Skip to main content

Видьте любой звук как живой спектр.

Превратите микрофон в FFT-анализатор реального времени. Переключайтесь между полосным графиком частот, осциллографом и прокручивающейся спектрограммой; читайте пиковую частоту, её музыкальную ноту и уровень по мере изменения. Всё работает в браузере через Web Audio API — ничего не записывается и не загружается.

Нажмите «Запустить анализатор», чтобы начать. Браузер запросит разрешение на микрофон.

Анализатор спектра.

Запустите микрофон, выберите вид и наблюдайте, как частоты того, что вы играете, поёте или говорите, появляются в реальном времени.

Проверьте это перед началом

  • Разрешите доступ к микрофонуАнализатор читает живой звук с вашего микрофона, поэтому браузер запросит разрешение при первом нажатии «Запустить». Если вы блокировали его раньше, включите снова для этого сайта.
  • Выберите источник, который хотите видетьВыберите нужный вход в меню устройств — USB-интерфейс, инструментальный микрофон или встроенный микрофон покажут совсем разный спектр.
  • Учитывайте обратную связь, если динамики громкиеСигнал здесь никогда не воспроизводится, но громкий динамик, питающий тот же микрофон, всё же может нарастить воющий пик в комнате. Используйте наушники при анализе воспроизведения.
  • Начните с FFT 2048Это хороший баланс частотной детализации и отзывчивости. Больше — чтобы разделить близкие тоны, меньше — чтобы ловить быстрые переходы; компромисс объяснён ниже.

Как пользоваться анализатором спектра

  1. 1
    Запустите анализатор. Нажмите Запустить анализатор и разрешите доступ к микрофону. Статус переключается на В эфире, и дисплей начинает двигаться со звуком в комнате.
  2. 2
    Выберите вид. Переключайтесь между Полосами (частотное содержание, от низа к верху), Осциллографом (сырая форма волны во времени) и Спектрограммой (частота во времени, с прокруткой) переключателем или клавишами 1/2/3.
  3. 3
    Читайте пик. Показания показывают самую громкую частоту, её ближайшую музыкальную ноту и текущий уровень — полезно для поиска гула, настройки или называния высоты.
  4. 4
    Настройте анализ. Поднимите размер FFT для более тонкого частотного разрешения или увеличьте сглаживание, чтобы успокоить дёрганый дисплей. Уменьшите оба, чтобы быстрее реагировать на короткие звуки.
  5. 5
    Заморозьте, чтобы рассмотреть. Нажмите Заморозить (или Space), чтобы удержать текущий кадр и прочитать пик или след спектрограммы, затем «Продолжить».

Как работает анализатор спектра реального времени

Звук достигает ваших ушей как единая колеблющаяся волна давления во времени — это временная область, и именно её рисует вид осциллографа. Анализатор спектра отвечает на другой вопрос: какие частоты составляют эту волну и насколько громкая каждая? Чтобы это выяснить, он выполняет быстрое преобразование Фурье (FFT) — математическую процедуру, разлагающую короткий срез формы волны на стопку чистых синусоидальных компонент. Результат — частотная область: полосный график и спектрограмма — два способа её нарисовать.

FFT делит диапазон на равномерно расположенные бины. Число бинов задаётся размером FFT, а ширина каждого бина — это частота дискретизации, делённая на размер FFT — так что при 48 kHz FFT из 2048 точек даёт бины около 23 Hz шириной, а 8192 точки сужают их примерно до 6 Hz. В этом ключевой компромисс: больший FFT куда лучше разрешает близко расположенные тоны и низкий бас, но ему нужен более длинный срез звука, поэтому дисплей реагирует медленнее и смазывает быстрые переходы. Меньший FFT быстр и точен по времени, но сливает соседние частоты вместе.

Полосный вид использует логарифмическую ось частот, потому что так мы слышим — каждая октава (удвоение частоты) занимает равное место, так что музыкально важные низкий и средний диапазоны не сжаты в дальний левый край. Уровни показаны в dBFS, децибелах ниже цифровой полной шкалы. Вся цепочка работает на AnalyserNode Web Audio браузера из живого потока микрофона; регулятор сглаживания просто смешивает каждый новый кадр с предыдущим, чтобы картинка не мерцала.

Для чего его используют

Охота на электрический гул

Сетевой гул проявляется как резкий, ровный пик на 50 или 60 Hz (плюс гармоники на 100/120, 150/180…). Его обнаружение указывает на проблему земляной петли или помех.

Ловля обратной связи и свистов

Растущий, устойчивый узкий пик — начало обратной связи или резонансного свиста. Найдите его частоту здесь, затем вырежьте её или отодвиньте микрофон, прежде чем он завоет.

Оценка шума комнаты

Наблюдайте за уровнем шума при «тишине» в комнате, чтобы увидеть гул холодильника, рокот вентилятора или энергию вентиляции — широкополосный уровень, на котором оседает спектрограмма, когда ничего не играет.

Настройка инструмента

Сыграйте ноту и прочитайте ближайшую музыкальную ноту пика и точную частоту — быстрая проверка против настоящего тюнера для гитары, голоса или синтезатора.

Укрощение сибилянтов

Резкие «с» и «т» скапливаются как всплески энергии около 5–9 kHz. Видя, куда они попадают, вы знаете, где деэссить вокал.

Проверка АЧХ

Пропустите свип или розовый шум через динамики или наушники и смотрите, какие полосы сильны или отсутствуют — быстрая оценка тонального баланса.

Как читать то, что вы видите

Одни и те же формы появляются снова и снова. Вот что означают частые узоры:

Резкий пик на 50 или 60 Hz

Сетевой электрический гул, подхваченный кабелем или земляной петлёй — 50 Hz в большей части мира, 60 Hz в Северной Америке.

Ищите равномерно расположенные гармоники над ним. Переставьте и перепроложите кабели подальше от блоков питания и попробуйте другую розетку или изолятор земляной петли.

Равномерно расположенные пики над низким пиком

Гармоники музыкальной ноты или тона — основная частота плюс обертоны на 2×, 3×, 4× её частоты.

Чинить нечего — так выглядит звук с определённой высотой. Самый низкий пик — основная частота, задающая ноту, которую вы слышите.

Одиночный пик, который продолжает расти

Акустическая обратная связь или резонанс, нарастающий на одной частоте, когда микрофон слышит собственный усиленный выход.

Заметьте частоту, затем снизьте усиление, отодвиньте микрофон от динамика или вырежьте эту полосу эквалайзером.

Приподнятый плоский уровень шума

Широкополосный шум — шипение от высокого усиления, дешёвого предусилителя или шумной комнаты — поднимающий весь низ дисплея.

Снизьте усиление входа, отойдите от вентиляторов и вентиляции и включите шумоподавление. Небольшой уровень нормален; высокий топит тихие детали.

Яркая энергия около 5–9 kHz на речи

Сибилянты — шипение звуков «с», «ш» и «т», концентрирующееся в верхней середине.

Если резко, чуть отверните микрофон от оси и примените мягкий деэссинг в этой полосе, а не режьте все верхи.

Бугристые пики и провалы на низах

Моды комнаты — стоячие волны, где размеры комнаты усиливают или гасят определённые басовые частоты.

Передвиньте микрофон или динамики или добавьте басовые ловушки. Это проблема акустики комнаты, а не сбой оборудования.

Глоссарий анализатора спектра

FFT
Быстрое преобразование Фурье — алгоритм, преобразующий срез формы волны (временная область) в её частотное содержание (частотная область). Именно оно превращает звук в полосный график.
Бин
Один частотный слот в выводе FFT. Каждый бин покрывает узкую полосу; его ширина равна частоте дискретизации, делённой на размер FFT.
Частотное разрешение
Насколько тонко анализатор разделяет два близких тона — ширина бина. Больший FFT даёт меньшую ширину бина и более острое разрешение.
dBFS
Децибелы относительно полной шкалы. 0 dBFS — максимум цифрового сигнала; всё тише — отрицательное число, поэтому уровни здесь читаются ниже нуля.
Спектрограмма
Прокручивающееся изображение частоты во времени, где цвет показывает интенсивность. Читается слева направо как история: яркие следы — продолжительные тоны.
Осциллограф
Вид сырой формы волны во временной области — амплитуда против времени — показывающий форму волны, а не её частоты.
Основная частота
Самая низкая частота звука с определённой высотой, задающая ноту, которую вы воспринимаете. Пики над ней — её гармоники.
Гармоника
Частота на целочисленном кратном основной. Их рисунок и сила придают инструменту или голосу его тембр.
Частота Найквиста
Половина частоты дискретизации — самая высокая частота, которую можно представить. При 48 kHz это 24 kHz, верх того, что анализатор может показать.

Часто задаваемые вопросы

Что на самом деле показывает анализатор спектра?

Он показывает, какие частоты присутствуют в звуке и насколько громкая каждая — прямо сейчас. Там, где ваши уши и осциллограф видят одну совмещённую форму волны, движущуюся во времени, анализатор разбивает эту волну на её частотные ингредиенты с помощью FFT и строит их от низа (слева) к верху (справа). Низкий рокот сидит слева, тарелка или звук «с» — справа, а чистый тон появляется как одиночный пик. Это разница между тем, чтобы слышать аккорд и видеть каждую ноту, из которой он состоит.

В чём разница между полосами, осциллографом и спектрограммой?

Это три вида одного и того же живого звука. Полосы показывают частотный спектр в этот миг — сколько энергии в каждой полосе — и лучше всего для поиска пиков, гула и тонального баланса. Осциллограф показывает сырую форму волны во временной области, хорош для видения формы, периода и клиппинга волны. Спектрограмма строит частоту по вертикали против времени по горизонтали и прокручивается, с яркостью для громкости, так что можно наблюдать, как звук развивается — идеально для отслеживания свипа, мелодии или продолжительного свиста.

Какой размер FFT использовать?

Это компромисс между частотной детализацией и скоростью. Большой FFT (4096 или 8192) делает узкие бины, так что он разделяет близкие тоны и куда лучше разрешает бас — выберите его для настройки, охоты на гул или изучения аккорда. Малый FFT (1024) реагирует быстрее и точно определяет быстрые переходы вроде ударов барабана, но сливает соседние частоты вместе. 2048 — разумное значение по умолчанию. Поскольку ширина каждого бина — это частота дискретизации, делённая на размер FFT, удвоение FFT вдвое уменьшает ширину бина и вдвое повышает разрешение.

Как найти этим электрический гул?

Воспроизведите подозрительный сигнал (или просто дайте гудящему устройству звучать) и переключитесь на Полосы или Спектрограмму. Сетевой гул появляется как острый как бритва, каменно-ровный пик на 50 Hz в большинстве стран или 60 Hz в Северной Америке, обычно с меньшими гармониками на 100/120 Hz, 150/180 Hz и выше. Больший размер FFT облегчает точное определение частоты. Определённый, гул почти всегда — проблема кабеля или заземления: перепроложите кабели подальше от блоков питания, попробуйте другую розетку или используйте изолятор земляной петли.

Можно ли им настроить инструмент?

Да, для быстрой проверки. Сыграйте одну продолжительную ноту и прочитайте пиковую частоту и её ближайшую ноту в показаниях — основная частота это самый низкий сильный пик. Удобно для подтверждения, что струна примерно настроена, или для называния неизвестной высоты. Для серьёзной настройки используйте специальный тюнер или наш генератор тона как опорную высоту, поскольку анализатор спектра читает до ширины бина, а не с точностью до доли цента, для которой создан тюнер.

Записывается или отправляется ли мой звук куда-либо?

Нет. Анализатор лишь читает живой сигнал микрофона, чтобы вычислить и нарисовать спектр — ничего не захватывается, не сохраняется и не загружается, нет аккаунта и логов. Звук даже не доходит до ваших динамиков, поэтому нет обратной связи. Когда вы закрываете или перезагружаете страницу, микрофон освобождается и ничего не остаётся. Вся обработка происходит на вашем устройстве через встроенный Web Audio API браузера.

Почему ось частот не равномерна?

Полосный вид использует логарифмическую ось частот, так что каждая октава — удвоение частоты — занимает одинаковую ширину. Мы так слышим высоту: скачок со 100 до 200 Hz звучит как та же музыкальная дистанция, что и с 1,000 до 2,000 Hz, хотя один охватывает 100 Hz, а другой 1,000 Hz. Линейная ось втиснула бы всё музыкально насыщенное низкое и среднее содержание в дальний левый край и растратила бы правую половину на едва слышимые верхи, поэтому логарифмическая ось совпадает с восприятием и делает дисплей куда полезнее.