Gain Staging

"Gain Staging" bedeutet über den gesamten Signalfluss hinweg den Signalpegel passend zu halten und zu kontrollieren.

 

Dies beginnt bereits bei der Aufnahme eines Signals, setzt sich fort beim Signalfluss innerhalb der Kanäle und Gruppen der DAW. Weiterhin sielt es eine Rolle dem Einschleifen externer Hardware, generell jeder AD/DA Wandlung und vielen Signalbearbeitungen. Das Prinzip des Gain Stagings wird bei Anfängern oft stiefmütterlich behandelt oder sogar ganz übergangen. Ein Grund dafür mag sein, dass sich deren Abwesenheit nicht plötzlich offenbart, sondern sich dadurch äußert, dass subtil die Klangqualität sinkt bzw. gewünschten Effekte im Signalfluss sich einfach nicht einstellen wollen. Wenn die Abhörumgebung nicht gut genug akustisch behandelt wurde, so kann es auch sein, dass Artefakte überhört werden. 

 

Für viele ist das Thema ist nicht besonders spannend, da es nicht sofort den Klang deutlich verbessert. Es ist aber dennoch wichtig, um Artefakte auszuschließen und das Maximum aus dem Signalfluss zu holen.

 

Was bedeutet es nun aber den Pegel zu kontrollieren und effektiv durch den Signalfluss bekommen?

 

Um das Thema etwas besser verstehen lohnt sich ein Blick in die Geschichte:
 

Zu analogen Zeiten war Rauschen im Signalweg ein Thema. Man versuchte den Audiopegel möglichst laut aufzunehmen, um einen möglichst hohen Rauschabstand zu bekommen (Abstand Nutzsignal zu Rauschsignal).

 

Viele analoge Geräte haben bei der Bearbeitung Rauschanteile hinzugefügt. Die Audiokette hatte jede Menge nichtlineare Verzerrungen, wobei dies nicht unbedingt den Klang verschlechtert hatte sondern im Gegenteil dem Gesamtklang oft zuträglich war. 

 

Wenn die Signale sehr laut durch die Signalkette gingen so gab es entsprechend mehr Verzerrungen und Sättigungseffekte. Auch die Kabelwege zwischen den Geräten und deren Anzahl haben den Klang des Signals mitbeeinflusst.

Der Übergang in die Sättigung verlief dabei fließend. Zur Kontrolle wurden VU-Meter verwendet.

 

In der digitalen Welt gibt es nach oben hin eine harte/absolute Grenze: 0 Dezibel.

Wenn ein Signal 0 Dezibel überschreitet so kommt es zu Digitalverzerrungen, die recht unangenehm klingen und daher unbedingt vermieden werden sollten. Genau aus diesem Grund muss am Ende des Masterkanals immer ein Limiter sein, welcher sicherstellt, dass im finalen Mixdown die 0 DB Grenze nie überschritten wird  (siehe hier auch Intersample Peaks und Dithering).

 

Rauschen hingegen ist in der digitalen Welt kein Thema mehr. Durch die hohen Abtastraten (> 44,1 KHz) und die feine Auflösung (>24-Bit) und dadurch, dass es kaum noch Medienbrüche gibt, sind die Rauschanteile - selbst wenn ein Signal viele Bearbeitungsschritte durchläuft - dennoch sehr gering. 

Ein Kriterium beim Gain Staging sind die optimalen Arbeitspegel der Wandler im Audiointerface und externer Hardware, sowie deiner Plugins.

 

Bei manchen Plugins ist dies nicht so wichtig, da sie einen zusätzlichen internen Headroom besitzen (also die 0dB Grenze künstlich nach oben versetzen) oder das Signal unabhängig vom Pegel immer auf dieselbe Art und Weise beeinflussen.

Ganz anders ist dies jedoch bei Plugins bzw. externer Hardware, welche musikalische Effekte abhängig vom Eingangspegel steuern.
Beispiele sind dazu eine analoge Kompressor-Emulation mit färbendem Charakter, eine Bandmaschinen-Emulation oder ein Röhren-Equalizer, der dem Signal je nach Signalpegel noch Obertöne hinzumischt.

 

 

ACHTUNG: Vielleicht hast du die Peakmeter bereits übersteuert und hast dennoch keine Digitalverzerrungen gehört. Dies liegt daran, dass DAWs heutezutage weiteren Headroom intern dazu geben und somit Digitalverzerrungen an manchen Stellen kaschieren, wo sie eigentlich bereits auftreten sollten.
Dies ist eine trügerische Sicherheit, die letztlich doch immer zu Klangeinbußen an andererStelle führt. 

 

Um dies zu vermeiden empfehle ich dir konsequent und von Anfang an immer darauf zu achten, dass du zu keiner Zeit über 0 dB kommst.

 

Viel Theorie bis hierher.  Lass und nun konkreter werden.

 

Hier ein paar ganz typische Fälle, wo das das Gain Staging eine Rolle spielt:

  1. Fall: Das Musiksignal in die DAW bringen

 

Wenn du beispielsweise ein Mikrofonsignal mittels eine Preamps in die DAW bringst, so musst du sicherstellen, dass die A/D Wandler am Eingang deines Audio-Interfaces nicht übersteuern.

 

Dies stellst du sicher indem du den Ausgang deines Preamps entsprechend runterregelst. Achtung: Dies geschieht NICHT über den Eingangsverstärker des Interfaces!

 

Zum einen ist dies notwendig, um auch die lautesten Stellen ohne Clipping in die DAW zu bekommen -  zum anderen macht es aber auch Sinn, dass das Signal innerhalb der DAW noch genügend Headroom nach oben hat, sodass du nicht gleich beim ersten EQ Boost schon wieder an der 0 dB Grenze bist. 

 

Wenn du virtuelle Instrumente einsetzt, macht es auch hier Sinn den Ausgang des virtuellen Instrumentes ggfs. herunter zu regeln.

 

Als Daumenregel empfehle ich einen Pegel um -18 dB anzustreben. Die Peaks gehen je nach Instrument dann vielleicht noch bis -10 bis -6 dB hoch.


-18 dB ist als Referenzwert sinnvoll, da dort der Sweetspot der meisten AD/DA Wandler liegt.
 

Achtung: Den Arbeitspegel innerhalb des Kanals stellst du NICHT über die Kanalfader ein! An der Stelle wäre es bereits zu spät, da dein Signal zuvor mit zu hohem Pegel durch die ganze Signalkette des Kanals wandern würden.

 

Nutze stattdessen den internen Gain-Regler des Kanals, den Gain der Region oder indem du zu Beginn des Kanals bei Bedarf ein TRIM-Plugin einsetzt. 

2. Fall: Den Arbeitspegel innerhalb eines Kanals kontrollieren.

 

Innerhalb eines Kanals solltest du ohnehin schon Level Matching betreiben, damit du dich nicht selbst betrügst und die Laustärkeverhältnisse nicht durcheinander bringst nachdem der Roughmix steht. 

 

Die meisten Plugins haben Input- und  Output-Regler. Falls kein Output Regler existiert solltest du dahinter ein weiteres Plugin einfügen mit dem du den Pegel wieder korrigierst.

 

Wie oben bereits erwähnt gibt es Plugins, die gewisse Effekte pegelabhängig überhaupt erst erzeugen. Meistens liefern diese Plugins eine Pegelanzeige mit, sodass du den Einsatzpunkt des Effektes mittels Input- und Output-Reglers selbst einstellen kannst.

Beachte, dass nicht alle Plugins denselben Sweetspot haben. Wenn du einen Mastering-Kompressor in einem Instrumentenkanal einsetzt kann es sein, dass seine Färbung nicht wirklich hörbar wir, da der Kompressor dazu mit höherem Pegel angefahren werden müsste (Hier hilft ggfs. dann ein Blick ins Handbuch).

3. Fall: Übersteuerungen in Gruppenkanälen oder im Masterkanal

 

Bei größeren Projekten mit sehr vielen Spuren trifft dieser Fall nahezu immer zu.

Auch wenn die Signale aller Einzelkanäle von Gain Staging her unter Kontrolle sind, so ist die Summe oft bereits übersteuert, da die Signale dort aufsummiert sind.

 

Dies Problem lässt sich leicht lösen, indem du ein TRIM-Plugin in den ersten Insertslot des Kanals einfügst und den Pegel entsprechend absenkst für die folgenden Plugins in der Signalkette.

4. Fall: Automation von leisen Instrumenten im Mix

 

Falls du ein Instrument gut ausgesteuert hast – dasselbe im Mix jedoch sehr leise ist – so wird der Kanalfader wahrscheinlich sehr weit unten stehen.

 

Da die Kanalfader nicht linear aufgebaut sind, wird jede winzige Änderung im unteren Bereich einen Sprung von mehreren Dezibel bewirken, was sich speziell bei Automationen ungünstig auswirken kann.

Für diesen Fall kannst du Abhilfe schaffen, indem du dieses Mal am Ende des Kanals ein TRIM-Plugin einsetzt. In demselben Maße wie du am Ende des Kanals den Pegel mit diesem Plugin reduzierst kannst du den Fader auch wieder hochregeln ohne dass sich die Lautstärke des Kanals ändert. Mittels dieser Vorgehensweise hast du wieder einen Fader im oberen Arbeitsbereich.

Als Trim Plugin empfehle ich das kostenlose Plugin "Gain" von Blue Cat Audio. 

Den Einsatz empfehle ich, für die oben beschiebenen Fälle 2-4.

 

Für den ersten Fall (d.h. den Ausgangspegel der Spuren festzulegen) empfehle ich hingegen den Einsatz eines VU-Meters. 

Der Einsatz eines VU-Meters bei dem Einpegeln hat viele Vorteile:

- Wenn das VU-Meter auf -18 dBFS kalibriert ist und du in der VU-Anzeige den Pegel so um die 0 einstellest, so bist du im Bereich des Sweetspots deiner AD/DA Wandler und hast gleichzeitig eine hohe Sicherheit, das selbst sehr transienten reiche Signale wie eine Snare oder Kickdrum nicht die technische Grenze von 0DB überschreiten.  Digitalclipping muss vermieden werden.

- Da das VU-Meter dir die empfundene Lautheit  (RMS-Wert) anzeigt (also nicht den technischen Spitzenwert, der bei über 0dB zu Digitalverzerrungen führt) kannst du sicher sein, dass alle Spuren nach dem Einstellen nahe 0 dB VU auch ähnlich laut klingen. 

 

Hier ist es wichtig nochmal ganz klar zu verstehen, dass es beim Mixen natürlich niemals sinnvoll ist am Ende alle Spuren gleichlaut zu haben, oder dies auch nur anzustreben. Dadurch würde letztlich kein einziges Instrument gut hörbar sein. Das Ohr des Hörers wüsste nicht worauf es sich konzentrieren sollte und es wäre so, als würde man ein Theaterstück ausschließlich mit Hauptrollen besetzen wollen.  So etwas kann nicht funktionieren.

 

Dennoch ist es hilfreich, wenn die Faderstellung zu Beginn des Roughhmixes tatsächlich mit der empfundenen Lautheit korreliert, denn dazu sind die Fader ja da. Sie sollten die empfundenen Lautstärke Verhältnisse darstellen.

 

- Ein weiterer Vorteil von VU-Metern ist, dass sie dir gleich zu Beginn schon Hinweise auf Signale geben, die komprimiert werden sollten. Sie sind eine geniales Instrument, um die Wirkweise von Kompression auf einem Signal zu bewerten, da sie unser Hörempfinden viel besser visuell darstellen als die Peakmeter deiner DAW. Ungleichmäßig eingespielte Instrumente oder Gesang fallen schon visuell gleich auf.

 

Das VU-Meter von TB Pro Audio habe ich beispielsweise immer auf der Summe.

 

 

Das Plugin mvMeter 2 von TB Pro Audio  ist kostenlos und überzeugt durch seine Präzision und ballistischen Eigenschaften.

Für das Level Matching innerhalb eines Kanals empfehle ich das Plugin GainMatch von LetiMix.

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