Efektové procesory slouží k úmyslnému zkreslení vstupního signálu výpočetním algoritmem, jehož smyslem je vytvoření umělých efektů. U efektových procesorů je možné stanovit poměr mezi původním signálem („dry“) a upraveným signálem („wet“) na výstupu.
Nejběžnější druhy efektů jsou:
- Delay (echo) – přidává do signálu jeho časově zpožděné kopie. Při jejich kratším časovém zpoždění lze dosáhnout „projasnění“ zvuku, při delším zpoždění vzniká ozvěna. Při analogovém zpracování se ozvěna vytvářela nekonečnou smyčkou signálu pomocí zápisu na magnetofonový pásek. Signál z nekonečné smyčky byl přimíchán k původnímu signálu, čímž došlo k tvorbě ozvěny.
Parametry, které se u tohoto efektu uplatňují, jsou například čas mezi jednotlivými opakováními zvuku (delay time), hustota opakování (feedback) a také stereofonie těchto opakování (panning).
- Reverb (dozvuk) – modeluje prostor, ve kterém je zvuk vytvářen. V analogovém zpracování se pro tvorbu dozvuku využívalo tzv. dozvukové komory, tedy místnosti, kde záměrně dochází k mnohonásobným odrazům vlivem tvaru a pohltivosti odrazných stěn místnosti. V dozvukové místnosti byl příslušný zvuk přehrán a vlivem odrazů od stěn a předmětů v místnosti vznikl dozvuk. Odražené vlny byly zaznamenány na magnetofonový pásek a přimíchány do původní stopy.
Digitální tvorbu reverbu je možné provést několika způsoby. Jednou z možností je tzv. konvoluce. Jde o úpravu vstupního signálu, který prochází přenosovým systémem s definovanou impulsovou odezvou. Pomocí konvoluce (násobením spektra vstupního signálu s přenosovou charakteristikou prostoru) lze jednoduše realizovat dozvuk signálu v požadovaném prostoru – tzv. konvoluční reverb.
Základním parametrem reverbu je doba dozvuku (reverb time). Kmitočtovou filtrací odraženého signálu lze simulovat pohltivost stěn v prostoru, od kterých se zvuk odrazil. Typicky se využívá dolní propust (vysoké kmitočty s totiž tlumí s přibývajícími odrazy vln). Mezní kmitočet této filtrace se nastavuje parametrem cut off frequency. Přenosovou charakteristiku konkrétního prostoru je možné měřit různými způsoby. Jiným přístupem k zavedení zpětné vazby do přenosového systému je využití digitálních (číslicových) filtrů, kterými lze přenosovou charakteristiku modelovat. Nejčastěji se jedná o tyto typy:
Obr. 53. Jednoduchý FIR filtr
Obr. 54. Jednoduchý IIR filtr
Obr. 55. Jednoduchý all-pass filtr
- Chorus – jde o modulační efekt přidávající počet zdrojů (hlasů) reprodukující příslušný zvuk. Ty jsou různě zpožděny, rozmítány pomaloběžným oscilátorem (LFO (Low Frequency Oscillator)) s daným kmitočtem („rate“) a poté přimíchány k původnímu signálu. Efekt se využívá pro zvýšení „plnosti“ zvuku. Nastavitelnými parametry jsou zejména hloubku (depth) a počet zdrojů/hlasů (voices).
- Flanger – vzniká vytvořením zpětné vazby z výstupu efektu chorus na jeho vstup. Vytváří se tak mix původního signálu a jeho opožděné kopie (zpoždění je v řádu několika jednotek ms). Při takto krátkém zpoždění nedokáže ucho rozpoznat, že je zvuk vytvořen ze dvou separovaných zvuků. Proměnnou rychlostí kmitání pomaloběžného oscilátoru (LFO) dochází v důsledku vzniku fázového rozdílu mezi původním a zpožděným signálem k odečtení některých kmitočtů. Kmitočtová charakteristika výstupního signálu tak odpovídá charakteristice hřebenového filtru.
Parametry tohoto efektu jsou zejména hloubka efektu (depth, width), kmitočet pomaloběžného oscilátoru (TLFOSpeed), střední hodnota opožděného signálu (Tkonst delay) a také úroveň signálu přivedeného zpětnou vazbou na vstup (feedback).
- Phaser – je tvořen širokopásmovým filtrem. Podle úrovně vstupního signálu dochází díky vlastnostem filtru ke změně fáze signálu. S rostoucím kmitočtem také roste zpoždění na výstupu. Phaser využívá hřebenový filtr, který je tvořen kaskádou sériově zapojených širokopásmových filtrů nebo zavedení zpětné vazby. Parametry efektu jsou jeho hloubka (rate, intensity a range), rychlost změny fáze (speed) a množství signálu přivedeného zpětnou vazbou na vstup (feedback).
- Saturátor – efekt nastavující saturaci. K ní dochází zakulacováním amplitudových špiček vstupního signálu podle zadané přenosové funkce. Jedná se o zkreslení vnášející do výsledného spektra liché násobky základního kmitočtu, přičemž dominující složkou je zpravidla třetí harmonická. Výstupní zvuk působí subjektivně „kompaktním“ a „plným“ dojmem.
- Stereo Imager – efekt modifikující stereofonii. Jedná se o psychoakustický efekt, pomocí něhož lze nastavit vyvážení pozice zdroje zvuku od hlavy v horizontálním směru (dochází zejména k úrovňovým změnám mezi levým a pravým kanálem).
- Pitch tuner – plní funkci chromatického dolaďovače. Tento efekt samočinně upravuje kmitočet signálu tak, aby odpovídal zadanému tónu. Využití je zejména při zpracování nahrávky zpěvu v případě, kdy zpěvák zazpívá falešný tón.
- Doubler – efekt zdvojuje vstupní signál, aby bylo dosaženo vjemu působení více stejných zdrojů současně. Výstupní signál se po průchodu efektem liší svou intonací, dobou trvání a dobou náběhu.
- Tremolo – efekt založený na automatizované periodické změně hlasitosti signálu napěťově řízeným zesilovačem. Parametrem efektu je zejména rychlost amplitudového kolísání (speed) a hloubka rozkmitu (depth).
- Vibráto – efekt založený na automatizované periodické změně kmitočtu vstupního signálu. V digitálním zpracování zvuku toho lze dosáhnout například kolísavou změnou rychlosti přehrávání jednotlivých vzorků signálu. I tady je významným parametrem rychlost kolísání (speed) a hloubka rozkmitu (depth).
Demonstrace výše popsaných efektových procesorů je na videu 2.
Video 2. Demonstrace efektových procesorů