Galm, echo, reverb, delay, looper

Dit zijn effecten om kunstmatig akoestiek toe te voegen aan een bestaand geluid. Ze worden zowel in de studio voor opnamens gebruikt als live. Live worden ze in een P.A. systeem gebruikt, maar ook door individuele musici als deel van hun eigen sound: gitaristen en pianisten, synthesizerspelers, organisten, enz. In het leken-spraakgebruik worden de termen galm en echo door elkaar gebruikt, maar voor een geluidstechnicus zijn het echt twee verschillende effecten!

Galm

Is het zelfde als reverb, dat een afkorting is van "reverberation". Nagalm is ook het zelfde. In Duitsland heet het effect "Hall" of "Nachhall", niet te verwarren met het Engelse woord "hall" dat staat voor de galmsoort die lijkt op de akoestiek van een zaal (=hall). Het is het geluid dat je hoort als je bijvoorbeeld in een kerk loopt met naaldhakken: je hoort geen echte echo (het geluid wordt niet letterlijk herhaald) maar je hoort een diffuus geluid uit allerlei richtingen. Deze galm ontstaat doordat het geluid wordt weerkaatst door wanden en ramen, weer opnieuw wordt weerkaatst, enz. Zo kan één enkel kort geluid secondenlang naklinken.

Als je met een blinddoek om een ruimte inloopt en je klapt in je handen, krijg je alleen al door wat je hoort een aardige indruk van de eigenschappen van die ruimte. Klinkt het als een grote of als een kleine ruimte, hoor je harde wanden of klinkt het gedempt? Dit is psycho-akoestiek: je hersens interpreteren dus wat je hoort en je maakt als het ware een plaatje van de ruimte aan de hand van de klank van de galm. Hierbij is het horen met twee oren (stereo effect) erg belangrijk, omdat je zo ook de richting van het geluid kunt waarnemen. Een geluidstechnicus die een ruimte in loopt waar hij met een P.A. moet gaan werken of waar opnames gemaakt gaan worden klapt daarom vaak in zijn handen, om te horen hoe de akoestiek van de ruimte is.

In een impuls-geluid, een zeer kort maar fel geluid, zijn alle frequenties vertegenwoordigd. Daarom is zo'n geluid zo geschikt om de akoestiek te testen.

De drie fasen van een galm geluid:

Galm fasen

Voordat de eerste weerkaatsing te horen is, moet het geluid uiteraard eerst naar de dichtstbijzijnde wand en terug zijn geweest. Dit is de zgn. pre-delay. Die geeft je een indruk van de grootte/afstand. Daarna is er de fase van de eerste weerkaatsingen, de "early reflections". Hierin zit voor je gehoor de meeste informatie over de ruimte. Daarna wordt het aantal reflecties zo groot, dat het één diffuus geluid wordt, dat in de tijd qua sterkte afneemt (decay), de eigenlijke nagalm. Er zit in werkelijkheid geen echte scherpe begrenzing tussen de early reflections en de "galmstaart".

Als de galmtijd is gedefinieerd de tijd die verstrijkt voordat de sterkte van de galm met 60dB is afgenomen ten opzichte van het oorspronkelijke geluid, de zogenaamde RT60 (Reverb Time 60). Als je dus je galmapparaat op 2 sec galm hebt ingesteld, duurt het 2 sec voordat het volume van die galm met 60dB is afgenomen. Een grote ruimte heeft vaak een lange galmtijd en vanwege de grootte dus ook een langere pre-delay. De galmtijd hangt verder af van het materiaal: gordijnen dempen de galm, betonnen wanden en glas weerkaatsten het geluid en geven dus meer galm. Materialen weerkaatsen ook verschillende frequenties in verschillende mate. Lucht absorbeert hoge tonen. Als het (galm-)geluid dus een lange we aflegt, nemen de hoge tonen steeds verder af.

Wallace Clement Sabine heeft het fenomeen galm al in de late 19e eeuw al onderzocht en kwam tot de volgende formule:

Hierin is c de geluidssnelheid, V het volume van de ruimte in m³, S de totale binnenoppervlakte van de ruimte in m² en a de gemiddelde absorptie van de oppervlakken. De absorptie is hier een getal tussen 0 en 1. Nul is verliesvrije (totale) reflectie, 1 staat gelijk aan geen enkele reflectie (open raam).

Een geluidsvoorbeeld van galm:

Digitale galm

Een digitaal galmapparaat maakt met behulp een galm die de eigenschappen van een natuurlijke galm nabootst. Meestal hebben ze presets met namen als "Hall", "Stadium", "Room", "Plate" etc. om het klankkarakter van de galm aan te geven. Deze galm wordt dan bij het oorspronkelijke geluid gemixt, meestal in stereo. Afhankelijk van het apparaat kun je nog parameters als galmtijd, volume van de galm, hoge tonen demping (HF damp), pre-delay, etc. instellen. er zijn zelfs gamlapparaten waarmee je zelf alle eigenschappen van een virtuele ruimte kunt instellen, zodat je je eigen galm precies kunt maken zoals je wilt. Deze techniek van galm fabriceren wordt "synthetic reverb" genoemd.

Er is ook software om de akoestiek van een bestaande ruimte te "samplen" door het impuls-geluid (een scherpe knal) en de galm die die knal geeft op te nemen en door de software te laten analyseren. Dit type reverb heet "convolution reverb".

Omdat natuurlijke galm een erg complex geluid is, zijn er soms grote verschillen te horen tussen goedkope en dure professionele galm apparaten. Voor live geluid is dat niet altijd even kritisch, de zaal heeft zelf ook nog een akoestiek. In de studio is het verschil goed te horen.

Parameters:

Predelay: de tijd vóór de eerste weerkaatsingen, geeft een indicatie voor de afstand tot de dichtstbijzijnde wand(en)
Early reflections: de eerste weerkaatsingen, geven een indruk van afstand en materiaal in de ruimte
Diffusion: mate van verstrooiing van het geluid. Bijvoorbeel bij parallelle harde wanden is er weinig verstrooiing. Bij een complexere vorm van de ruimte is er meer verstrooiing.
Room size: Grootte van de ruimte
Decay time: Hoe lang het duurt voordat de sterkte van de galm afneemt. Wordt oa. bepaald door de materialen en de afstanden.
Damping: in welke mate het geluid van bepaalde frequenties afneemt met de tijd. Ook weer bepaald door materialen en afstanden.
HF eq: hoge tonen regeling van de galm, klankkleur. Te veel hoog in de galm klinkt onnatuurlijk.
LF eq: lage tonen regeling van de galm. Te veel lage tonen in de galm maakt het geluid rommelig.

Lexicon reverb
Professionele Lexicon digitale galm

Analoge galm

Vóór het digitale tijdperk werd galm analoog opgewekt, bijvoorbeeld door een galmveer of galmplaat. Bij de galmveer, oa. in gitaarversterkers gebruikt, wordt aan één kant van een stelen spiraalveer de veer in trilling gebracht met het geluid. Aan de andere kant wordt de trilling weer in wisselstroom omgezet. Dat signaal wordt dan weer bij het oorspronkelijke geluid bijgemixt. Het naklinken van de veer (of veren) wekt dan de galm op.

Galmveer (dubbel)

In studio's werd vroeger een galmplaat (EMT) gebruikt. Dit was een grote heel dunne metalen plaat die met veren was opgehangen. Aan een kant wordt die dmv. een luidsprekertje in trilling gebracht. Op verschillende plaatsen wordt het naklinken van de plaat weer opgepikt en als galm bij het geluid gemixt.

EMT galmplaat
EMT studiogalmplaat

Nog een oude analoge studiotechniek: in een galmkelder waren aan een kant luidsprekers aangebracht en aan de andere kant microfoons. De galm van de kelder kon dan bij het signaal gemixt worden.

Galm presets

Beschrijving van vaak gebruikte namen voor (digitale) reverb presets:

Room: Simuleert de akoestiek van een kamer, een kleine ruimte dus.
Hall: Rijk, warm en groot, imitatie van een zaal.
Cathedral: Nog groter en langere galmtijd, imitatie van een kathedraal.
Plate: Imitatie van een analoge galmplaat, vaak gebruikt voor zang. Vrij helder klinkende galm.
Spring: Imitatie van een galmveer. Vooral gebruikt voor gitaar, soms voor orgel (hammond).
Chamber: Imitatie van een galmkamer of galmkelder, zoals je die vroeger wel in studio's had.
Convolution: Digitale simulatie van een bestaande ruimte aan de hand van in die ruimte gemeten eigenschappen van de galm
Reverse: een omgekeerd (zacht naar hard), dus opzettelijk onnatuurlijk, klinkend galm effect. Soms gebruikt voor snaredrum.
Gated reverb: een galm die wordt afgekapt als hij beneden een bepaald volume komt. Ook een geliefd effect op snaredrum.

Waarom galm?

Omdat er live vrijwel altijd gebruik wordt gemaakt van close-miking (microfoons zeer dicht bij de geluidsbron) vangen de microfoons vrijwel alleen direct geluid op, geen galm of akoestiek van de ruimte. Het gevolg is dat zo'n geluid erg "kaal" klinkt. De akoestiek moet er dus kunstmatig weer bijgemaakt worden. Dat is dan de taak van een galmapparaat. Ook in de studio wordt veel close miking gebruikt. Daar worden ook nog wel een extra microfoons verder weg van de geluidsbron geplaatst voor een "ambient" effect: een natuurlijke galm. Door aan een geluid galm toe te voegen kun je het "in de ruimte plaatsen". Let op: je gehoor interpreteert een geluid met veel galm als "ver weg", dit is weer psycho-akoestiek. Je kunt daar gebruik van maken door bijv. een achtergrondkoor meer galm te geven als een solo-stem. Door een geluid rechts te "pannen" en de galm ervan links sterker te maken dan rechts, krijg je ook veel ruimtelijkheid. Bij een open air concert heb je geen akoestiek en zal die dus kunstmatig gemaakt moeten worden, anders klinkt alles erg kaal. Hetzelfde geldt voor een zaal met erg veel demping (gordijnen, vloerbedekking, tapijten, beklede stoelen, publiek).

Pas op met te veel verschillende galm-effecten tegelijk te gebruiken: dat klinkt snel onnatuurlijk en druk, onrustig.

Verder kun je natuurlijk ook galm gebruiken als creatief effect, om bijvoorbeeld opzettelijk iets vreemd te laten klinken, of extreem veraf, enz. Wat zou een horror film zijn zonder galm...?

Echo

Is een effect waarbij het geluid letterlijk wordt herhaald: "Wie is de burgemeester van Wesel?" (echo: "ezel"!). Dit effect heet in het engels "delay" (vertraging) en is elektronisch veel simpeler te maken dan een galm. Het geluid wordt opgeslagen en even later opnieuw weergegeven. Tegenwoordig gebeurt dat digitaal: het geluid wordt in en AD-converter omgezet in digitale gegevens, die worden enige tijd opgeslagen in een digitaal geheugen. Na korte tijd wordt dit geheugen weer uitgelezen en omgezet door een DA converter in een analoog signaal. Op deze manier is een kwalitatief zeer goed geluid mogelijk. De maximale delaytijd hangt alleen af van de hoeveelheid geheugen en is niet van invloed op de geluidskwaliteit, zoals bij analog delays: daar wordt het geluid slechter bij langere delaytijden. Bij een multitap delay kun je meerdere delaytijden tegelijkertijd instellen.

Parameters:

delaytime: echotijd
level: volume van de echo
feedback: in welke mate de echo weer terug naar de ingang wordt gestuurd, je krijgt dan een reeks wegstervende echo's. Bij een te hoge afstelling worden de echo's steeds sterker en gaat het effect "over de kop"
HF damp: mate van demping van de hoge tonen, voor een realistischer "retro-effect"
LF damp: idem lage tonen. Te veel laag geeft snel een rommelig effect.
multitap: meerdere verschillende delaytijden tegelijk voor een complexer echo effect.
tap delay: door op een schakelaar te tikken of te trappen kun je de echotijd interactief instellen op het tempo van een nummer. De tijd tussen twee klikken wordt als delaytijd ingesteld. Handig voor live gebruik.
wow en flutter: imitaties van de ongelijkmatige bandloop van een ouderwetse tape-echo

Een geluidsvoorbeeld van echo (= delay):

Analoge echo

De oudste vorm van echo is de bandecho: het geluid wordt op een "eindeloze band" (rond lopende tapeloop) opgenomen en via een tweede kop weergegeven. Er kunnen nog meerdere weergavekoppen op zitten, voor nog meer echo's. Door de koppen te verplaatsen kun je de echotijd langer of korter maken. Met volumeknoppen kun je de sterkte van de echo's regelen. Vlak voordat de tape weer langs de opnamekop loopt, wordt de opname gewist. Tape-echo werd sinds de vijftiger jaren van de 20e eeuw veel gebruikt in rock&roll opnamen, met name voor zang en voor gitaar.

tape echo met 4 weergavekoppen
De WEM copycat bandecho

Omdat zo'n tape echo nogal slijt en onbetrouwbaar is, werd een elektronische variant bedacht zonder bewegende delen: het emmertjesgeheugen (Bucket Brigade Device: BBD). Dit is een chip die een op analoge manier gesampled geluid korte tijd kan opslaan en vervolgens weergeven, de analog delay. Bij langere delaytijden treedt hierbij verlies van geluidskwaliteit op, hoge tonen verlies en ruis.

Digitale echo

Toen de digitale geheugenchips goedkoper werden en de A/D en D/A omzetters ook, kregen we de digital delays. Die konden moeiteloos vrijwel zonder ruis ettelijke seconden delaytijd bereiken terwijl het met de analog delays bij een paar tiende seconden meestal ophield.

Er zijn nu moderne apparaten op basis van digital modeling die de tape echo inclusief zijn tekortkomingen, zoals ruis, verlies van hoge tonen, onregelmatige bandsnelheid (wow en flutter), hoorbare las, enz. imiteren...

Looper

Een looper ("loeper") is qua techniek ook gewoon een digitale delay, maar dan met opname/weergave voetschakelaars en een grotere maximale delaytijd. Tot wel een aantal minuten soms. Hiermee kan een muzikant een backing track live spelen, met de looper opnemen en door vervolgens op weergave te schakelen de loop herhaald afspelen. Dan er bijvoorbeeld een solo overheen spelen. Spaart personeel... Soms zitten er nog speciale functies op als dubbele of halve afspeelsnelheid, meerdere keren over elkaar heen opnemen, meerdere onafhankelijke tracks opnemen, opslagmogelijkheden, undo functies etc.

Looper, loopstation