Alles over mono, stereo, fase en Mid/Side

De meeste podcastluisteraars luisteren via een hoofdtelefoon. Maar er zijn er ook die via de luidsprekers van hun smartphone luisteren of via een smart speaker. Vaak wordt in een smart speaker slechts een enkele luidspreker gebruikt om het geluid van het linker en rechterkanaal gesommeerd weer te geven. Dit kan voor problemen zorgen.

Je zult daarom altijd in de gaten moeten houden of jouw podcast wel compatible is met deze mono systemen. Dus ook al focus jij je op stereo, ook dan zul je rekening moeten houden met problemen die tussen het linker- en rechterkanaal kunnen ontstaan. En je zult ervoor moeten zorgen dat die stereo-mix ook in mono even hard en goed klinkt.

Dat vroeg om een blogpost. Waarvan akte. Met een hoog geluidsnerdgehalte. Het zij zo.

Mono versus Stereo

Een mono signaal is enkelvoudig, bestaat dus uit slechts één kanaal. Als je een mono signaal over twee luidsprekers weergeeft dan wordt het signaal naar beide speakers gestuurd. De linker- en rechterspeaker spelen dus hetzelfde signaal af.

Het verschil tussen mono en stereo, dus het verschil tussen één of twee speakers is precies 3 dB. Dus één speaker is de helft van het volume van twee speakers.

De Integrated loudness die Apple stelt is -16 LUFS. Maar dat geldt voor stereo bestanden. Dus wie een mono mp3 voor zijn podcast nodig heeft moet rekening houden het verschil van 3 db en dus op -19 LUFS mono afmixen.

Bestandsgrootte

Een audiofile in mono versus stereo is in principe de helft maal zo klein. Als we het hebben over AIFF of WAV, dan is ‘ie exact de helft maal zo klein, aangezien deze formaten non-lossy zijn (zonder variabele data reductie) en werken op vaste audiolengte. Voor MP3, M4A, Ogg en andere formaten is dit relatief. Maar over het algemeen komt het ongeveer neer op tweemaal zo weinig opslag voor mono versus stereo. En dit scheelt naast opslagruimte ook aanzienlijk aan bandbreedte, vandaar dat nog altijd veel podcasts in mono gepubliceerd worden. Het is heerlijk efficient.

Fase

Een luidspreker doet niets anders dan de luidspreker verticaal te laten bewegen, van voor naar achteren. Hierdoor wordt de lucht in beweging gezet en nemen wij het waar als geluid. Realiseer je dus dat een geluidsspeaker de som is van een bundel van geluiden (alle stemmen, muziek en geluiden tezamen) dat als een continue stroom de speakers in beweging zet.

Onze trommelvliezen werken op precies dezelfde manier maar dan omgekeerd, eigenlijk als een microfoon, een ontvanger.

De luidspreker beweegt dus van voor naar achteren in een steeds variërende snelheid, een frequentie. Een luidspreker heeft daarvoor een plus en een min, vaak aangegeven via een rode en zwarte luidsprekerkabel.

Stel nu dat we plus en min omdraaien voor één van de twee luidsprekers, zodat de ene luidspreker van voor naar achteren beweegt terwijl de andere luidspreker van achteren naar voren beweegt, precies tegengesteld. Als je nu een mono signaal afspeelt via zo’n systeem dan klinkt dat uit-fase. Het geluid klinkt heel ruimtelijk, alsof je oren 5 meter van elkaar staan, ruimtelijk maar zonder gevoel van richting. Niet te doen.

Eigenlijk zou het geluid dat uit-fase is zichzelf moeten opheffen, cancelen, omdat de rekensom -1 + 1 = 0 hiervoor geldt. Echter door de akoestiek is dat niet mogelijk. Digitaal is dat echter wel echt het geval. Als je een mono signaal neemt en je draait de polariteit (ander woord voor fase, voor plus en min) om van één van de kanalen dan zal links en rechts elkaar opheffen met stilte als resultaat.

Een beetje uit-fase dan maar?

Wat ook kan is dat het geluid een beetje uit-fase is. Dat kan bijvoorbeeld komen door een tijdsvertraging tussen beide kanalen waardoor de geluidsgolven of beweging van de luidspreker deels samen komen te vallen in tegengestelde beweging. Als gevolg hiervan is het geluid een stuk zachter dan wanneer je een van de kanalen afzonderlijk zou gebruiken omdat het mekaar deels opheft. Dit vormt een groot probleem omdat er zodoende een groot volumeverschil ontstaat tussen mono en stereo. Kortom: uit-fase of een beetje uit-fase is een no-go!

Mid/Side

Ik ga het nog iets complexer maken. Uit een stereo geluidssignaal kunnen we naast links en rechts nog iets anders destilleren: het gedeelte aan audio dat 100% mono is en het gedeelte dat 100% uit-fase is.

Het mono gedeelte noemen we Mid (het midden van het geluidsbeeld) en het uit-fase gedeelte noemen we Side (de zijkanten van het geluidsbeeld). Hierdoor kunnen we van een stereo signaal het Mid dus harder of zachter zetten ten opzichte van de Side.

Een mono signaal bevat dus alleen maar Mid. En een volledig uit-fade geluid is dus de Side. In vrijwel alle stereo signalen zit een beetje Mid en een beetje Side en als het goed is is dat goed met elkaar in balans. Mixen waarin het Mid overheerst, klinken teveel mono. En mixen waarin de Side overheerst klinken te breed, neigen naar uit-fase. Zoals met alles: de juiste balans is de sleutel tot geluk. Wat de Amerikanen zo mooi The Sweet Spot noemen.

In de meeste software zit een Mid/Side tool. Vaak zit het ook in EQ’s of in compressors ingebouwd. Zodoende kun je bijvoorbeeld juist het midden van het stereobeeld (waar stemmen meestal zitten qua plek in het stereobeeld) behandelen of juist alles wat erbuiten staat (de Side). Dit kan heel handig zijn omdat je met name iets met de breedte, de ruimtelijkheid van het signaal kunt variëren, of juist het sterke midden harder of zachter kunt zetten. Maar je zult dit wel met verstand van zaken moeten doen want als je bijvoorbeeld de Side veel harder gaat maken dan het Mid dan loop je al snel tegen grote faseproblemen aan waardoor het te ruimtelijk gaat klinken en de mix op mono veel zachter klinkt.

Pas op met je de Zoom recorders!

Sommige Zoom-recorders bieden de mogelijkheid om de Mid en de Side onafhankelijk van elkaar in te regelen. Ik heb vele audiofiles opgestuurd gekregen waarbij de Side te hard stond, waarschijnlijk vond men het zo lekker ruimtelijk klinken. Wat ik dan gelukkig in nabewerking eenvoudig kan doen is de Side weer terugbrengen naar een beter niveau. Maar ik wil dat wel al tip meegeven als je opnames met je Zoom maakt.

Teveel Side levert een geluid op waarbij je niet langer de plek van een detail, een stem, of een auto die langsrijdt hoort, alles klinkt kamerbreed en fake. Maar teveel Mid in een stereo signaal kan teveel mono klinken. Wat je moet doen is goed gebruik maken van de ruimte die stereo biedt zonder fase problemen te introduceren waardoor de mix in mono zachter klinkt dan op stereo. En voor wie twijfelt: mono is veilig want daarmee loop je nooit tegen faseproblemen aan.

UPDATE (20 oktober 2024): De tekst onder ‘Mono versus Stereo’ aangepast omdat het oorspronkelijke woordgebruik niet genoeg duidelijk was.