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[ardour-manual-diverged] / _manual / 17_mixing / 02_panning / 03_stereo_panner.html
1 ---
2 layout: default
3 title: Stereo Panner
4 ---                        
5
6 <p>
7   The default <dfn>stereo panner</dfn> distributes two inputs to two outputs. Its
8   behaviour is controlled by two parameters, <dfn>width</dfn> and
9   <dfn>position</dfn>. By default, the panner is centered at full width.
10 </p>
11
12 <p>
13   The stereo panner assumes that the signals
14   you wish to distribute are either uncorrelated (i.e. totally 
15   independent), or that they contain a stereo image which is 
16   <dfn>mono-compatible</dfn>, such as a co-incident microphone recording, or a 
17   sound stage that has been created with pan pots.<sup><a href="#caveat">*</a></sup>
18 </p>
19
20 <p class="note">
21   With the default values it is not possible to alter the position,
22   since the width is already spread entirely across both outputs. To
23   alter the position, you must first reduce the width.
24 </p>
25
26 <h2>Stereo Panner User Interface</h2>
27
28 <img src="/images/stereo-panner-annotated.png" alt=""/>
29
30 <p>
31   The <dfn>panner user interface</dfn> 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
37 <p>
38   In the top half is the position indicator, which shows where the
39   center of the stereo image is relative to the left and right
40   edges. When this is the middle of the panner, the stereo image is
41   centered between the left and right outputs. When it all the way to
42   the left, the stereo image collapses to just the left speaker. 
43 </p>
44
45 <p>
46   In the bottom half are two signal indicators, one marked "L" and the
47   other "R". The distance between these two shows the width of the
48   stereo image. If the width is reduced to zero, there will only be a
49   single signal indicator marked "M" (for mono), whose color will
50   change to indicate the special state.
51 </p>
52
53 <p>
54   It is possible to invert the outputs (see below) so that whatever
55   would have gone to the right channel goes to the left and vice
56   versa. When this happens, the entire movable part of the panner
57   changes color to indicate clearly that this is the case. 
58 </p>
59
60 <h3>Position vs. L/R</h3>
61
62 <p>
63   Although the implementation of the panner uses the "position"
64   parameter, when the user interface displays it numerically, it shows 
65   a pair of numbers that will be familiar to most audio engineers. 
66 </p>
67
68 <table>
69 <tr><th>Position</th><th>L/R</th><th>English</th></tr>
70 <tr><td>0</td><td>L=50% R=50%</td><td>signal image is midway between
71     left and right speakers</td></tr>
72
73 <tr><td>-1</td><td>L=100% R=0%</td><td>signal image is entirely
74     at the left speaker</td></tr>
75
76 <tr><td>1</td><td>L=0% R=100%</td><td>signal image is entirely
77     at the right speaker</td></tr>
78 </table>
79
80 <p>
81   One way to remember this sort of convention is that the middle of the
82   USA is not Kansas, but "Los Angeles: 50% New York: 50%". 
83 </p>
84
85 <h3>Examples In Use</h3>
86
87 <table>
88 <tr><th>Appearance</th><th>Settings</th></tr>
89 <tr><td><img src="/images/stereo-panner.png"></td><td>Width=100%,
90     L=50 R=50</td></tr>
91 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-zero.png"></td><td>Width=0%,
92     L=50 R=50</td></tr>
93 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-inverted.png"></td><td>Width=-100%, Position = 0 (center)</td></tr>
94 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-right.png"></td><td>Width=36%,
95     L=44 R=56</td></tr>
96 <tr><td><img src="/images/stereo-panner-hard-right.png"></td><td>Width=0%,
97     L=0 R=100</td></tr>
98 </table>
99
100 <h4>Using the mouse</h4>
101
102 <p>
103   Mouse operations in the upper half of the panner adjust the position
104   parameter, constrained by the current width setting. 
105 </p>
106 <p>
107   Mouse operations in the lower half of the panner adjust the width
108   parameter, constrained by the current position setting. 
109 </p>
110 <p>
111   To change the position smoothly, press the right button and drag
112   within the top half of the panner, then release. The position will
113   be limited by the current width setting. <em>Note: you do not need
114   to grab the position indicator in order to drag.</em>
115 </p>
116 <p>
117   To change the width smoothly, press the right button and drag
118   within the lower half of the panner, then release. The width will be
119   limited by the current position setting. <em>Note: you do not need to
120   grab the L/R indicators in order to drag.</em>
121 </p>
122
123 <dl class="faq">
124
125 <dt>Reset to defaults</dt>
126 <dd>Click <kbd class="mod3 mouse">right</kbd></dd>
127
128 <dt>Change to hard left</dt>
129 <dd>Double click <kbd class="mod2 mouse">right</kbd> in the upper left half
130   of the panner</dd>
131
132 <dt>Change to a hard right</dt>
133 <dd>Double click <kbd class="mod2 mouse">right</kbd> in the upper right half
134   of the panner</dd>
135
136 <dt>Move position as far left as possible, given width</dt>
137 <dd>Double click <kbd class="mouse">right</kbd> in the upper left half of the
138   panner</dd>
139
140 <dt>Move position as far right as possible, given width</dt>
141 <dd>Double click <kbd class="mouse">right</kbd> in the upper right half of the
142   panner</dd>
143
144 <dt>Set the position to center</dt>
145 <dd>Click <kbd class="mouse">right</kbd> in the upper middle of the panner</dd>
146
147 <dt>Reset to maximum possible width</dt>
148 <dd>Double click <kbd class="mouse">right</kbd> on the lower left side</dd>
149
150 <dt>Invert (flip channel assignments)</dt>
151 <dd>Double click <kbd class="mouse">right</kbd> on the lower right side</dd>
152
153 <dt>Set width to 0&deg;</dt>
154 <dd>Double click <kbd class="mouse">right</kbd> in the lower middle</dd>
155 </dl>
156
157 <h4>Keyboard bindings</h4>
158
159 <p>
160   When the pointer is within a stereo panner user interface, the following
161   keybindings are available to operate on that panner:
162 </p>
163
164 <dl>
165   <dt><kbd>&uarr;</kbd> / <kbd class="mod1">&uarr;</kbd></dt>
166   <dd>increase width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
167   <dt><kbd>&darr;</kbd> / <kbd class="mod1">&darr;</kbd></dt>
168   <dd>decrease width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
169   <dt><kbd>&larr;</kbd> / <kbd class="mod1">&larr;</kbd></dt>
170   <dd>move position 1&deg; / 5&deg; to the left</dd>
171   <dt><kbd>&rarr;</kbd> / <kbd class="mod1">&rarr;</kbd></dt>
172   <dd>move position 1&deg / 5&deg; to the right</dd>
173   <dt><kbd>0</kbd></dt>
174   <dd>reset position to center</dd>
175   <dt><kbd class="mod2">&uarr;</kbd></dt>
176   <dd>reset width to full (100%)</dd>
177 </dl>
178
179 <h4>Using the scroll wheel/touch scroll</h4>
180
181 <p>
182   When the pointer is within a stereo panner user interface, the scroll
183   wheel may be used as follows:
184 </p>
185
186 <dl>
187   <dt><kbd class="mouse">&lArr;</kbd> / <kbd class="mod1 mouse">&lArr;</kbd></dt>
188   <dd>increase width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
189   <dt><kbd class="mouse">&rArr;</kbd> / <kbd class="mod1 mouse">&rArr;</kbd></dt>
190   <dd>decrease width by 1&deg; / 5&deg;</dd>
191   <dt><kbd class="mouse">&uArr;</kbd> / <kbd class="mod1 mouse">&uArr;</kbd></dt>
192   <dd>move position 1&deg; / 5&deg; to the left</dd>
193   <dt><kbd class="mouse">&dArr;</kbd> / <kbd class="mod1 mouse">&dArr;</kbd></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 <p class="warning">
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 width, you are effectively summing two highly
204   correlated signals with a delay, which will cause <dfn>comb filtering</dfn>.
205 </p>
206
207 <p>  
208   Let's take a closer look at what happens when you record a source at 45° to the
209   right side with an ORTF stereo microphone array and then manipulate the width.
210 </p>
211
212 <p>
213   For testing, we apply a <dfn>pink noise</dfn> signal to both inputs of an Ardour stereo
214   bus with the stereo panner, and feed the bus output to a two-channel analyser. 
215   Since pink noise contains equal energy per octave, the expected readout is a
216   straight line, which would indicate that our signal chain does not color the
217   sound:
218 </p>
219
220 <img src="/images/stereo-panner-with-ORTF-fullwidth.png" />
221
222 <p>
223   To simulate an ORTF, we use Robin Gareus' stereo balance
224   control LV2 to set the level difference and time delay. Ignore the Trim/Gain&mdash;its purpose is just to align the test signal with the 0dB line of the
225   analyser.
226 </p>
227
228 <p>
229   Recall that an <dfn>ORTF</dfn> microphone pair consists of two cardioids
230   spaced 17&nbsp;cm apart, with an opening angle of 110°. For a far source at
231   45° to the right, the time difference between the capsules is 350&nbsp;&mu;s
232   or approximately 15 samples at 44.1&nbsp;kHz. The level difference due to the
233   directivity of the microphones is about 7.5&nbsp;dB (indicated by the
234   distance between the blue and red lines in the analyser).
235 </p>
236
237 <p>
238   Now for the interesting part: if we reduce the width of the signal to 50%,
239   the time-delayed signals will be combined in the panner. Observe what
240   happens to the frequency response of the left and right outputs:
241 </p>
242
243 <img src="/images/stereo-panner-with-ORTF-halfwidth.png" />
244
245 <p>
246   You may argue that all spaced microphone recordings will undergo comb 
247   filtering later, when the two channels recombine in the air between the speakers.
248   Perceptually however, there is a huge of difference: our hearing system is
249   very good at eliminating comb filters in the real world, where their component
250   signals are spatially separated. But once you combine them
251   inside your signal chain, this spatial separation is lost and the brain will
252   no longer be able to sort out the timbral mess. As usual, you
253   get to keep the pieces.
254 </p>
255
256 <p class="note">
257   Depending on your material and on how much you need to manipulate the width,
258   some degree of comb filtering may be acceptable. Then again, it may not. Listen
259   carefully for artefacts if you manipulate unknown stereo signals&mdash;many
260   orchestra sample libraries for example do contain time-delay components.
261 </p>
262