Если вы записываете звук одновременно с нескольких микрофонов или добавляете сигналы, смешивая их в программе цифровой обработки звука, то вам необходимо понимать основополагающий принцип: при сложении двух волн амплитуда результирующей волны зависит от соотношения фаз этих волн.
Иными словами, от соотношения фаз двух синусоидальных волн зависит, окажется ли их интерференция усиливающей или ослабляющей. Если две синусоидальные волны одинаковой амплитуды и частоты синфазны, т.е. вершины их “горбов” и “впадин” совпадают по времени, громкость звука, получившегося в результате суперпозиции, т.е. наложения этих волн друг на друга, возрастет вдвое. Если эти две волны противофазны, т.е. сдвинуты друг относительно друга на 180° (вершины “горбов” одной волны совпадают с вершинами “впадин” другой волны), звук полностью исчезает. (Эффект взаимного подавления колебаний за счет их сдвига по фазе получил довольно чудное название — фазовая нейтрализация (phase cancellation).) Если две синусоидальные волны одинаковой амплитуды и частоты сдвинуты по фазе, то степень их взаимного подавления зависит от величины сдвига по фазе. Например, при сдвиге по фазе, равном 90°, взаимное подавление волн будет лишь частичным — результирующая волна будет ослаблена, но не исчезнет полностью.
Этот же принцип применим к реальным звукам, состоящим из разных частотных составляющих, но к каждой частотной составляющей в отдельности. Интерференция реальных звуков приводит к полной фазовой нейтрализации только в том случае, если они идентичны по спектру, т.е. их составляющие имеют одинаковые амплитуды и частоты, и если все составляющие противофазны. Поэтому полная фазовая нейтрализация звуков в реальных условиях встречается чрезвычайно редко. Куда чаще в результате интерференции звуков происходит усиление или ослабление отдельных составляющих их спектра, в результате чего смешанный звук на одних частотах становится тише, а на других — громче вследствие эффекта усиливающей или ослабляющей интерференции.
При работе с цифровым звуком эффект фазовой компенсации может превратиться в проблему, вызывая нежелательные искажения тембра звука. Например, такую проблему может создавать звукоусилительное оборудование, если акустические системы расположены слишком близко к источнику “живого” звука (например, ударной установке). Это может привести к искажению естественности звучания музыкальных инструментов в результате наложения на естественный звук сдвинутого по фазе усиленного звука, воспроизводимого акустическими системами. Этот эффект можно использовать с выгодой — при правильно выбранном размещении акустических систем, обеспечивающем синфазность естественного и усиленного звуков, можно добиться дополнительного усиления звучания за счет эффекта усиливающей интерференции.
Аналогичная проблема возникает при записи звука с помощью нескольких микрофонов. Эта проблема становится особенно сложной при стереофонической записи и записи звучания ряда музыкальных инструментов, например акустической гитары или фортепиано, когда задача заключается в том, чтобы смешать сигналы, записанные с разных микрофонов. Из-за того, что звук в один микрофон поступает раньше, а в другой позже, мы записываем два похожих звуковых сигнала, сдвинутых по фазе друг относительно друга. При смешивании этих двух сигналов полного подавления не произойдет, но результирующий звуковой сигнал будет искаженным и более слабым, чем мы рассчитывали. Для того чтобы выявить такого рода проблему, достаточно сравнить смешанный сигнал от всех микрофонов с сигналом от одного микрофона и разместить микрофоны таким образом, чтобы добиться желаемого результата.