【技术文章】DDMF Plugin Doctor 插件医生使用教程全解读

各位好。很久没更新博文了。
今天来聊聊分析插件的超级核武——来自 DDMF 的 Plugin Doctor。

相信各位同学都很希望弄明白你的插件和硬件到底为声音带来了什么。
如果有机会可以看明白插件的共性和个性，就可以帮助你排解迷思，用省钱的方式买到真正需要的插件。

但是由于 DDMF 的说明书是全英文的，而且文风比较偏技术，所以不一定每个人都会去看，也不一定每个人都能看懂！
所以我准备写下这篇文章，对 Plugin Doctor 最核心的功能进行详细解读。

如果真的希望彻底理解 PD 的功能，并且理性地用它来测试插件，
也需要具备比较丰富的音频技术知识，信号处理等基础，
如果感觉阅读困难，也许你需要补补课了！
因为 PD 也不是万能的，而且也不是没有 Bug 的，
其实 DDMF 团队一直在添加新功能并修复 Bug，但是依然有一些问题残留至今，有机会可以继续分享。

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正文开始。

一、界面解读

这是主界面：

上方 Load 部分用于加载特定位置的 VST 或者 VST3 文件，支持 ddl 和 vst3 格式。
「M」 就是 mute，用于隐藏对应插件的曲线；「X」 就是关闭插件，腾出一个空间。
「Use Hardware」 就是用于测试硬件的。
可以在设置中调整你的声卡 IO，让整个回路可以经过你的目标硬件。
PD 目前仅限于同时测试 2 个插件+1 个硬件。

右边几个图标用于选择各类功能：

1. 第一个笔记本可以保存当前测试页面中的图象信息，而且是以数据形式保存的，所以比较硬核，一般也用不到：

2. 第二个书本，其实就是 Libraries，可以直接打开你的插件列表。

下方 Option 可以选择一些对 Libraries 的管理选项；
Scan 可以扫描插件，你自己选定路径；
Load plugin 就是加载当前选中的插件，其实你不用它，直接双击插件就好；
Close 就是关闭；Search 就是直接搜索名称，但是目前很卡，希望后续可以解决。

搜索结果：

当你已经加载了两个插件的时候，还选择再加载一个，那么它会问你要替换掉哪个插件：

3. 第三个眼睛图标，可以激活你关掉的插件界面。

4. 第四个照相图标，可以截图。但是你用其他的截图方法不香吗？

5. 1|2 或者 1-2，可以选择图象是两个插件并列展示还是只展示两个插件的差值。
如果你要做一些曲线匹配的话，可以用相减模式。

6. 设置：可以选择音频接口的各类设置。
Quality 可以选择计算精度，也就是单个 buffer 里用到多少个点，点数越多图形越精确但是崩溃风险更大，更卡顿。
Speed 可以选择计算的速度，从实时计算到特别快的计算都可以实现，同样，设置的越快越有崩溃风险。

我一般推荐设置为普通质量，超高速度。因为精度并不是我们使用 PD 的主要关注点。
另外可以设置颜色，还有选择是否在下次打开 PD 的时候加载上次的最后一个加载的插件。

二、分析窗口 1——「线性分析」

其实就是测试频响曲线、相位响应曲线、冲激响应的工具。
这些曲线的适用性都指向于线性时不变系统 （LTI System），这就是这个选项中 「Linear」 的意义。
所以该功能一般适用于 EQ、混响、延迟等，而不太适用于压缩器 （压缩器的行为随时间在变化，不能用一个瞬间来定义，因此不适用）。

下图展示了各种分析方法。推子可以控制输入的音量，一般不需要动。
Freq 指的是看频率响应 （frequency response），Phase 指的是看相位响应 （phase response），IR 指的是看冲激响应 （impulse response）。
Delta 指的是适用冲激函数 I(t) 来测试，而 Random 指的是使用白噪音来测试。
冲激函数在数字音频中就是一个孤零零的峰值，其他部分都为 0 的信号。
这种信号可以用于测试冲激响应，冲激响应的傅里叶变换获得的幅度谱就是频率响应 Freq，相位谱就是相位响应 Phase，波形的样子就是冲激响应 IR。
此方法适用于测试 EQ，但是你需要确定你的 eq 或者通道条里 Gate 是关掉的，否则冲激函数可能会被消除。
白噪声法是一个持续的信号，适用于一些冲激函数不适用的情形。但是由于 PD 的坐标轴设定，导致这个选项不常用。

以 FabFilter 的 Pro-Q 3 为例，看看各类选项：
频率响应：

相位响应：

冲激响应：

关于为什么白噪声不适合，你看看这个图吧，你能看出曲线形状吗……

三、分析窗口 2——「谐波分析」

所有非线性系统都会产生谐波失真和互调失真，只是程度不同。先看选项功能：

两个推子调发送的正弦波的频率和幅度，
THD 用于测试总谐波失真，IMD 用于测试互调失真，THD 的测试波形是正弦波，
IMD 的测试波形是两个固定频率的正弦波。
Single 是使用单频率看频谱，Sweep 是通过扫频来看总谐波失真随频率变化的变化。

以 Oxford Inflator 为例

1. 谐波失真图象：

可以看到高频折叠下来的谐波是由混叠产生的。此时计算出来的 THD 为-35.9dB，讲的就是原始正弦波和其他谐波的比例 （对数形式）。

2.IMD 图象：

不仅有谐波失真，混叠失真，还有互调失真……可见非线性插件确实有一些不好的地方，就是混叠让人心烦……

3. THD 的扫描：

可见 Inflator 对于不同频率的谐波失真还挺公平的……

四、分析窗口 3——「哈默斯坦」 模型

这个功能估计会让很多人望而却步了。
实际上有很多用户都是直接跳过这个窗口，因为图也看不懂，哈默斯坦是啥玩意儿也看不懂……
简单来说，哈默斯坦模型通过输入一个扫频信号，
测量输出信号中，每一级谐波 （是的，二次、三次、四次、……每一次都是分立的） 的量随着频率变换而做出什么变化。
我们以 Overloud Gem Comp LA 为例, 看看为什么 2A 类的压缩会带来温暖的感觉。

在合理的 GR 下，可以看出 2A 压缩对中低频的谐波失真贡献的大，对高频的谐波失真贡献的少。
每一条曲线代表某一次谐波，如图所示，粉红色是基频，正红色是而次谐波，黄色是三次谐波，绿色是四次谐波……

G是一哈默斯坦模型的核函数 （kernel function），其实指的就是不同次的谐波。
哈默斯坦的模型简单来说就是做一个滤波的自动化，滤除单独某一级别的谐波来测量大小。
DDMF 给出的参考文章也给了这个链接：https://ant-novak.com/pages/sss/

看，每一级谐波的量对应到图像里的曲线，可以看到插件对不同频率贡献谐波的不同。
那我再问一个问题，为啥 76 会相对 2A 比较亮？

如果你感觉电脑顶不住了，你可以只选择低次谐波来看：

五、分析窗口 4——示波器

示波器的功能比较局限，它只能发送一个正弦波用于处理。模式一是以时间为轴的正弦波。
可以看到插件对正弦波的扭曲。模式二是李萨如图 （lissajous）。
很显然李萨如图是不直观的，因为它其实是根据参数方程来确定的图象，虽然它也存在于 Ozone Imager 中，但是很少人会去关注。
它用于描述一个波形的相位稳固性。
当输入和输出相位是稳定的话，则利萨如图为一个直线，如果出现相位变化，则李萨如图呈现为一个椭圆 （单频率下）。
椭圆越圆且越偏离 45°，则说明相位改变越大。我想说到这里就够了。

对于更直观的正弦波示波器，我们可以用一个削波器来测试，比如 Oxford Inflator：
在软削波情况下 （Soft clip），正弦波呈现出一种高电平被扭曲的状态：

当产生了硬削波，则曲线处直接砍平：

以此，我们可以查看效果器对正弦波处理的程度，判断效果器行为。
同时建议对比查看谐波分析、哈默斯坦模型，以及下面的——动态分析。

六、分析窗口 5——动态 （Dynamic）

分析压缩器的常用工具。
我们很习惯于数字压缩器的压缩曲线，但是硬件建模的压缩器则不明显。
所以利用 PD 可以方便地看到建模压缩器的 Knee、压缩比等实际曲线，比如 Gem Comp 76：

可见 76 那种刚硬的感觉一部分就来源于它的标志性 Hard knee。
在 Dynamic 模式下，你可以选择 Ramp 模式来查看放大曲线，你也可以调整窗口大小。
比如你觉得默认从-100 到 0dB 扫描过于浪费时间，那么你可以从-50dB 开始扫描。
如果你要看超过 0dB 部分，你可以设置上限，比如设置到 10。
如果你觉得扫描的确实慢，你可以修改 step，比如每隔 5dB 扫描一个点，这样可以大大加快速度。

三个数字分别对应下限、上限、间隔数。
也有推子可以调节一个频率。总之测试波形是一个正弦波。

如果你要看 Attack 和 Release 的行为，则你需要切换到 att/rel 模式：

此时你会看到一个经典的 A/R 测试曲线：一个由低-高-低电平的正弦波组合的波形，
确保低电平处不要触碰到阈值，高电平处则确保要超过阈值。
你会看到：

峰值处的音头就是由 Attack 控制的，后面的恢复曲线则由 release 控制。
调整 att 和 rel，看看你的插件到底有什么特别的吧！

有一个 BUG，是我和子青老师讨论出来的结果。
就是，PD 的测试波形看起来是无限重复这样一段波形：

但是事实上，插件内部处理的波形是上面则个形状的无限拼接，而且中间的压缩行为没有重置。
换句话说，插件内处理的波形是一个长波形，而不是多个小波形每轮重置一次状态。
当你 Release 过大的时候，甚至会影响到前面部分的波形形状……希望 DDMF 早日解决这个问题。

如果你担心这个 bug 影响你判断，那么你可以调节这个波形的长度，比如你尾巴可以农长一点，比如到 20 秒……

这样总没问题了吧：

七、分析窗口 6——Performance
这个窗口识别的是插件延迟。
它展示了这个插件在不同 buffer 下到来的延迟，buffer 从 81 到 16384 分别扫描一下，看看你的插件是否让 CPU 太累了吧：

可见，压缩插件的实时性还是可以充分保证的，比如你在 256 的 buffer 下工作，这个插件带来的延迟几乎可以忽略……

还有，我特别觉得 Sonarworks 的滤波器算法非常好，真的很省资源，你看我校准后的滤波器 Performance：
相比于 FabFilter 的 Q3，SW 的滤波器带来了更多的密集点数，而且两个声道是分别处理的，
然而效率和仅有 24 点的 Q3 相比几乎一致 （请注意 SW 是 LR 分别处理，带来了两倍的工作量，而且点数更多）：

SW 是一点也不占用资源啊！

八、硬件测试
以我 Focusrite Clarett OctoPre 话放为例，测试一下著名的 「Air」 模式到底为声音带来了什么吧。
首先做好 IO 设置：

打开 Clarett 上的 Air 按钮，并放大到合适的高度。

看看相比于常规的放大，它做了什么变化吧：

是的，Air 就是一个硬件的固定 EQ 而已。
既然这样，那我就用 FabFilter 来拟合一下……

完事！以后可以用 FabFilter 来模仿 Air 了，四舍五入我又赚了。

当然你也可以看看谐波失真，事实证明 Clarett 的谐波失真确实是小：

你永远可以相信 Focusrite……

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小结
PD 无论从易用性还是科学性上都是非常不错的工具，我使用 PD 完成了若干个曾经的玄学问题的验证，下面一一列出，欢迎讨论。

1. BBE 插件不是 「激励器」，最常用的那两个所谓谐波激励，其实就是个 EQ。
相关结论在知乎写过：https://zhuanlan.zhihu.com/p/435484939

2. Overloud 的 2A 为啥最温暖？因为它真的给了最多的低频谐波。

3. 光电压缩器真的速度很慢吗？其实启动速度是很快的，不信自己去测试一下。

4. FabFilter Pro-Q3 真的很牛逼，实际上很多建模 EQ 就是占着曲线好听而已，而 Q3 真的能很好地 Capture 下来

5. Oxford 官方含糊其辞，但是 Inflator 就 tmd 是一个 Clipper 而已，没什么神秘的，算法很简单，而且竟然没有上采样来防止混叠……

6. 还有很多具体到混音上的提示，恕我无法一一解读。

欢迎各位同学来深入讨论。其实我内心也有一些疑问……​

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