Prudkému rozmachu masově dostupných virtuálních nástrojů dnešní doby předcházely dvě hlavní historické tendence. Zaprvé to byla realizace různých metod zvukové syntézy, od analogové subtraktivní přes FM až k matematickému modelování a samplingu, v čistě hardwarové podobě. Obrovský rozmach a stále větší dostupnost elektronických klávesových nástrojů přibližně od poloviny 80. let dvacátého století způsobily, že se elektronické klávesové nástroje staly nedílnou součástí populární hudby, ale i jiných žánrů.

Druhý směr vývoje určovaly často nekomerční, ryze vědecké zájmy vysokoškolských výzkumných ústavů, kde se ověřovaly různé možnosti simulace chování akustických soustav hudebních nástrojů - tzv. modelování. Stav tehdejšího vývoje výpočetní techniky většinou neumožňoval provozovat tyto modely v reálném čase: vždy chvíli trvalo, než se vypočtený zvuk vygeneroval a bylo možno jej přehrát. Přenesením poznatků modelování na počítačích pro všeobecné použití do specializovaných signálových procesorů bylo možné sestavit nástroje, které skutečně hrály téměř okamžitě po stisku klávesy...

DDatovým masteringem rozumíme tvorbu struktury finálního kompaktního disku tak, aby odpovídala normě Red Book. Tato norma definuje požadavky na uspořádání zvukových stop, pauz a dalších součástí dramarurgie CD pro zajištění kompatibility v rámci formátu CD-DA. Samozřejmě, že původní poměrně přísná norma se časem rozšiřovala a zmírňovala a dnes se bez její důkladné znalosti při přípravě CD pro duplikaci v zásadě obejdeme. Pro realizaci datového masteringu jsou totiž k dipozici buď specializované programy, nebo ty, které jsou součástí většího programového balíku. Tyto programy v podstatě nedovolí překročení běžných norem a minimálních požadavků na výrobu CD-DA. Samotná norma se v průběhu let vyvinula v definitivní podobu, která zřejmě dospěla ke svým technologickým hranicím a tak se CD jakožto nerozšířenější médium dneška pro masovou distribuci hudby dá považovat za uzavřenou kapitolu.

Struktura CD-DA
Uveďme pár faktů, které je dobré mít na paměti s ohledem na přípravu finální předlohy pro výrobu tzv. masteru. Pro přehlednost uveďme shrnující schéma řetězce operací při výrobě nahrávky (viz obrázek 1). Zvukový mistr, který se zabývá zvukovým masteringem, má ve valné většině případů na starosti také datový mastering.
Formát CD-DA (Compact Disc Digital Audio) představuje 16bitový lineární stereofonní záznam zvuku na kotouč o průměru 12 cm...

Za mastering zvukové nahrávky považujeme poslední tvůrčí krok při její výrobě. Je to vlastně článek řetězu mezi mixáží a výrobou masteru pro duplikaci. Většinou nebo velmi často je za mastering zvukového CD zodpovědný jiný mistr zvuku než ten, který desku nahrával a míchal. Má to své výhody - specialista v dané problematice se může zaměřit na konkrétní požadavky producenta a kapely, není rozptylován předchozí znalostí zvukového obsahu nahrávky a dodrží si tak určitý odstup a nadhled. Masteringový mistr zvuku je tak vlastně prvním objektivním posluchačem finální podoby díla. Jeho zkušenosti a technologické vybavení, ale především jeho uši jsou posledním článkem dlouhého řetězu operací, kterými zvukový signál prochází od prvotního sejmutí nástrojů po vylisování několikatisícové série kompaktních desek.

Až do masteringu je vše vratné, po odsouhlasení finální podoby a vylisování matrice pro výrobu CD již nikoli.
Také můžeme říci, že mastering je poslední šancí jak vylepšit zvukovou a technickou kvalitu nahrávky a také určitým způsobem standardizovat zvukový obraz (například co se týče celkové dynamiky a energie nahrávky). Paradoxně je však mastering článkem v celém řetězci nejslabším. Vysvětlení: jde-li nám o to, aby nahrávka "dobře hrála" a to pokud možno na všech dostupných reprodukčních zařízeních, pouštíme se v podstatě na tenký led...

Pod pojmem rekonstrukce a restaurace zvukového signálu rozumíme obnovení některých jeho chybějících parametrů nebo naopak odstranění nežádoucích příměsí a dílčích signálů, které v původním záznamu nebyly přítomny, ale vznikly například záznamem na konkrétní typ média (magnetofonový pásek, gramodeska apod.).

Proces tzv. čištění nahrávek přichází ke slovu tehdy, není-li z nějakých důvodů k dispozici lepší varianta záznamu, jedná-li se o unikátní záznam nebo utrpěl-li původní záznam například nevhodným přepisem. Ať už slouží proces obnovy nebo restaurace zvukového signálu k jakémukoli účelu, jedná se zpravidla o velmi náročný a zdlouhavý proces, který je vždy nutno pojmout individuálně při účelné a citlivé volbě vhodných technických prostředků, aby výsledek rekonstrukce nebyl zvukově nepřirozený. Přesto se pokusme zobecnit některá pravidla a užívané postupy pro čištění nahrávek...

Principem umělého zpoždění signálu je uchování zvukové informace v mezipaměti a jeho opožděné spuštění buď samostatně, nebo v kombinaci s původním signálem. Efekt samotný je znám i z reálného světa: všichni známe populární zvolání "jak se máš, Rakousko?" kdesi mezi skalami. Zvuková vlna, šířící se vzduchem rychlostí přibližně 340 m/s, se po odrazu vrací zpět k našim uším a je-li přítomno více takových odrazů, vzniká efekt tzv. echa. Hranice, kde lidské ucho začíná vnímat původní a zpožděný signál odděleně, je přibližně 100 ms. Pod touto hranicí dochází ke směšování obou signálů, případně splývání zvukové informace (pod 50 ms). Nad uvedenou hranicí již dochází k efektu echa.

V průběhu vývoje zvukové techniky byla snaha přenést tento efekt i do studií, kde by bylo možno pohodlně nastavit délku zpoždění, počet opakování atd. Požadovaný efekt se realizoval pomocí smyčky magnetofonového pásku obíhající okolo mazací hlavy, záznamové hlavy a několika přehrávacích hlav...

Dynamické procesory souvisejí bezprostředně s úpravou dynamiky zvukového signálu a to buď celopásmově nebo vícepásmově. Dynamický procesor realizuje změny úrovně zaznamenaných signálů zpravidla automaticky, podle zadaných parametrů. Jedná se o tzv. mikrodynamické změny v relativně krátkých časových intervalech, které by bylo buď nemožné nebo neefektivní realizovat jinými prostředky (např. ručním kreslením křivky změny hlasitosti). O úpravách makrodynamiky signálu jsme již hovořili ve 4. dílu v kapitole o dynamickém mixu.

V případě automatických dynamických úprav nastavujeme pouze řídící parametry dynamického procesoru buď staticky, například pro celou skladbu, anebo je v průběhu času vhodně měníme. Mezi základní dynamické procesory patří kompresor, limiter, expander a gate.
Kompresor a limiter
Kompresor je nelineární elektronický obvod (nebo jeho virtuální podoba v modulu plug-in), který zpracovává mikrodynamiku signálu tím, že signály do určité nastavené úrovně (Treshold) zachovává a od určité signálové úrovně utlumuje podle nastaveného poměru (vstup:výstup v dB)...

Původ spojení "zvukový efekt" hledejme již v dávné historii, tedy ještě v dobách čistě analogového zpracování zvukového signálu. Pod přidáním efektu k čistému signálu nebo jeho nahrazením signálem "efektovým" rozumíme úpravu dynamiky, spektra, časových parametrů, výšky ladění, přidání dozvuku apod., a to různými technickými prostředky. Původně byly zvukové efekty určeny k záměrné změně zvukového charakteru tak, aby to vyhovovalo záměru stylizace a vytvoření zvukové iluze, případně až nové reality. Příkladem je přidání umělého dozvuku k jinak "suchému" signálu - vzniká iluze nového prostorového umístění zvukového signálu do prostředí, kde nebyl nahrán. Takové bylo tedy původní chápání pojmu zvukový efekt.

Z dnešního hlediska je pojem zvukového efektu možno chápat v mnohem širším slova smyslu jako jakýkoli algoritmus digitálního zpracování, který určitým způsobem ovlivňuje jeden či více parametrů zvukového signálu. Opodstatnění tohoto širšího pojetí vyplývá také z historie...

Pokud jsme v minulosti využívali pro vícestopý záznam zvukového signálu analogové magnetofony, byly výstupy jednotlivých stop přivedeny do mixážního stolu k následným dynamickým úpravám (kompresor a Gate), korekcím spektra (ekvalizéry a filtry), přidání efektů (Hall, Delay atd.) a výslednému smíchání ve sběrnici pultu. Operace mixu je matematicky vyjádřeno aritmetickým sčítáním úrovní signálu. Jelikož u analogového magnetofonu šlo o co největší modulaci stop již při samotném záznamu (pro dosažení potřebného odstupu signál/šum), měl i výsledný signál při velkém počtu stop poměrně vysokou úroveň. Jak jednotlivé vstupy, tak i sběrnice mají u analogové techniky jistou rezervu pro výsledný mix (Headroom) a celkový dynamický rozsah nebyl omezen jako u digitální techniky - hovoříme o tzv. přebuditelnosti.

Úroveň jednotlivých stop ve vznikajícím virtuálním zvukovém obrazu regulujeme pomocí faderů (poněkud archaicky nazývaných tlumiče, hovorově "kliky"), smíchaný výstup pak master faderem. Při analogovém mixu tedy hlídáme, jestli nevzniká zkreslení limitací signálu, které ovšem nastupuje pozvolna, nikoli skokem. Celková využitelná dynamika analogových sběrnic je tedy poměrně vysoká. Běžnou hodnotou promodulování sběrnice je např. hodnota +16 dB nad nominální (pracovní) úrovní. Technicky je shora omezena napájecím napětím operačních zesilovačů.
U digitální techniky dochází taktéž ke zvýšení výstupní úrovně mixu sčítáním mnoha dílčích příspěvků ze stop DAW...

Historie vzniku DAW sahá přibližně do 70. - 80. let minulého století. Tehdy ještě relativně omezené možnosti počítačových stanic nenabízely přílišnou volnost při záznamu, přehrávání a úpravách ve vícestopém prostředí. Jedním z průkopníků komerčních řešení byla mj. firma New England Digital, která svým Synclavierem otevřela nové možnosti především v samplingu. Později přichází s modifikací Direct-to-Disk, tedy přímým zápisem digitalizovaného audio signálu na pevný disk počítače. Další významný výrobce, který dodnes představuje špičku v oboru, nese jméno Digidesign. Tato americká firma, specializující se zpočátku na vývoj aplikací pouze pro platformu Apple Macintosh, vyvíjela vždy také speciální hardware pro A/D a D/A převod, zpracování, synchronizaci a jiné úkoly spojené s vícestopým záznamem. V současné době podporuje také počítače s operačním systémem Windows a její produkty se staly studiovým standardem jak v oblasti filmu a TV, tak v oblasti hudební.

Jiným trendem byla uzavřená hardwarová řešení (např. Otari, Akai), kdy je celý systém kombinací speciálního hardware a software "uzamčen" do celku, který ke své činnosti nevyžaduje počítač. Nevýhodou takového řešení je jednoúčelnost a pořizovací cena, ale jako odměna za vynaložené peníze se zákazníkovi dostává do rukou opravdu stabilní a spolehlivá náhrada za doposud používané vícestopé analogové magnetofony. Trend uzavřených DAW systémů není zdaleka pryč, stále je mnoho výrobců, kteří nabízejí dnes již dostupné systémy pro záznam, zpracování a přehrávání vícestopé zvukové informace (Roland, TASCAM, Alesis atd.).
Opačným případem je vývoj univerzálních aplikací, které nejsou přímo svázány s hardware, ale lze pomocí nich proměnit v DAW běžný počítač pro všeobecné použití (PC, Mac)...

Pro základní potřeby zpracování zvukových souborů na počítačích využíváme tzv. audio editory. Pracují většinou s monofonními či stereofonními zvukovými soubory a je pro ně charakteristický pojem tzv. destruktivní editace. To v praxi znamená, že operace s tvarem vlny (např. Fade In, Fade Out, kopírovaní, mazání, střih), ale i ostatní, například frekvenční úpravy, probíhají přímo nad zvukovým souborem. Zpravidla je po první takové operaci v aplikaci vytvořen soubor nový, ve kterém se veškeré další úpravy odehrávají. O původní soubor tak nepřijdeme, nenahradíme-li jej upraveným souborem funkcí Save pod stejným názvem. Označení destruktivní tedy není zdaleka tak nebezpečné, jak se zdá...

V podstatě znamená, že většina operací v audio editoru je spojena se zápisem na pevný disk. V audio editorech (jako jsou Sony Sound Forge, Steinberg WaveLab, Adobe Audition atd.) můžeme řešit většinu základních úloh při zpracování zvuku na počítači, jako třeba rozdělování souboru na více dílčích fragmentů nebo naopak jejich slučování a sestřih, převod mono-stereo a naopak, normalizaci úrovně, redukci bitové hloubky, resampling, filtraci či efektové úpravy. Praktickým doplňkem bývají různé možnosti měření objektivních veličin signálu (VU metry, PPM metry, fázové korelátory, spektrální analyzátory atd.)...

Pro digitalizaci analogového zvukového signálu (z mikrofonu či jiného zdroje) používáme tzv. A/D převodníky ve zvukových kartách nebo samostatných převodnících. Princip převodu spojitého analogového signálu spočívá v jeho rozdělení na sérii diskrétních impulzů, které jsou převedeny pomocí PCM (Pulse Code Modulation) a následně uloženy například na pevný disk v podobě zvukového souboru. Čím rychleji odebíráme jednotlivé vzorky zvukového signálu, tím vyšší je maximální možný přenášený kmitočet...

Tak například u standardního zvukového CD je vzorkovací kmitočet 44.1 kHz, jedné vteřině monofonního digitalizovaného zvuku tak odpovídá 44 100 čísel. Maximální kmitočet zvuku v digitálním formátu je dán polovinou hodnoty vzorkovacího kmitočtu, tedy přibližně 20 kHz, což pokrývá potřebu uchování slyšitelných kmitočtů zvuku v digitální podobě. Ve filmové a TV praxi, ale i u čistě zvukových formátů, jako je například DVD-Audio, se využívá vzorkovací kmitočet 48 kHz či jeho násobky (96 kHz, 192 kHz pro formáty s vysokým rozlišením).
Druhou podstatnou veličinou pro předurčení kvality digitalizace zvukového signálu je tzv...