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