"Joel-Aimé: (ENGLISH)Usefulness of M / S during the mixing and mastering stage 1: Stereo Shuffling . -------------------- (FRANÇAIS) Utilité du M/S (CE/CO) lors du mixage et du mastering 1: Le Shuffling Stéréo.

Feb 20, 2010

(ENGLISH)Usefulness of M / S during the mixing and mastering stage 1: Stereo Shuffling . —————————— (FRANÇAIS) Utilité du M/S (CE/CO) lors du mixage et du mastering 1: Le Shuffling Stéréo.

(La version FRANÇAISE suit un peu plus bas.)

(ENGLISH)

I recently discovered an equalization technique that, when applied at the mastering stage, can achieve an amazing stereo enhancing without playing on phase, only by applying thin bells boost of 3 or 4 db between the middle register and the low register to only the differential stereo content of a given signal .

After a long Internet search, I realized that this was the stereo shuffling technique, lightly documented on the internet.

That’s why I’m writing this article, to share with you my recent experiments with this technique.

Also, we will examine here the method applied in the transformation of a Right / Left signal into a Center / Side signal.

The Shuffling is based on 2 psycoacoustic principle applied to the stereo conception of Blumlein (patented in 1933):

Principles 1 – At equal differential ratio, we perceive the stereo image of the bass frequencies narrower than the one of the higher frequencie .

Try it with your favourite synthesizer. (If you do not have access to a decent room or loudspeakers, a pair of medium quality headsets will do.)

Principles 2- We locate tonic sounds largely by their fundamental position.

The test can easily be achieved through a sampler, an high quality equalizer and a spectrum analyzer.

Take a tonic mono sound and lightly increase its fondamentale on a single channel only, let’s say the right side, with a very thin bell. You will soon feel the left side getting closer to the center. Then if you move the bell in the high register preserving its amplitude and bandwidth (Q) you will loose some effectiveness of its effect on the stereo image .

Blumlein did not conceive the constitution of a stereo signal only by Right and Left, but also in term of Middle / Same and Side/ Differential.

This last point being more complex, we will take the time to observe it more closely:

THE DESIGN OF THE STEREO BY Blumlein.

This part will be devoted to the technique used to separate our left and right channels into two new signals, Middle / Same and Side / Differential. Those concepts are not required for the understanding of the shuffling stereo and if they do not interest you, you can skip to the conclusion of this section.

Here, we will look at the stereo as formed not only by the two traditional channels Left and Right but also by their sum (L + R = Middle) superimposed on a mono track and their difference (L + -R = Side) subtracted on a mono track.

(Here, -R, and any future subtractions that we will do represent the original signal with a reversed polarity.

Two identical signals with inverted polarities cancel each other.
For more information about reverse polarity and its effect on a signal, you can consult the following article:
http://www.communitypro.com/files/literature/tech 20notes/POL_PHASE_TECH.pdf%)

The M signal transmits the information that is identical in the L and R channels.

The S signal transmits the information that is different in the L and R channels.

Imagine a drum solo where each voice is of equal amplitude:

- Kick in the center.
- The snare, 15% left.
- The Hihat, 50% right.
The cymbal, 100% right and left, separated by a short period (- 15 ms).

By adding our right channel to our Left channel on a mono track, we get:

Step 1: STEREO (2 channels) TO Middle (1 channel)

L + R = 2 x M + S

Because it was identical in both channels our kick gains twice its original amplitude.

Here, the differential content (S) is always present, but we’ll see how it will disappear when we will return to our original signal (L and R). We therefore ignore this detail for the moment.

Assuming the same operation but this time reversing the Polarity of our right channel we get:

Step 2: STEREO (2 channels) TO SIDE (1 channel)

G + - D = S

This way, we remove all of the content M of our signal, isolating thereby our content S.

Will be present here, named in order of decreasing amplitude in the S channel:

- The Hihat
The Cymbals
The snare

To return to our original channels L and R, split on two separate tracks, we just add the S and M in order to regain our channel L and substract S from M to find the original channel R, as:

Step 3 and 4: CHANNEL M AND S TO OUR STEREO SIGNAL OF ORIGIN L AND R

M ( L + R ) + S ( L - R) = (L + R) + ( L – R ) = 2L
M ( L + R ) + - S (L - R) = (M + S) + (- L + R) = 2D

The right and left channel information being isolated from each other during the return to the stereo by the polarity reversal performed in Step 2.

Step 5: HOME SWEET HOME

2L / 2 and 2R / 2 = L and R. (original stereo signals)

By isolating 2L in the left speaker and 2R in the right speaker, we are back to our original signal.

In summary, it is possible to isolate the M content from the Side content of a stereo signal.

SHUFFLING THE STEREO: Application

Glossary:
L: the left channel
R: The right channel
M: The Same content / Central stereo signal
S: The content Diffentiel / Side of a stereo signal

Bearing in mind the two psycoacoustique rules seen before, either:

Principles 1 – At equal differential ratio, we perceive the stereo image of the bass frequencies narrower than the one of the high frequencies .

Principles 2 - We locate tonic sounds largely by their fundamental position.

The technique of shuffling is to expand and sometime even improve the stereo image of a signal by applying an equalization to the S channel only.

By applying slight bells boost in the middle-bass register (600Hz) to bass(around 90Hz) to S, increasing the main fundamentals of the harmonics contained of a given signal, we come quickly to an unexpected result at the stereo width.

Note here that it is best to avoid touching the sub harmonic frequencies (80Hz and less area), those having a greater propensity to phase cancellation and S being the differential content is our signal.

Sometimes, in anticipation of sound systems with monophonic sub speakers which broadcasts a superposition of the left and the right channels, it may be smart to completely cut the sub harmonic frequency contained in S to prevent any possible phase shift.

At the mix, apply shuffling to some voice only, such as pads, ambient sounds (applause from the crowds respond particularly well to shuffling) or even a room or a reverberation gives also quick results.

I like to clarify here that the shuffling does NOT do a In your face kind of effect and often in order to properly understand the difference between our original signal and processed signal, we have a tendency to exaggerate the boost applied to S.

This is the trap of shuffling, especially if it is applied before the compressor in our mastering chain and a mere 3 or 4dB finely applied make all the difference once we finish the processing chain. Otherwise, if applied in an exaggerated way, repeated listening can quickly become fatiguing to the ear and the spatial reference of the sound engineer can rapidly be distorted for the rest of the session work.

Also, the instruments playing in low registry tend to respond much more to the shuffling than others. Therefore it is preferable at the mix to leave them more at the centre than ultimately desired.
It is important to examine the new location of each instrument at the end of the mastering to see how each has reacted back and adjusting their position to mix as often as necessary to get the desired new space. The orchestra reacts in a particularly unpredictable way to shuffling, which is not always unpleasant.

In some cases it may be pleasing to the ear to compensate by cutting in M what we would have increased in S.

Obviously, the acoustics and the loudspeaker of the mixing studio are really important players and in the case of smaller studios and Home Studios, working with a high fidelity headset may be preferable, although it will never be as perfect as a good mixing studio.

Even with non-tonic material, the shuffling may be effective, often when are applied larger bells boost .

Finally, it is well known that equalizing a signal does not affect only the area worked at but the whole spectrum. If problems from phase cancellation arise after applying the shuffling, expanding the bell boost give me generally some satisfactory results.

You can find several free tools on the internet to achieve the M/S transformation,

I personally recommend:
Free

http://www.brainworx-music.de/en/plugins/bx_solo

For the Reaktor Users:

http://www.em411.com/show/blog/8068/0/Reaktor_MSpatializer.html

Fee (250 USD) but with an equalizer and spectrum analyzer built in:

Ozone 4

Bibliography:

Polarity and phase, Chuck McGregor, Community Professional Loudspeakers, Sep. 99
http://www.communitypro.com/files/literature/tech% 20notes/POL_PHASE_TECH.pdf

Phase1, ziggy, 2005
http://www.ziggysono.com/htm_effets/index.php?art=phase1&titre=Phase1

Andi Vax mixing Secret, 2009
http://www.andivax.com/downloads/eng.pdf

Stereo Shuffling, Michael Gerzon, GerzonArchive, 1986
http://www.andivax.com/downloads/eng.pdf

http://joel-aime.tumblr.com/

www.myspace.com/joelaime

(FRANÇAIS)

Le Shuffling Stereo :

J’ai tout récemment découvert une technique d’égalisation qui, lorsque appliqué à l’étape du mastering, me permet d’atteindre une étonnante largeur stéréo sans jouer sur la phase et ce, au maigre coût de cloches serrées d’à peine 3 ou 4 db répartis dans le registre moyen-grave jusqu’aux graves, appliquées uniquement au contenu différentiel d’un signal stéréophonique donné.

Après avoir fait une longue recherche internet, j’ai réalisé qu’il s’agissait de la technique du Shuffling stéréo, très peu documentée sur internet.

C’est pourquoi je prends ici ces quelques paragraphes pour vous faire part de mes expérimentations avec cette dernières.

Aussi, nous traiterons ici du procédé appliqué lors de la transformation d’un signal droit/gauche en signal Centre/cotés.

Le Shuffling repose sur 2 principes psycoacoustiques appliqués à la conception de la stéréophonie de Blumlein ( breveté en 1933) :

Principes 1 - À ratio différentiel égal, nous percevons la largeur stéréophonique d’un son grave plus étroite que celle d’un son aiguë.

Faites-en l’essaie avec votre synthétiseur favori. ( Si vous n’avez pas accès à une acoustique convenable, une paire d’écouteur de qualité moyenne fera l’affaire.)

Principes 2 -Nous localisons les sons toniques en grande partie par la position de leur fondamentale.

Le test peut aisément être réalisé au moyen d’un échantillonneur, d’un égalisateur précis et d’un analyseur de spectre.

Prenez un son tenu monophonique tonique et augmentez sa fondamentale d’un seule coté, le coté droit disons, à l’aide d’une cloche très mince. Vous sentirez rapidement le coté gauche se rapprocher du centre. Ensuite, si vous déplacez la cloche dans le registre aiguë en préservant son amplitude et sa largeur de bande (Q), vous verrez l’efficacité de son effet sur la stéréophonie diminué de beaucoup.

Blumlein ne concevait pas la constitution d’un signal stéréo uniquement par Droite et Gauche, mais aussi par Centrale/Identique et Latéral/Différentiel.

Ce dernier point étant un plus complexe, prenons le temps de l’observer de plus près:

LA CONCEPTION DE LA STÉRÉOPHONIE PAR BLUMLEIN.

Cette partie sera consacrée à la technique utilisée afin de séparer nos canaux Gauche et Droit en deux nouveaux signaux, soit Centre/identique et Latérale/Différentiel. Ces notions ne sont pas nécessaire à l’application du shuffling stéréo et si elles ne vous intéressent pas, vous pouvez directement passer à la conclusion de cette section.

Ici, nous abordons la stéréophonie comme formée non seulement par les deux canaux traditionnels Gauche et Droit (appelés pour la suite de cette article G et D) mais aussi par leur somme (G + D = Centre ou CE) superposé sur une piste monophonique et par leur différence (G + -D = Coté ou CO) soustrait sur une piste monophonique.

(Ici, -D, ainsi que toute les prochaines soustractions que nous aborderons représente le signal original avec une inversion de polarité.

Deux signaux identiques aux polarités inversées s’annulent.

Pour plus d’information sur l’inversion de polarité et son effet sur un signal, vous pouvez consulter l’article suivant:

http://www.communitypro.com/files/literature/tech%20notes/POL_PHASE_TECH.pdf )

Le signal CE transmet l’information qui était identique dans les canaux doit et gauche.

Le signal CO transmet ce qui est différent dans les deux hauts-parleurs, donc l’information des cotés.

Imaginons un solo de drum où chacune des voix suivantes est de niveau égale :

- le kick, au centre.

- le snare, 15% à gauche.

- Le Hihat, 50% à droite.

La cymbale, 100% à droite et gauche, séparé par un court délai ( - de 15 ms).

En additionant notre canal Droit à notre canal Gauche sur une piste mono, nous obtiendrons :

Étape 1: DE STÉRÉO ( 2 canaux) À CENTRE (1 canal)

D + G = 2 x CE + CO

Donnant ici 2x plus d’amplitude à notre kick, ce dernier étant identique dans les deux canaux (G et D).

Ici, le contenue différentiel (CO) est toujours présent, mais nous verrons comment il disparaîtra lors du retour au signal G et D d’origine. Nous l’ignorerons donc pour l’instant.

En reprenant la même opération mais cette fois en inversant la polarité de notre canal droit nous obtenons:

Étape 2: DE STÉRÉO ( 2 canaux) À COTÉ (1 canal)

G + - D = CO

Par ce braillant stratagème, nous venons de faire disparaître tous le contenue Centre/Identique (ou CE) de notre signal, isolant par le fait même notre contenu Différentiel/Latéral ( ou CO).

Ne seront présent, ici nommés en ordre décroissant d’amplitude au sein du canal CO:

- Le Hihat

La Cymbales
Le snare

Pour revenir à nos canaux d’origine G et D,séparés sur deux pistes , il nous suffit d’additionner CE et CO afin de retrouver notre canal G et de soustraire CO de CE afin de retrouver le canal D original, car :

Étape 3 et 4: DES CANAUX CENTRE ET COTÉ VERS NOTRE SIGNAL STÉRÉO D’ORIGINE

CE(G+D) + CO(G-D) = (G+D) + (G-D) = 2G

CE (G+D) + -CO (G-D) = (G+D) + (-G+D) = 2D

L’information du canal droit et du canal gauche se trouvant isolée l’une de l’autre lors du retour à la stéréophonie par l’inversion de polarité effectuée lors de l’étape 2.

Étape 5: HOME SWEET HOME

2G/2 et 2D/2= G et D. (signale stéréo d’origine)

En isolant 2G dans le hautparleur de gauche et 2D dans le haut-parleur de droite, nous somme revenu à notre signal d’origine.

En résumé, il nous est donc possible d’isoler le contenu Identique/Centrale (CE) du contenu Différentiel/Latérale (CO) d’un signal stéréophonique.

LE SHUFFLING STÉRÉO : Application

Lexique:

G : le canal de gauche

D: Le canal de droite

CE: Le contenu Identique/Centrale d’un signal stéréo

CO: Le contenu Diffentiel/Latérale d’un signal stéréo

Gardant en tête les deux règles psycoacoustique vues précédemment, soit:

Principes 1 - Nous percevons à ratio différentiel égal la largeur stéréophonique d’un son grave plus étroite que celle d’un son aiguë.

Principes 2 -Nous localisons les sons toniques en grande partie par la position de leur fondamentale.

La technique du shuffling consiste à agrandir et parfois même améliorer l’image stéréophonique d’un signal en appliquant une égalisation à CO uniquement.

En appliquant de légères bosses dans le registre moyen grave (600hz) jusqu’à grave (90hz environs) à CO, visant à accentuer les principales fondamentales du contenue harmonique du signal que nous travaillons, nous arrivons rapidement à de surprenants résultats au niveau de la largeur stéréophoniques.

Remarquons ici qu’il vaut mieux éviter de toucher au fréquences sous harmoniques (80hz et moins environs), ces dernières ayant un plus grande propension au déphasage et CO étant le contenu différenciel de notre stéréophonie.

Parfois, en prévision de systèmes de sons au caissons de gave (SUB) monophonique qui diffuse une superposition des canaux droit et gauche, il peut être intelligent de complètement couper le contenue sous harmonique de CO afin d’enrayer toute possibilités de déphasage.

À l’étape du mix, appliquer un shuffling à certaines voix uniquement, tel que des pads, des sons ambiants (les applaudissements de foules répondent particulièrement bien au shuffling) ou même à une room ou une réverbération donne rapidement des résultats satisfaisants.

Je prend la peine de préciser ici que le shuffling n’est pas un effet coup de poing (In your face en bon anglais) et souvent, afin de bien entendre la différence entre notre signal d’origine et le signal traité, nous somme porté à exagérer les bosse appliquées à CO.

C’est là le piège du shuffling, particulièrement si il est appliqué avant le compresseur dans notre chaîne de mastering et un maigre 3 ou 4db finement appliqué fera toute la différence une fois notre chaîne de traitement terminé. Autrement, si appliqué de façon exagérée, l’écoute répétée peut rapidement devenir fatigante à l’oreille et les repères spatiaux de l’ingénieur de sons peuvent rapidement être faussés pour le reste de la session de travaille.

Les instruments du registre graves ont aussi tendance à répondre d’avantage au shuffling que les autres. C’est pourquoi il est préférable, dès le mix, de les laisser plus au centre que désiré ultimement.

Il est important de scruter le nouvel emplacement de chacun des instruments à la fin du mastering pour voir comment chacun d’eux a réagis et de revenir calibrer leur position au mix aussi souvent que nécessaire afin d’aller chercher un espace nouveau idéal. Les orchestre répondent de façon particulièrement imprévisible au shuffling, ce qui n’est pas toujours désagréable.

Dans certains cas, il peut être agréable à l’oreille de compenser en coupant dans CE ce que nous aurions augmenté dans CO.

Évidemment, l’acoustique et les enceintes du studio de mix jouent pour beaucoup dans le shuffling stéréo et dans le cas de studios plus modestes et de Home Studio, de travailler avec un casque haute fidélité peut être préférable, même si ce ne sera jamais idéal.

Même avec des matériaux non tonique, le shuffling peut être efficace. Il demande alors souvent d’être appliqué avec des bosse plus larges.

Finalement, il est bien connu qu’égaliser un signal n’affecte pas uniquement la zone travaillée mais bien l’ensemble du spectre. Si des problèmes de déphasages semblent surgir après l’application du shuffling, d’élargir les bosses m’ont généralement donné des résultats satisfaisant.

Vous pouvez trouver plusieurs outils gratuits sur internet pour réaliser cette transformation, appellé M/S en anglais. (M/S tenant lieux de Middle et Side)

je vous recommande personnellement:

Gratuit