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[ardour-manual] / _manual / 17_mixing / 02_panning / 01_stereo_panner.html
1 ---
2 layout: default
3 title: Stereo Panner
4 ---                        
5
6 <p>
7   The default stereo panner distributes two inputs to two outputs. Its
8   behaviour is controlled by two parameters, <em>width</em> and
9   <em>position</em>. The
10   default settings for the stereo panner are <em>width=100%</em> and  
11   <em>position=center</em>. 
12   This stereo panner assumes that the signals
13   you wish to distribute are either uncorrelated (i.e. totally 
14   independent), or that they contain a stereo image which is 
15   <em>mono-compatible</em>, such as a co-incident microphone recording, or a 
16   sound stage that has been created with pan pots.<sup><a href="#caveat">*</a></sup>
17 </p>
18 <div class="well">
19 <p>
20   With the default values it is not possible to alter the position,
21   since the width is already spread entirely across both outputs. To
22   alter the position, you must first reduce the width.
23 </p>
24 </div>
25
26 <h2>Stereo Panner User Interface</h2>
27
28 <img src="/images/stereo-panner-annotated.png" alt=""/>
29
30 <p>
31   The panner user interface consists of three elements, divided between
32   the top and bottom half. Click and/or drag in the top half to
33   control position; click and/or drag in the bottom half to control
34   width (see below for details).
35 <p>
36 <p>
37   In the top half is the position indicator, which shows where the
38   center of the stereo image is relative to the left and right
39   edges. When this is the middle of the panner, the stereo image is
40   centered between the left and right outputs. When it all the way to
41   the left, the stereo image collapses to just the left speaker. 
42 </p>
43 <p>
44   In the bottom half are two signal indicators, one marked "L" and the
45   other "R". The distance between these two shows the width of the
46   stereo image. If the width is reduced to zero, there will only be a
47   single signal indicator marked "M" (for mono), whose color will
48   change to indicate the special state.
49 </p>
50 <p>
51   It is possible to invert the outputs (see below) so that whatever
52   would have gone to the right channel goes to the left and vice
53   versa. When this happens, the entire movable part of the panner
54   changes color to indicate clearly that this is the case. 
55 </p>
56
57 <h3>Position vs. L/R</h3>
58
59 <p>
60   Although the implementation of the panner uses the "position"
61   parameter, when the user interface displays it numerically, it shows a pair of numbers that
62   will be familiar to most audio engineers. 
63 </p>
64
65 <table>
66 <tr><th>Position</th><th>L/R</th><th>English</th></tr>
67 <tr><td>0</td><td>L=50% R=50%</td><td>signal image is midway between
68     left and right speakers</td></tr>
69
70 <tr><td>-1</td><td>L=100% R=0%</td><td>signal image is entirely
71     at the left speaker</td></tr>
72
73 <tr><td>1</td><td>L=0% R=100%</td><td>signal image is entirely
74     at the right speaker</td></tr>
75 </table>
76
77 <p>
78   One way to remember this sort of convention is that the middle of the
79   USA is not Kansas, but "Los Angeles: 50% New York: 50%". 
80 </p>
81
82 <h2>Examples In Use</h2>
83
84 <table>
85 <tr><th>Appearance</th><th>Settings</th></tr>
86 <tr><td><img src="/images/stereo-panner.png"></td><td>Width=100%,
87     L=50 R=50</td></tr>
88 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-zero.png"></td><td>Width=0%,
89     L=50 R=50</td></tr>
90 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-inverted.png"></td><td>Width=-100%, Position = 0 (center)</td></tr>
91 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-right.png"></td><td>Width=36%,
92     L=44 R=56</td></tr>
93 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-hard-right.png"></td><td>Width=0%,
94     L=0 R=100</td></tr>
95 </table>
96
97 <h2>Using the mouse</h2>
98
99 <p>
100   Mouse operations in the upper half of the panner adjust the position
101   parameter, constrained by the current width setting. 
102 </p>
103 <p>
104   Mouse operations in the lower half of the panner adjust the width
105   parameter, constrained by the current position setting. 
106 </p>
107 <p>
108   To change the position smoothly, press the right button and drag
109   within the top half of the panner, then release. The position will
110   be limited by the current width setting. <em>Note: you do not need
111   to grab the position indicator in order to drag</em>
112 </p>
113 <p>
114   To change the width smoothly, press the right button and drag
115   within the lower half of the panner, then release. The width will be
116   limited by the current position setting.<em>Note: you do not need to
117   grab the L/R indicators in order to drag</em>
118 </p>
119
120 <dl class="faq">
121
122 <dt>Reset to defaults</dt>
123 <dd>Click <key class="mod3">right button</key></dd>
124
125 <dt>Change to a "hard left"</dt>
126 <dd>Double click <key class="mod2">right button</key> in the upper left half
127   of the panner</dd>
128
129 <dt>Change to a "hard right"</dt>
130 <dd>Double click <key class="mod2">right button</key> in the upper right half
131   of the panner</dd>
132
133 <dt>Move position as far left as possible, given width</dt>
134 <dd>Double click <key>right button</key> in the upper left half of the
135   panner</dd>
136
137 <dt>Move position as far right as possible, given width</dt>
138 <dd>Double click <key>right button</key> in the upper right half of the
139   panner</dd>
140
141 <dt>Set the position to center</dt>
142 <dd>Click <key>right button</key> in the upper middle of the panner</dd>
143
144 <dt>Reset to maximum possible width</dt>
145 <dd>Double click <key>right button</key> on the lower left side</dd>
146
147 <dt>Invert (flip channel assignments)</dt>
148 <dd>Double click <key>right button</key> on the lower right side</dd>
149
150 <dt>Set width to 0&deg;</dt>
151 <dd>Double click <key>right button</key> in the lower middle</dd>
152 </dl>
153
154 <h4>Keyboard bindings</h4>
155
156 <p>
157   When the pointer is within a stereo panner user interface, the following
158   keybindings are available to operate on that panner:
159 </p>
160
161 <dl>
162   <dt><key>&uarr;</key> / <key class="mod1">&uarr;</key></dt>
163   <dd>increase width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
164   <dt><key>&darr;</key> / <key class="mod1">&darr;</key></dt>
165   <dd>decrease width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
166   <dt><key>&larr;</key> / <key class="mod1">&larr;</key></dt>
167   <dd>move position 1&deg; / 5&deg; to the left</dd>
168   <dt><key>&rarr;</key> / <key class="mod1">&rarr;</key></dt>
169   <dd>move position 1&deg / 5&deg; to the right</dd>
170   <dt><key>0</key></dt>
171   <dd>reset position to center</dd>
172   <dt><key class="mod2">&uarr;</key></dt>
173   <dd>reset width to full (100%)</dd>
174 </dl>
175
176 <h4>Using the scroll wheel/touch scroll</h4>
177
178 <p>
179   When the pointer is within a stereo panner user interface, the scroll
180   wheel may be used as follows:
181 </p>
182
183 <dl>
184 <dt>left / <key class="mod1">left</key></dt>
185 <dd>increase width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
186
187 <dt>right / <key class="mod1">right</key></dt>
188 <dd>decrease width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
189
190 <dt>up / <key class="mod1">up</key></dt>
191 <dd>move position 1&deg; / 5&deg; to the left</dd>
192
193 <dt>down / <key class="mod1">down</key></dt>
194 <dd>move position 1&deg; / 5&deg;to the right</dd>
195 </dl>
196
197 <h2><a name="caveat"></a>Stereo panning caveats</h2>
198
199 <div class="well">
200 The stereo panner will introduce unwanted side effects on
201 material that includes a time difference between the channels, such
202 as A/B, ORTF or NOS microphone recordings, or delay-panned mixes.<br />   
203 When you reduce the with, you are effectively summing two highly
204 correlated signals with a delay, which will cause comb filtering.
205 </div>
206 <p>  
207 Let's take a closer look at what happens when you record a source at 45° to the
208 right side with an ORTF stereo microphone array and then manipulate the width.
209 </p>
210 <p>
211 For testing, we apply a pink noise signal to both inputs of an Ardour stereo
212 bus with the stereo panner, and feed the bus output to a two-channel analyser. 
213 Since pink noise contains equal energy per octave, the expected readout is a
214 straight line, which would indicate that our signal chain does not color the
215 sound:
216 </p>
217 <img src="/images/stereo-panner-with-ORTF-fullwidth.png" />
218 <p>
219 To simulate an ORTF, we use Robin Gareus' stereo balance
220 control LV2 to set the level difference and time delay. Ignore the Trim/Gain
221 &mdash; its purpose is just to align the test signal with the 0dB line of the
222 analyser.
223 </p>
224 <p> 
225 Recall that an ORTF microphone pair consists of two cardioids spaced 17 cm
226 apart, with an opening angle of 110°.
227 For a far source at 45° to the right, the time difference between the capsules 
228 is 350 &mu;s or approximately 15 samples at 44.1 kHz. The level difference 
229 due to the directivity of the microphones is about 7.5 dB (indicated by the 
230 distance between the blue and red lines in the analyser).
231 </p>
232 <p>
233 Now for the interesting part: if we reduce the width of the signal to 50%,
234 the time-delayed signals will be combined in the panner. Observe what
235 happens to the frequency response of the left and right outputs:
236 </p>
237 <img src="/images/stereo-panner-with-ORTF-halfwidth.png" />
238 <p>
239 You may argue that all spaced microphone recordings will undergo comb 
240 filtering later, when the two channels recombine in the air between the speakers.
241 Perceptually however, there is a huge of difference: our hearing system is
242 very good at eliminating comb filters in the real world, where their component
243 signals are spatially separated. But once you combine them
244 inside your signal chain, this spatial separation is lost and the brain will
245 no longer be able to sort out the timbral mess. As usual, you
246 get to keep the pieces.
247 </p>
248 <div class="well">
249 Depending on your material and on how much you need to manipulate the width,
250 some degree of comb filtering may be acceptable. Then again, it may not. Listen
251 carefully for artefacts if you manipulate unknown stereo signals &mdash; many
252 orchestra sample libraries for example do contain time-delay components.
253 </div>
254