazem dźwiękowym oraz ilością sygnału z mikrofonów ambientowych, zwiększając wrażenie uczestniczenia w transmisji lub nagraniu „live”.

Jednym z etapów miksowania dźwięku podczas koncertu lub spektaklu na żywo jest wspomaganie źródeł sygnału, które są słabsze i dlatego „odzywają się” na scenie o wiele ciszej, niż z natury najgłośniejsze źródło, z którym mamy do czynienia w danym projekcie. Głos czy instrumenty smyczkowe są znacząco cichsze w porównaniu z werblem i dlatego werbel potrzebuje w miksie znacznie mniej wzmocnienia, niż wokaliści, którzy zwykle potrzebują go bardzo dużo. Rzecz ma się podobnie z kilkoma innymi instrumentami, jak na przykład z gitarą elektryczną, której sygnał wyjściowy przetwarzany jest przez głośny wzmacniacz. Często zdarza się, że w pomieszczeniach klubowych o małej kubaturze i małych scenach wzmacniacze gitarowe nie są retransmitowane do głównego miksu, gdyż są one mocno słyszalne wprost ze sceny. Emitowany przez nie dźwięk wdziera się i tak do miksu poprzez inne mikrofony pracujące na scenie, co powoduje, że są one wystarczająco (często nadmiernie) głośne – bez dodatkowego wsparcia przez system nagłośnieniowy. Nietrudno się chyba domyślić, że tak złożony miks nie będzie odpowiednim materiałem do rejestracji, gdyż proporcje pomiędzy poziomami instrumentów, wokali oraz zawartość efektów dla emitowanego przez głośniki i rozpraszanego w powietrzu materiału będzie inna niż wymagają tego uwarunkowania wynikające z rejestracji materiału, bez względu na jego metodę. Matryca pozwala w tym przypadku na poskładanie oddzielnego miksu przeznaczonego wyłącznie do rejestracji, prezentującego odpowiednio ukształtowane proporcje oraz uwzględniającego wszystkie instrumenty i źródła sygnału biorące udział w danym przedsięwzięciu.

Osobnym zagadnieniem są tak zwane kompleksowe imprezy korporacyjne, potocznie zwane „iwentami”, podczas których najczęściej zachodzi potrzeba kierowania dźwięku do wielu miejsc przeznaczenia, znajdujących się z dala od głównego miejsca ceremonii. Oprócz głównej sali ze sceną, w której odbywa się oficjalna część uroczystości, zachodzi niekiedy potrzeba przesłania dźwięku do pomieszczenia VIP-ów, garderoby artystów, stanowiska operatora telepromptera, operatora wideo, kamerzysty czy stanowisk tłumaczy. Zdarza się również, że dla każdego z wymienionych powyżej miejsc przeznaczenia wymagany jest inny miks. Oczekujący na swoje wyjścia artyści chcą zwykle słyszeć głośniej mikrofony konferansjerskie, niż pozostałe źródła sygnału. Inne preferencje mogą mieć natomiast operatorzy wideo itd. Matryca pozwala na rozesłanie do kilku miejsc przeznaczenia miksu głównej sumy konsolety albo zestawienie tylko tych źródeł sygnału – w odpowiednich ilościach i proporcjach – które spełniają określone oczekiwania. Możliwość wykorzystania filtrów korekcyjnych oraz wprowadzania opóźnienia sygnału dla wyjść matrycy pozwala na wykorzystanie jej jako źródła sygnału dla nagłośnienia stref, co jest zwykle stałym elementem wymaganym podczas tego typu imprez.

Kolejną z możliwości wykorzystania matrycy jest tryb pracy powszechnie określany mianem „mix-minus”. Polega on na tworzeniu miksów wykluczających jedno lub kilka źródeł sygnału w odniesieniu do globalnego miksu. Idealnym przykładem trybu mix-minus jest system konferencyjny, gdzie przed każdym z uczestników spotkania umieszczona jest stacja składająca się z mikrofonu oraz niewielkiego głośnika. Głośnik ten odtwarza sygnały z wszystkich pozostałych mikrofonów, oprócz mikrofonu własnej stacji, gdyż każda osoba słyszy własny głos bez konieczności jego dodatkowego wzmocnienia. System redukuje również wzmocnienie sąsiednich mikrofonów, zapobiegając generowaniu sprzężeń akustycznych.

Niewątpliwą zaletą matryc jest również możliwość tworzenia „pozornych miksów”. Jest to swego rodzaju anegdota, choć podobno opowiadana na kanwie autentycznej sytuacji, którą kiedyś opowiedział jeden z realizatorów.

Otóż podczas pewnego festiwalu z udziałem sporego grona wykonawców-amatorów oraz gromadki niesfornych dzieciaków obaj z asystentem niemal własnymi pazurami rzeźbili we wszechobecnym chaosie i opornej materii coś, co byłoby choć trochę przyswajalne dla ludzkich uszu. Kiedy wreszcie nadszedł moment, w którym zaczęło się im podobać to, co uzyskali, pojawił się problem. Do konsolety rozpoczęły się „pielgrzymki” osób z życzliwymi sugestiami, prośbami, a także zdecydowanymi żądaniami typu „zróbcie coś panowie – tam w drugim rzędzie śpiewa moje dziecko i wcale go nie słychać!”, „za chwilę wyjdzie moja dziewczyna, to niech pan da ją głośniej od tej, co teraz śpiewa” itp.

Autor opowieści, nie chcąc prowokować konfliktów, do każdego z przybywających „interesantów” odnosił się z szacunkiem, wykazując się rzadko spotykaną w podobnych sytuacjach u innych osób dozą zrozumienia i cierpliwości. Posługując się gałkami sekcji matrycy, do której nic nie było wysłane i nic z niej nie wychodziło, „uwzględniał” wszelkie prośby i uwagi, za każdym razem pytając życzliwie i z uśmiechem „czy teraz jest lepiej?” Zazwyczaj było lepiej, a co najważniejsze powodowało, że zadowolona osoba nie wracała po raz kolejny z dalszymi sugestiami... Opisana sytuacja dotyczy analogowej konsolety, wyposażonej w okazałą matrycę. Liczba elementów regulacyjnych w takich konsoletach potrafiła zrobić wrażenie niemal na każdym. Nic więc dziwnego, że pozorny ruch tak sugestywnie działał na wyobraźnię laika. Samo życie...

Marek Witkowski