Введение в синтез звука. Основные элементы и параметры.
Синтезаторы дают нам возможность создавать любой звук, который только можно вообразить, но иногда изобилие возможностей может быть пугающим. Благодаря своим обширным массивам элементов управления, синтезаторы могут больше походить на пульт управления космического корабля, чем на музыкальный инструмент. Возрождение модульных синтезаторов в чрезвычайно популярном формате Eurorack, только добавляет путаницы для непосвященных. Чтобы помочь вам cориентироваться, мы собрали этот базовый обзор функциональной структуры синтезатора.
Мы рассмотрим эти основы в контексте аналогового субтрактивного синтезатора. Субтрактивный синтез — это метод синтеза, основанный на вычитании элементов друг из друга. В синтезаторах определяющим элементом субтрактивного синтеза является наличие фильтров. Фильтр «вырезает» часть спектра из звука, формируя нужную тембральную окраску.
Классические модели, такие как Minimoog, Prophet 5 и Jupiter 8 — всё это субтрактивные синтезаторы.
Осциллятор — источник звука синтезатора.
Осциллятор (VCO — Voltage Controlled Oscillator) является источником звука. В субтрактивном синтезе мы можем сравнить его с необработанным мрамором, из которого мы будем ваять наш законченный тон. Схема синтезатора преобразует мощность постоянного тока в переменный сигнал, который колеблется в соответствии с определенным паттерном, определенное количество раз в секунду. Паттерн — это форма волны, количество циклов в секунду — это частота, которая описывается в Гц. Люди обычно могут слышать частоты между 20 Гц и 20 кГц, в то время как генераторы могут запросто выходить за пределы этого диапазона.
Исходные сигналы в аналоговых субтрактивных синтезаторах бывают, как правило, следующих типов – пилообразные, прямоугольные, треугольные и шумовые.
Первые три типа называются гармоническими – форма их волны повторяется через равные промежутки времени, называемые периодом колебаний. В аналоговых синтезаторах из-за их конструкции не бывает чистого синусоидального сигнала, хотя это как раз самый простой из сигналов, в нем присутствует всего лишь одна гармоника – основной тон.
Регулятор частоты. Тембры и гармоники.
Очень важно отметить, что частотный контроль на осцилляторе относится к основной частоте звука, которую мы связываем с высотой тона. То, что придает звукам их уникальный характер, описывают как тембр. Тембр создается гармониками, менее мощными частотами, расположенными над фундаментальным. Чистая синусоидальная волна, содержит только основную частоту, более сложные волны, такие как и пила и др., насыщены гармониками.
Мы не собираемся углубляться в гармоники в этой статье, но важно понимать разницу между частотным управлением на генераторе, который может изменить основную частоту сигнала (высоту тона), и регулировкой частоты среза на фильтре, который может отфильтровать гармоники и повлиять на тембр звука (но не на его высоту).
Фильтр и резонанс.
Чтобы начать формировать наш звук, мы будем выделять часть сигнала фильтром. Фильтр, пожалуй, является наиболее важным компонентом звука в субтрактивном синтезе. Крутизна среза фильтра, то, как он отзывается на разных частотах, различные способы, которыми он может резонировать или управлять сигналом, делает его особенным и уникальным.
Наиболее важными аспектами фильтра являются частота среза, резонанс и тип фильтра. Наиболее распространенным типом фильтра в субтрактивном синтезе является фильтр низких частот (low-pass), который отфильтровывает все частоты выше уровня среза и пропускает все что ниже установленного значения. Другие типы фильтров включают high-pass (срезает низкие частоты), band-pass (срезает высокие и низкие частоты, отравляя полосу частот) и notch (вырезает полосу частот). Частоту среза можно перемещать в любом месте частотного спектра, и таким образом, фильтр устраняет гармоники от сигнала и не влияет на высоту звука.
Резонанс — еще один важный аспект фильтров, который может дать им уникальный характер. Также называемый Q, он создает усиление в области частоты среза. Высокорезонансный фильтр низких частот будет заметно усиливать частоты непосредственно перед точкой среза, а затем, в зависимости от своей крутизны, вырезать всё что выше неё. Например, перемещение этого типа резонансного фильтра является ядром эффекта wah-wah.
Усилители и громкость.
Большинство звуков в природе имеют более, или менее плавный подъем и спад по громкости. Например, когда вы дергаете гитарную струну, её громкость затухает плавно. Чтобы реализовать такие же изменения громкости синтезатора, нам нужно пропустить его через усилитель, параметры которого мы сможем изменять при помощи управляющего сигнала.
Управляющее напряжение и модуляция.
В синтезаторе помимо контроля фильтров и усилителей с помощью ручки или педали, мы можем использовать управляющее напряжение, чтобы влиять на параметры. Усилители и фильтры в синтезаторах — это усилители управляемые напряжением (VCA — Voltage Controlled Amplifier) и управляемые напряжением фильтры (VCF — Voltage Controlled Filter). Управляющее напряжение не создает звуковой сигнал, но позволяет нам, по сути, поворачивать регуляторы и изменять значения на других частях прибора, что называется модуляцией.
Термин «Voltage Controlled» (управляемый напряжением) относится, разумеется, к аналоговым синтезаторам, однако принцип действия одинаков и для цифровых, просто в цифровых мы имеем дело не с напряжением в вольтах, а с двоичными сигналами. Поэтому аббривиатуры VCO, VCA, VCF мы будем использовать для всех типов синтезаторов, где это уместно.
Генераторы огибающей и ADSR.
Наш первый базовый модулятор — это генератор огибающей. Огибающая обычно определяется четырьмя частями: attack, decay, sustain, release. Некоторые огибающие опускают сустейн, добавляют параметр hold или используют просто attack и release, но шаблон ADSR является стандартным.
— Attack заключается в том, как долго сигнал будет достигать максимальной амплитуды пика, заданной уровнем выходного сигнала.
— Decay — это то, сколько времени потребуется сигналу перейти от амплитуды пика до уровня сустейна.
— Sustain устанавливает уровень, на котором будет оставаться сигнал до тех пор, пока нажата клавиша (или какой-либо сигнал удерживает огибающую) после decay.
— Release определяет время, которое будет тратить сигнал, чтобы вернуться к нулю после отпускания клавиши.
Благодаря этим четырем составляющим огибающей, нам под силу создавать огромную палитру звуков, от воздушных пэдов, до отрывистой перкуссии. Огибающие могут быть назначены на любой элемент архитектуры синтезатора, от частоты генератора до параметров эффектов, но наиболее распространенными задачами являются модулирование VCA (усилителя) и VCF(фильтра).
Низкочастотный генератор (LFO).
Вторым наиболее распространенным типом модулятора является низкочастотный генератор или LFO (Low Frequency Oscillator). Это осцилляторы, которые колеблются ниже 20 Гц — порога слышимости человеческого слуха. Хотя они не дают слышимых результатов, используя управляющее напряжение, они могут манипулировать другими параметрами с регулярными повторяющимися скоростями. Как и у их слышимых братьев, у них есть разные формы волн и частоты. Треугольные и синусоидальные LFO на низких частотах могут быть использованы для создания медленных и малозаметных изменений в тембре, тогда как LFO с прямой или квадратной волной на высоких частотах могут создавать резкие и выраженные эффекты. Подобно огибающим, LFO могут быть назначены на любой параметр в синтезаторе. Например, для создания вибрато можно модулировать частоту генератора (высоту тона) с помощью синусоидального LFO, или модулировать частоту среза фильтра в пэдах (pad) для придания им динамики.
Узнайте больше на практике
Курс «Синтез звука с нуля» — быстрый и эффективный метод, который позволит Вам уже через 9 недель овладеть мастерством саунд-дизайна.
27 часов практики на топ-студии СПб
Разбор и докрутка на каждом занятии
Результат в виде законченных треков
| Принять участие |
| Узнать подробнее |
Основы саунд-дизайна или синтез звука на аналоговых синтезаторах
________________________________
Из чего же состоит аналоговый синтезатор и как в нем зарождается тот или иной звук? Чтобы это понять, заглянем в прошлое, где мирно покоятся предки современных синтезаторов – огромные ламповые шкафы, набитые различными электросхемами. Если приглядеться к ним повнимательнее, можно заметить, что эти инструменты состоят из модулей – такие модули могут выглядеть и как отдельные ящички, и как небольшие ячейки-пластинки, закрепленные внутри общего шкафа. Подобные модули старинных синтезаторов не имели прямой связи друг с другом, поэтому, чтобы синтезатор работал как единое целое, эти модули нужно было соединять специальными проводами.
Современные аналоговые синтезаторы – потомки старинных модульных систем, по своей конструкции не слишком отличаются от прародителей – они все так же состоят из модулей, (которые, правда, теперь уже не нужно соединять специальными проводами), и модули эти выполняют те же самые функции.
Взгляните, например, на панель современных аналоговых синтезаторов Moog Voyager и DSI Mopho Keyboard – вы увидите секции ручек и других контроллеров, выделенные с помощью тонких линий и прямоугольников. Это и есть модули, каждый из которых выполняет свою собственную задачу, ну а общее звучание синтезатора будет зависеть от различных настроек этих модулей и их количества.
Модули аналогового синтезатора
Теперь давайте разберемся, из каких модулей состоит синтезатор, и для чего нужен каждый из них. Существует 5 основных типов модулей:
- Модули осцилляторов. Осциллятор (oscillator) – это основа основ любого синтезаторного звука, его голос. Здесь, в этом модуле, зарождается звук, и, затем, проходя через все остальные модули инструмента, попадает на аудиовыход инструмента.
- Модуль микшера. Микшер (mixer) обычно один, и он работает как обычный аналоговый микшер, суммируя звуки всех осцилляторов в единый звук.
- Модули фильтров. Такие модули непосредственно влияют на звук, который попадает сюда с осцилляторов. Фильтр (filter) может обрезать или усилить отдельные частотные составляющие звука, изменяя тембр.
- Модуляторы. Эти модули сами не воспроизводят никакого звука и не влияют на него непосредственно. Однако, они могут управлять другими модулями синтезатора, например, осцилляторами или фильтрами, и автоматически изменять их характеристики во времени, что повлияет на звучание инструмента.
- Модуль усилителя (amp, volume) усиливает звук синтезатора до слышимого уровня. Обычно представлен в виде классической ручки громкости Volume.
Существуют и другие виды модулей, однако основными модулями синтезатора являются именно осциллятор, микшер, фильтр, огибающая, LFO и усилитель. Благодаря различным сочетаниям настроек этих модулей мы сможем получить огромную палитру различных синтезаторных звуков! Теперь рассмотрим подробнее каждый из этих модулей, и объясним, как с ними обращаться.
Осцилляторы
Начнем с осцилляторов. Эти модули, как уже было сказано, непосредственно генерируют звук. Генерируемый осциллятором звук может быть разным, и зависит от модели и типа синтезатора. Аналоговые синтезаторы обычно оснащены осцилляторами, которые умеют выдавать самые простые формы волны различных геометрических форм – квадрат, треугольник, пилу, синус, шум и т. д.
Кстати, как бы странно это на первый взгляд не звучало, но большинство любимых нами синтезаторных тембров – будь то яркие синтезаторные соло, жирные и плотные басы или густые и обволакивающие атмосферы, рождаются именно из таких простых волноформ – треугольника, синуса, квадрата, пилы и других. Смешивая эти простые «краски» в различных пропорциях, наслаивая, фильтруя и модулируя их, мы получаем живые и интересные синтезаторные пэтчи.
Обычно, каждый из осцилляторов может генерировать только какую-то одну форму волны, поэтому, чем осцилляторов больше – тем насыщеннее будет звук еще на исходной стадии его создания.
Кроме того, осцилляторы можно «раздвигать» относительно друг друга – для этого каждый из них имеет ручку настройки его высоты. Регулируя высоту осцилляторов, мы можем создавать звуковые интервалы, а совсем немного «расстроив» их относительно друг друга – получим мощный жирный звук, подобный звуку, который получается при использовании эффекта «хорус» (chorus). Высота осциллятора обычно управляется регулятором «frequency» или просто «freq».
Также в секции осцилляторов мы можем найти так называемые саб-осцилляторы (sub-oscilator) – это дополнительные осцилляторы, которые усиливают и насыщают басовую составляющую звука.
Кстати, чаще всего мы можем начать модулировать звук, не выходя за пределы секции осцилляторов – для этого, некоторые синтезаторы оснащены дополнительными возможностями осцилляторов – такими как жесткая синхронизация (hard sync), перекрестная (cross mod) или кольцевая (ring mod) модуляция, FM-синтез, и др. Эти способы работы осцилляторов не входят в рамки нашего сегодняшнего урока, поэтому, пока просто пропустим их.
Микшер.
В секции микшера (Mix или Mixer) мы можем активировать (on) или заглушать (off) звучание отдельных осцилляторов (VCO или OSC), а также регулировать их громкость (level – не путать с volume!) и иногда – панораму (Pan). Кстати, иногда шумовой осциллятор может находиться именно здесь. Смешивая звучание осцилляторов в различных пропорциях, мы получаем исходный набросок будущего звука.
Фильтры.
Фильтр – один из важнейших и интереснейших элементов синтезатора, обработка звучания осцилляторов этим модулем может очень сильно повлиять на итоговый звук. Как мы уже говорили, фильтр частично «обрезает» определенную частотную составляющую звука. Что именно фильтр будет отрезать, а что оставлять, во многом зависит от типа фильтра.
- Низкочастотный фильтр (LP, low pass filter) обрезает высокие частоты, оставляя нетронутыми низкие частоты.
- Высокочастотный фильтр (HP, high pass filter) обрезает низкие частоты, оставляя нетронутыми высокие частоты.
- Полосной фильтр (BP, band pass filter) – обрезает все частоты вокруг указанной области, оставляя только отдельную частотную полосу.
Вообще, чтобы понять, что именно делает со звуком фильтр, проще всего покрутить ручку частоты среза (cutoff или filter frequency). Эта ручка отвечает за ту частоту, на которой и происходит срез.
Например, установив параметр «cutoff» низкочастотного фильтра на 200Гц (10-11 часов циферблата) мы оставим все частоты, что лежат ниже 200Гц и отрежем звук, который находится выше этого значения. С высокочастотным фильтром всё наоборот – в таком положении он отсечет все что ниже 200Гц и оставит нетронутым, что, что находится выше. Полосной фильтр отрежет все, кроме выделенной частоты в 200Гц и небольшого района вокруг этого значения.
Нетрудно догадаться, что фильтр служит для придания звуку определенной формы, геометрии. Например, если мы ходим сделать звук гулким и глубоким, убрав резкость – мы используем низкочастотный фильтр, а если мы хотим отрезать «низ» звука, сделать его колким и сухим – тогда мы должны использовать высокочастотный фильтр. Кстати, поворот ручки фильтра – излюбленный прием электронных музыкантов, особенно часто этот прием используется в техно-музыке.
Большинство фильтров синтезатора оснащено еще одним управляемым параметром – это резонанс фильтра (filter Q или res или resonance). Изменение этого параметра приводит к ощутимому усилению звука на выбранной параметром «cutoff» частоте, вплоть до того, что звук может «засвистеть», заводя отдельные гармоники – так бывает с микрофонами, расположенными напротив динамиков.
Самое эффектное звучание фильтра достигается тогда, когда мы, усилив резонанс, начинаем управлять его частотой – именно так, например, делаются знаменитые «кислотные» техно-секвенции.
В секции фильтра также могут присутствовать и дополнительные возможности: например, фильтр может иметь отдельный регулятор перегруза (overdrive), иметь регуляторы глубины модуляции другими модулями синтезатора, также довольно-таки распространен параметр трекинга фильтра (keyboard tracking), настроив который, мы сможем управлять частотой среза фильтра с помощью клавиатуры синтезатора.
Огибающая.
Огибающая синтезатора (envelope или ENV или EG) – это отдельный модуляционный блок, который может управлять различными параметрами синтезатора, автоматически изменяя их во времени.
В отдельных синтезаторах огибающие могут быть изначально жестко привязаны к управлению конкретным модулем – например, огибающая фильтра (filter envelope), в других синтезаторах они свободно назначаются. Мы рассмотрим 2 самых распространенных способа использования огибающих – для модуляции фильтра и для модуляции громкости (amplifier envelope или VCA envelope):
- Огибающая фильтра управляет частотой среза фильтра, автоматически «поворачивая» ручку частоты среза на основе настроек огибающей. Звучит эта огибающая весьма эффектно – управляя атакой, мы можем получить, например, «квакающие» звуки. Вообще, правильно настроенная огибающая фильтра формирует плотность и упругость звука – секвенционные и перкусионные звуки, техноидный бас и т.д. можно получить именно с помощью настроек этого модуля.
- Огибающая громкости управляет громкостью звуков. Эта огибающая формирует характер атаки звука, его «штрих». С помощью настроек огибающей громкости мы можем создавать протяжные, отрывистые, короткие «металлические» звуки, можем заставить звук плавно появиться в пространстве и т.д.
Кстати большинство огибающих умеет модулировать звук не только в прямом, но и в перевернутом режиме. Сделать это можно с помощью регулятора «envelope amount» – если данный регулятор имеет отрицательные значения, то огибающая станет как бы зеркально отраженной.
LFO
LFO – это генератор низких частот. Он похож на осциллятор, но генерирует очень низкие, не слышимые ухом частоты примерно от 1 до 20 герц. Однако, даже если частота LFO попадет в слышимый диапазон, мы ее все равно не услышим! Генерируемая LFO волна не попадает на аудиовыход синтезатора – она нужна для того, чтобы управлять другими модулями.
LFO, как и осцилляторы, может иметь различные формы волны: синус, треугольник, пила, квадрат, случайная форма волны и т.д. По принципу действия он похож на огибающую, ну а основное отличие их в том, что огибающая имеет начало и конец, а LFO работает бесконечно, циклично.
LFO может модулировать различные параметры – фильтр, усилитель (т.е. громкость звука), высоту осцилляторов и др. Различными настройками этого параметра мы можем создавать эффект вибрато, пунктиры, «вау-вау» эффект и т.д. – в целом, работа LFO придает звуку определенную пульсацию и ритмичность.
Управляется LFO так: для начала мы должны назначить его на модуляцию какого-то параметра (или использовать заранее назначенный LFO) и выбрать форму волны. Параметр частоты LFO ( LFO freq. или frequency или rate) отвечает за скорость LFO – изменение этого параметра во время игры на синтезаторе придает звуку очень живой, динамичный характер. Например, назначив LFO с формой волны sine (синус) на модуляцию частоты среза фильтра и управляя частотой LFO мы получим знаменитый Dubstep Bass. Кроме того, частота LFO очень часто может быть синхронизирована с темпом (tempo sync), в этом режиме LFO может генерировать ритмичные пульсирующие секвенции.
Параметр LFO amount отвечает за глубину воздействия LFO на модулируемый модуль синтезатора. Например, при небольших значениях amount, синусоидальное LFO, модулирующее высоту осцилляторов будет звучать как вибрато, а если мы увеличим значение amount – звук станет атональным, похожим на сирену. В том же режиме, квадратное LFO придает звуку некоторую «восьмибитность», особенно на высокой скорости.
Усилитель.
Чаще всего этот модуль не имеет никаких специальных регуляторов, кроме ручки громкости volume, однако он может быть целью для модуляционных модулей синтезатора, например, огибающей или LFO, которые могут управлять громкостью автоматически.
Основные советы, которые я могу дать начинающим саунд-дизайнерам:
- Изучайте звучание всех модулей синтезатора по очереди – например, начните с создания интересных звуков используя только осцилляторы.
- При создании звукового пэтча не забывайте про клавиатуру синтезатора. Пробуйте воспроизвести создаваемый звук в различных октавах, т.к. часто характер звука зависит от диапазона не меньше, чем от любых других параметров.
- Постарайтесь запомнить звучание всех основных форм волны осцилляторов.
- Не нужно слишком сильно усложнять звуковой пэтч: большая часть самых популярных и интересных звуков – это простые формы волны, обработанные огибающей фильтром и LFO.
- Ну, и, пожалуй, самое главное – никогда не бойтесь экспериментировать! Помните – на синтезаторе невозможно сделать что-то «не так» — наоборот, часто самые неожиданные решения приводят к яркому и уникальному результату!
На сегодня всё! Помните: саунд-дизайн – это огромный живой мир, полный различных интересных приемов и техник, но все великое всегда начинается с малого! Желаем вам удачи и побольше вдохновения!
Видеоурок по данной статье находится внизу страницы!
Основы синтеза звука — профессиональные аудиофайлы
Содержание статьи
Синтез звука существует уже более ста лет. «Телармониум (также известный как динамофон) […] был разработан Таддеусом Кэхиллом примерно в 1896 году». (источник). Основной предпосылкой был аддитивный синтез , , и в устройстве использовались тоновые колеса, как и в органе Hammond. Эти электромагнитные и электромеханические стратегии послужили основой для распространения инновационных электронных инструментов и конструкций во второй половине 20-го века.
Телгармониум
В 1928 году Морис Мартено изобрел Ondes Martenot, на котором играли металлическим кольцом, надетым на правый указательный палец. Кольцо скользило по проволоке, чтобы воспроизвести высокие электронные тона. В более поздних версиях была неработающая клавиатура, которая давала игроку визуальную индикацию высоты тона в зависимости от его положения на проводе. В более поздних версиях была представлена функционирующая клавиатура вместе с другими функциями, которые должны были стать стандартными для современных синтезаторов, такими как чувствительность к силе нажатия, вибрато и использование нескольких волновых форм. Этот инструмент использовался в нескольких знаковых композициях, в первую очередь в Turangalîla-Symphonie Оливье Мессиана. Это абсолютный шедевр, который вы должны услышать вживую, если у вас когда-нибудь будет такая возможность.
Вероятно, самым узнаваемым электронным звуком 20-го века является терменвокс, изобретенный Лео Терменом в том же 1928 году. Жуткий звук электронного вибрато стал культовым элементом музыки для фильмов ужасов и саспенса и до сих пор остается фаворитом среди современных композиторов.
Что остается волшебным в этом инструменте, так это то, что для игры на нем не требуется физического контакта. Вместо этого исполнитель использует одну руку для управления частотой, а другую — для управления амплитудой за счет близости к двум антеннам. В руках таких виртуозных исполнителей, как Лидия Кавина, Терменвокс способен воспроизводить выразительные и точно настроенные струнные линии. Известно, что Роберт Муг был очарован терменвоксом и построил свой собственный в возрасте 14 лет по чертежам, опубликованным в журнале Electronics World.
Современный вокодер обязан своим появлением ранним разработкам и исследованиям в Bell Labs, где Гомер Дадли изобрел эту технологию. Первоначально предназначенный для уменьшения полосы пропускания сигнала, чтобы он мог передаваться на большие расстояния, роботизированный звук был популяризирован Kraftwerk, культовой немецкой группой, которая была пионером ранней электронной музыки.
В этой статье будет представлен обзор текущих моделей синтеза, используемых в настоящее время, с несколькими ссылками на статьи, в которых более подробно рассматривается каждый метод. Он будет включать список и описание общих параметров, методов управления и обсуждение аппаратного и программного обеспечения. Но раз уж мы говорим об электричестве и звуке, начнем с прохождения сигнала.
Типовые секции и поток сигналов Ввод данных пользователем Во всех случаях имеется некоторый тип пользовательского ввода, который инициирует сигнал в системе. Даже в крайнем случае алгоритмических моделей или моделей на основе ИИ кто-то должен запрограммировать базовую архитектуру и нажать кнопку «Пуск». Но поскольку мы говорим об инструментах, рассмотрим различные способы, которыми музыкант может вызвать звук.
Доступно множество контроллеров, которые можно подключить к модулям синтезатора или компьютеру. Как правило, MIDI (хотя и не всегда), они включают в себя: клавиатуры, MIDI-гитары, контроллеры дыхания, ручки и слайдеры, приложения для iOS и всевозможные альтернативные контроллеры.
Дополнительные сведения о контроллерах см. в приведенных ниже статьях.
- «Полное руководство по выбору MIDI-контроллера»
- «8 необычных MIDI-контроллеров для создания музыки»
После некоторого пользовательского ввода следует секция генерации звука. Характер этого раздела зависит от используемого метода синтеза и может состоять из генераторов, генераторов шума, записанных сэмплов, волновых таблиц, алгоритмов генерации звука или любой их комбинации.
После того, как какой-то звук сгенерирован, он часто отправляется в секцию фильтрации, где частоты могут быть сформированы с использованием полного набора типов фильтров, хотя чаще всего используется фильтр нижних частот.
УсилениеПоследняя из трех основных частей потока сигнала — это место, где сигнал усиливается и формируется перед отправкой на выход. Этот раздел обычно включает в себя огибающую, которая запускается вводом пользователя, и обычно имеет четыре основных этапа: атака, затухание, сустейн и релиз (ADSR) — подробнее об этом позже.
Модуляция Этот раздел не вставляется в поток сигналов сам по себе. Вместо этого он включает инструменты генерации данных для изменения параметров в других разделах, а иногда даже параметров самих модуляторов. Эти модуляторы могут включать LFO (генераторы низкой частоты), огибающие, пошаговые секвенсоры и т. д.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ
Секция эффектовСовременные синтезаторы (особенно мягкие синтезаторы) имеют встроенные секции эффектов, которые могут включать дисторшн, сатурацию, хорус, фленджер, реверберацию, задержку, панорамирование и эквалайзер. Обычно они вставляются до или после фильтрации в зависимости от устройства. Более сложные синтезаторы часто имеют функцию отправки/возврата и более сложные возможности маршрутизации.
Не все синтезаторы имеют все эти разделы, а некоторые из них имеют разделы, уникальные для используемого метода (например, синтезаторы гранулярного или компонентного моделирования). Но если вы сможете четко понять основной поток сигналов, описанный выше, вы будете намного лучше подготовлены к пониманию практически любого синтезатора, с которым вы можете столкнуться.
Методы Аддитивный синтез Как уже упоминалось, аддитивный синтез является одним из старейших видов. Одна из проблем при использовании этого метода заключается в том, что вам нужно гораздо больше генераторов для создания богатых тембров по сравнению с другими методами. Это было особой проблемой, когда вычислительная техника только зарождалась. Как описывает Кертис Роудс, «аддитивный синтез — это класс методов синтеза звука, основанный на суммировании элементарных сигналов для создания более сложной формы сигнала». (Дороги, 2012, стр. 134)
Для получения дополнительной информации об этом методе см.: «Основы аддитивного синтеза»
Субтрактивный синтезЭтот метод обычно состоит из основных разделов, упомянутых выше, и использует раздел фильтрации, в частности, для создания богатых тембров и разнообразия. Она требует гораздо меньше ресурсов, чем аддитивная модель — только богатый источник звука, такой как генератор пилообразной волны или шума, и надежная секция фильтрации.
Подробнее о субтрактивном синтезе: «Основы субтрактивного синтеза»
Синтез FM Синтез частотной модуляции основан на идее использования одного генератора (модулятора) для модуляции другого генератора (несущей). Из этой основной идеи можно получить невероятное количество тембрального разнообразия. Выпуск революционного процессора DX7 от Yamaha в начале 80-х свел на нет возможности цифрового синтеза, учитывая ограниченность вычислительной мощности того времени.
Подробнее о FM-синтезе здесь: «Введение в FM-синтез»
Синтез AMАмплитудная модуляция (АМ) является скорее эффектом, чем основным средством синтеза. Он также использует модулятор и генераторы несущей для создания эффекта, известного как кольцевая модуляция, когда амплитуды сигнала периодически падают до нуля, вызывая создание дополнительных частот. Изменяя глубину и смещение по постоянному току амплитудно-модулированного сигнала, AM может создавать различные звуки на основе тремоло на низких частотах модуляции и слышимых боковых частотах и более высоких скоростях модуляции.
Подробнее в этой статье: «Основы АМ-синтеза»
Синтез фазовых искажений Этот метод использовался Casio в CZ-101 и некоторых других моделях, представленных еще в начале 80-х годов. Он занимает особое место в моем сердце как мой первый синтезатор. Он использует интересную и уникальную идею, которая включает в себя сканирование «базовой таблицы поиска синусоидальной волны с увеличением, а затем с уменьшением скорости, сохраняя при этом общую частоту постоянной по отношению к высоте тона или ноте».
Подробнее об этом методе здесь: «Основы синтеза фазовых искажений»
Векторный синтез В этом методе используется идея микширования выходного сигнала двух или более источников звука. Обычно это осцилляторы, хотя есть несколько инструментов сэмплирования, в которых используется аналогичный подход: смешивание комбинаций семплированных звуков с использованием своего рода интерфейса XY пэда. В простейшей форме вы можете рассматривать объединение более двух осцилляторов как форму векторного синтеза, но обычно их больше, и часто осцилляторы могут быть расстроены по отношению друг к другу. Многие модели субтрактивных синтезаторов используют векторный подход, чтобы инициировать богатый источник звука в качестве входных данных для секции фильтрации.
РЕКЛАМНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ
Синтез волновой таблицыСинтез волновой таблицы включает в себя чтение справочной таблицы, которая может включать от одного цикла до десятков или сотен. Процесс чтения этих форм и перехода между формами может модулироваться и контролироваться пользователем. «Интерполяция между волновыми формами — это то, что создает характерный звук волнового синтезатора».
Подробнее здесь: «Основы синтеза волновых таблиц»
РЕКЛАМА
Компонентное или физическое моделирование Этот метод требует больших вычислительных ресурсов по сравнению с другими моделями и включает использование сложных алгоритмов. Часто метафора вибрирующей струны используется для создания необычных и часто неземных тембров, которые идеально подходят для приложений звукового дизайна. Я также являюсь поклонником ударных звуков, похожих на молоток, которые можно получить с помощью этого метода, которые, кажется, лежат где-то между акустическим и электронным миром.
Подробнее по теме: «Основы синтеза физического моделирования»
Гранулярный синтезЭто еще один метод, который когда-то считался непрактичным с точки зрения приложений реального времени из-за требований к компьютеру. Те времена давно прошли, и гранулярный синтез в реальном времени теперь полностью возможен на любом компьютере, планшете или смартфоне. Основная идея состоит в том, чтобы взять записанный семпл и нарезать его на мелкие кусочки или зерна продолжительностью от 1 до 100 мс. Затем с этими зернами можно работать независимо, изменяя высоту тона, реверсируя, переупорядочивая и другими методами.
Подробнее об этом здесь: «Обзор гранулярного синтеза». фильтрация, обработка эффектов, методы модуляции и преобразование векторного стиля, как упоминалось ранее. Чистые сэмплеры используют записанные звуки в качестве основного источника звука. В одном инструменте могут быть сотни сэмплов, как это часто бывает с так называемыми инструментами с глубоким сэмплированием. Примером может служить библиотека акустических сэмплов, такая как фортепиано, где каждая клавиша может быть сэмплирована независимо на различных динамических уровнях или с использованием различных педальных приемов. Именно из-за этого кропотливого процесса некоторые оркестровые библиотеки такие дорогие.
Подробнее о семплерах здесь: «Основы сэмплерных инструментов и библиотек»
Гибридные инструментыНекоторые из описанных выше методов можно найти в одном устройстве, поскольку все больше и больше гибридных инструментов продолжают появляться. Иногда в мире синтеза действительно возможно быть мастером на все руки. Но у специализации есть свои преимущества, поэтому, если вам нужен, например, отличный гранулярный синтезатор, ищите что-то, что заявлено как таковое.
Общие методы модуляции Humble LFO Я бы сказал, что около 90% моих начинающих учеников могут идентифицировать LFO как низкочастотный генератор. Но только около 25% могут сказать мне, что это значит или как это используется. Эти простые осцилляторы производят периодические данные на основе выбранной формы волны со скоростью, как правило, намного ниже частоты звука 20 Гц. Они могут быть очень медленными, например, 0,1 Гц или медленнее. Их можно использовать для модуляции любого параметра в устройстве, если прибор позволяет путь прохождения сигнала.
Подробнее здесь: «5 основных параметров LFO, которые вы должны знать»
Огибающие Типичная огибающая ADSR (атака, затухание, сустейн и релиз), которую может идентифицировать большинство людей, обычно привязана к амплитуде или жестко связана с ней. Но огибающие можно использовать для модуляции любого параметра, что и LFO. Разница в том, что конверты часто привязаны к пользовательскому вводу. Например, когда запускается событие MIDI-ноты, также может запускаться огибающая, привязанная к частоте среза фильтра нижних частот. Думайте о конвертах как о таблице данных, которые публикуются в течение заданного пользователем периода времени. Это часто вызывается нажатием и отпусканием MIDI-клавиши.
Подробнее по этой теме здесь: «Основы параметров, функций и использования огибающей синтезатора»
Пошаговые секвенсорыПошаговые секвенсоры отправляют указанные пользователем данные для каждого шага, которые можно использовать для модуляции параметров синтезатора. Эти устройства обычно синхронизируются с темпом сеанса, если они находятся в DAW, или они могут быть синхронизированы внутри или снаружи с помощью тактового сигнала или сигнала синхронизации. Хотя верно то, что драм-машины являются пошаговыми секвенсорами, не ограничивайте себя только этими терминами. Эти устройства являются сверхмощными источниками модуляции, которые следует тщательно изучить.
Вот статья для начала: «Основы пошагового секвенсора (+ 9 отличных пошаговых секвенсоров)»
Другие источники модуляции В широком спектре синтезаторов можно найти множество уникальных и фантастических идей модуляции. в продаже. Разработчики использовали всевозможные творческие подходы, которые не поддаются категоризации.
Вот статья, в которой рассматриваются некоторые из этих подходов: «Руководство по источникам и элементам управления синтезаторной модуляцией»
Менее понятные параметрыЕсть некоторые параметры синтезатора, которые кажутся более трудными для понимания, чем другие, такие как следование тональности, октавы, выраженные в футах и другие. Даже разница между настройками легато и моно может ускользнуть от новичков.
Прочтите эту статью, чтобы узнать о некоторых менее обсуждаемых параметрах: «18 параметров синтезатора, которые часто неправильно понимают».0027 Synthesis 101 доступен исключительно в The Pro Audio Files.
Следуйте за мной в Twitter: @PMantione
Instagram: philipmantione
Roads, Curtis. Учебник по компьютерной музыке . MIT Press, 2012.
Филип Мантионе
Филип Мантионе — композитор, синтезатор, гитарист, педагог и саунд-художник, работающий на экспериментальной музыкальной сцене Лос-Анджелеса. Его музыка была представлена на фестивалях, в музеях и галереях по всему миру. Его текущий проект — TriAngular Bent, электроакустическое трио, в состав которого входят Дон Престон (один из основателей группы Mothers of Invention Фрэнка Заппы) и виртуоз схемотехники Джефф Бойнтон. Подробности на сайте philipmantione.com
Синтез звука
Синтез звука Периодические электрические сигналы можно преобразовать в звук, усилив их и запустив с ними громкоговоритель. Один из способов сделать это — просто добавить различные амплитуды гармоник выбранной высоты тона до тех пор, пока не будет получен желаемый тембр, что называется аддитивным синтезом. Другой способ — начать с геометрических волн, которые богаты гармоническим содержанием, и отфильтровать гармоники для создания нового звуковычитающего синтеза. Современный синтез звука все чаще использует MIDI для секвенирования и связи между устройствами.
| Индекс Концепции воспроизведения звука | |
| HyperPhysics***** Звук | Назад |
Джефф Прессинг в статье «Производительность синтезатора и методы реального времени» приводит этот список подходов к синтезу звука.
| Алфавитный указатель Концепции воспроизведения звука Ссылка | |
| HyperPhysics***** Звук | Назад |
Цифровой интерфейс музыкальных инструментов (MIDI) — это протокол передачи данных, который широко используется с музыкальными синтезаторами. Использование MIDI-секвенсора для управления одним или несколькими инструментами имеет ряд существенных практических преимуществ. MIDI-последовательность, которая воспроизводит несколько минут музыки, может храниться в нескольких килобайтах памяти компьютера, в то время как минутное хранение точной и чистой музыки с качеством компакт-диска непосредственно на компьютерном диске может занять 10 МБ памяти. MIDI-файл — это просто цифровое представление последовательности нот с информацией о высоте тона, длительности, голосе и т. д., и для этого требуется гораздо меньше памяти, чем записанное в цифровом виде изображение сложного звука. Другие практические преимущества включают возможность транспонирования музыки без изменения ее продолжительности, изменения темпа без изменения высоты тона или замены синтетических инструментов, используемых для исполнения музыкального произведения. Недостатки включают в себя невозможность легко включить записанную голосовую партию или сыгранный инструмент вместе со звуком в MIDI-секвенсе, но, с другой стороны, музыку можно легко синхронизировать с мультимедийными событиями в постановке. |