Разное

Теория и практика звука блог – ТиПЗ — Теория и практика звукозаписи

Содержание

Теория и практика звукозаписи: Как выглядит компрессированный звук. В картинках

За последние пару недель, этот вопрос всплывал несколько раз. Как в виде явного, направленного в сторону "дорогой редакции типза", так и в виде неявного - недопонимания звукорежиссерами-любителями моих просьб и просьб прочих слушателей сделать подкасты погромче.

Вот примерно такая переписка многим авторам может показаться до боли знакомой:

Слушатель #1 "Очень, повторяю, тихо, особенно в метро, выкрутив айпод на полную часто почти ничего не слышно."

Слушатель #2 "Тихо и неравномерно. Один из говорящих звучит заметно громче другого"

Ответы вида "Старался сделать громко, но как его (звук) сделать еще громче, я уже не понимаю" и "на компе слушается нормально с такой громкостью" показывают, что с одной стороны авторы заботятся о звучании, но с другой - не очень понимают что слушатели от них хотят.

 

Давайте посмотрим на фрагмент подкаста с 2мя участниками и с тихим, по мнению слушателя, звуком.

Итак, что мы видим? А видим мы то, что слушатель прав. Во первых, те части которые произносятся первым участником заметно громче, а во вторых некий "средний уровень" на представленной картинке не превышает - 7 или даже -8дб. Другими словами, это будет звучать как минимум в 2.5 раза тише возможного максумума. Того самого максимума громкости к которому мы с вами стремимся.

Очевидно, что звук был скомпрессирован недостаточно и компрессоры для дорожек каждого участника были настроенны неправильно, т.к. дают заметно разный результат для каждого из них. К сожалению, в моем распоряжении не было отдельных дорожек, но я попытался перекомпрессировать приведенный фрагмент с установками средней степени агрессии, как мне показалось подходящими для голосов авторов и темпа/стиля их разговора (threshold -10, ratio 3.5, attck 10ms, release 100ms) . После этого, применил лимитер на -3.5 и получил:

Это уже заметно громче, и заметно "плотнее" и насыщенней. Субьективно такой фрагмент будет звучать раза в 3 громче оригинального, и при этом никаких отрицательных эффектов не наблюдается.

Как я уже говорил, перекомрессия 2х дорожек сведенных в моно, дело не самое благодарное. Гораздо удобнее и правильнее делать это до сведения. Для примера приведу как выглядит фрагмент парного подкаста радио-т:

Очевидно, что тут увидить глазом разницу громкости звучания участников невозможно, как впрочем невозможно ее и услышать.

tipz.umputun.com

Теория и практика звукозаписи: ТиП Звука #52

caesar комментирует...

либсин с первой попытки недодал четыре последних мегабайта. через пару часов исправился.

что же это такое-то /-:

6 апреля 2009 г., 10:06
Gray комментирует...

Жень, а у тебя как-то сервер тормозит, похоже - и этот сайт, и сайт UWP плохо открывается.

6 апреля 2009 г., 16:21
Gray комментирует...

По поводу менее прямых способов - я уже давно использую в качестве гейта dbx166XL, включенный в разрыв Aphex. Сравнивал с работой через микшер - эффект такой же, но не приходится поступаться цифровым трактом.
Кстати, а как ты планируешь теперь писать на PMD? Откуда на него звук пойдет?

6 апреля 2009 г., 16:35
umputun комментирует...

у лексикона есть второй цифровой выход, вот с него и идет

6 апреля 2009 г., 18:14
e}{eЛь комментирует...

Действительно, тоже заметил подобные проблемы.

7 апреля 2009 г., 16:23
e}{eЛь комментирует...

Благодарю за выпуск. По поводу микшера: в данный момент озадачен покупкой оного, но ввиду отсутствия каких-либо приемлемых средств на приобретение достойного экземпляра, вынужден осматриваться в районе самых дешевых.
Вы упомянули, что реально купить микшер за $50´, не подскажите, что это за микшер такой? 🙂 Заранее спасибо.

7 апреля 2009 г., 16:26
stavor комментирует...

Не знаю где и спросить следующий вопрос, но наверное самое подходящее место ему здесь:
- при записи голоса почему-то очень отчёливо слышно дыхание. Не дышать решение хорошее, но может быть летальным, а шумоподавление не помогает в данном случае. Надо ли как-то по особенному дышать, или это решается техническими средствами?

Спасибо авансом

7 апреля 2009 г., 16:26
Casey комментирует...

Спасибо за подкаст. По ходу прослушивания возник один вопрос - ты говоришь, что используешь полностью цифровой тракт при записи, однако если я не ошибаюсь, вместе c Aphex ты используешь в качестве лимитера очень недорогой компрессор (ты про него рассказывал в прошлых выпусках) и пульт mackie dfx-6. Как же при такой схеме ты сохраняешь цифровой тракт?

Единственное объяснение, которое я вижу - звук из Aphex приходит сразу в lexicon по цифре.

Заранее спасибо за ответ.

8 апреля 2009 г., 02:17
umputun комментирует...

ну у меня и микрофон аналоговый 🙂 Серьезно говоря, микшер конечно аналоговый, но и него такая аналоговая природа по жизни. Все остальное, включая лимитирующий TC Electronic C300 - по цифре.

8 апреля 2009 г., 02:48
umputun комментирует...

это решается правильным микрофоном и не менее правильно примененным экспендером

8 апреля 2009 г., 02:50
e}{eЛь комментирует...

Спасибо. Я так и думал, что мое непонимание вызвано разницей в цене. Дело в том, что у нас такой микшер меньше, чем за 90$ найти не получится 🙂
Но, всё-равно, спасибо за наводку 🙂

8 апреля 2009 г., 04:07
Gray комментирует...

Во-первых, это может быть одышкой. Сядьте удобнее или вообще встаньте, говорите чуть медленнее.
Во-вторых, можно чуть сдвинуться в сторону от главной оси микрофона.

8 апреля 2009 г., 11:18
afyt комментирует...

Блин а у меня с микрофонами беда((

9 апреля 2009 г., 06:47
stavor комментирует...

спасибо

9 апреля 2009 г., 09:10
Валерий комментирует...

Женя,привет,не мог бы ты рассказать как происходит звукозапись в профессиональных студиях-ну например при записи какой нибудь вокальной композиции-какое оборудование используется,как это дальше обрабатывается и сводится,есть ли разница в самом подходе в обработке или все более менее универсально?Я понимаю что детальной информации у тебя нет,да и не твой это профиль-ну хотя бы самые общие моменты..ведь по сути и спросить то не у кого,а перегруженные сухой информацией статьи читать не хочется.спасибо

16 апреля 2009 г., 06:24
Александр комментирует...

Привет, не мог бы ты рассказать о фирме Samson и о фирме Phonic, заранее благодарен.

23 апреля 2009 г., 12:36
ivan1 комментирует...

нет нет, компрессию если даже захотите убавить, всё равно нормально будет. У записи средние частоты поднять? Или в наушниках задрать нижние и высокие, чтобы голос стремился усилиться в средних?

5 мая 2009 г., 12:20
Alexander комментирует...

Всем привет. Случайно попал в руки Philips LBB 3530/00. Дискуссионный пульт делегата. Имеет встроенный громкоговоритель. Длинна шеи 313мм. Размеры: 63х124х172мм. Вес: 0,9кг. Цвет: угольный. € 545.00 : ) разъем у него нвыне мной невиданный. если кто знает, напишите как из него максимум выжать (продажу не предлагать), в идеале к компу подсоеденить. спасибо

8 мая 2009 г., 16:23
iTEHb комментирует...

Привет!
Хотел бы вот спросить про интересное...необычное для подкастинга но всё же возможное в использовании при записи... а говорю я про гитарный процессор Line 6 POD X3 (настольный вариант) - этот процессор предназначен для обработки гитарного звука, бас гитары и !!!голоса!!!

Хотелось бы узнать может ли он собой заменить вокальный процессор ведт тут есть всё что для этого нужно только оно цифровое....
Очень интересно узнать об этом ....сам имею такой процессор....но хочется узнать возможно ли с помощью него писать подкасты....там 2 канала которые можно настроить отдельно даже какая то функция микшера присутствует...выход по USB или на микшер или ещё куда то....
Что вы думаете об этом и если есть возможность у вас его посмотреть и записать подкаст через него хотелось бы услышать вашу оценку и ваш звук который бы получился....
Большое спасибо за ваши подкасты в данный момент сижу и слушаю старые выпуски ТиПЗ. Очень нужная вещь не только для подкастеров а думаю даже для обычных людей.
Большое спасибо!

11 мая 2009 г., 03:44
iTEHb комментирует...

вроди бы настроил неплохой звук и вроди чистый на POD X3 ....понял что микшер беринжер может очень помочь для мониторинга но не для записи....не берите беринжер я его не покупал мне достался другим путем но предусилитель у него шумит просто ужасно....хотя меня сейчас очень выручил...у меня микрофон Shure SM58 + процессор POD X3 + Behringer XENYX 1202... в скором времени появиться подкаст записанный с помощью всего этого....и попробую даже может сделать сольный подкат если кому то интересно именно по теме POD X3 и записи через него в MAC OS X и всякие проблемы и всё остальное...незнаю можно ли тут ложить ссылки на свои подкасты ....но не буду говорить название...

12 мая 2009 г., 11:00
Портал SEO комментирует...

ссылки по теме...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

12 июня 2009 г., 08:05
jenek290 комментирует...

спорить можно...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

19 июня 2009 г., 08:05
Samoiloff комментирует...

лучший блог...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

20 июня 2009 г., 03:27
Импортные интим товары комментирует...

интересные вещи...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

21 июня 2009 г., 00:31
7Rpodgornyh комментирует...

советую...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

21 июня 2009 г., 21:15
altaua комментирует...

запомнить все...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

22 июня 2009 г., 19:44
maloi82 комментирует...

запомнить...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

23 июня 2009 г., 18:05
13sdes комментирует...

рекомендую...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

24 июня 2009 г., 15:10
Кожемякин комментирует...

правильно пишут...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

25 июня 2009 г., 12:14
_Doctor_ комментирует...

цитата...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

27 июня 2009 г., 03:21
DmitryNT комментирует...

интересное...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

27 июня 2009 г., 23:16
Театрал комментирует...

Здравствуйте. Видел у вас в комплекте lexicon omega. Вероятно вы о нем рассказывали, но я пропустил (среди подкастов не видел). К сожалению в магазинах лишь он в подходящей ценовой категории. Но коментарии в нете такие противоречивые. Хотелось бы услышать ваше мнение по поводу его работоспособности. Благодарю.

29 июня 2009 г., 02:24
umputun комментирует...

отличный прибор. ни одного существенного замечания у меня к нему нет. Преампы конечно слабоваты, но это и у большинства внешних карт так.

29 июня 2009 г., 02:57
NoFake комментирует...

Евгений, спасибо за такой замечательный подкаст))) и скажи, а когде же уже 53 выпуск, я уже месяца три жду, уже крыша дымится)))

и ещё хотелось бы у тебя узнать о TL AUDIO 5050 IVORY 2 может ты с ней сталкивались, хочу взять для дома, говорят уж очень качественный преамп и компрессор, так вот хочется послушать твоё мнение)))

я его буду использовать для записи вокала))), а то что то поднадоели встроенные преампы в ему 0404 усб)))

29 июня 2009 г., 10:02
Александр777 комментирует...

к прочтению...

- Первые практические впечатления от PMD661 - Вредность деесера - Как бороться с[...]...

29 июня 2009 г., 15:06

tipz.umputun.com

Как улучшить качество видео в конференциях. Теория и практика - Блог

От качества видео зачастую зависит эффективность проводимых переговоров или общения. Есть множество факторов, которые могут повлиять на передачу изображения. В этой статье мы разберем основные вопросы и поделимся способами решения самых популярных проблем, связанными с качеством видеопотока.

Оборудование

За захват видео отвечает камера. Это может быть встроенная камера в ноутбук или телефон, подключаемая WEB- или PTZ-камера. Они отличаются по качеству и предназначению. Самыми слабыми, как правило, бывают встроенные в устройство камеры, так как производители часто экономят на качестве и поставляют в комплекте самые бюджетные модули.

WEB-камеры являются самыми популярными устройствами, представленными на рынке тысячами моделей: от бюджетных устройств до бизнес-сегмента с премиальным качеством.
PTZ-камеры используются для оборудования переговорных комнат разного вида, лекториев, конференц-залов и обладают качественным сенсором и возможностью удаленного управления.

Давайте разберем, что же может помешать проведению видеозвонка и какая камера обеспечивает наилучшее качество видео?

С чем связаны проблемы качества видео с камеры?

“Слабая” камера

Как уже говорилось выше, встроенные камеры, как и бюджетные WEB-камеры, не позволяют нам получить изображение хорошего качества. При развертывании полученного изображения на полный экран все его изъяны становятся четко видны.

Давайте сравним изображение со встроенной камеры ноутбука ASUS и Web-камеры logitech c920:

Точно также можно сравнивать и бюджетные WEB-камеры с другим сегментом. Просто выведите свое изображение на экран и попробуйте посмотреть на качество в разных сценах.

Решение проблемы простое — вам необходимо обновить устройство. В интернет-магазине Unitsolutions.ru вы найдете WEB-камеры, PTZ-камеры. Наши специалисты всегда помогут с выбором оборудования. А оценить качество PTZ-камер вы можете в нашем видеообзоре камеры CleverMic 1020z.

Слабый компьютер

Процессор отвечает за обработку и передачу изображения. Если у него не хватает вычислительных мощностей и он заметно “подвисает” во время видеозвонков — значит проблема в нем.

Сигналом может стать большой уровень загрузки процессора при звонке (можно посмотреть в диспетчере задач), подвисание системы в целом, значительный нагрев ноутбука.

Нагрузку процессора можно посмотреть в диспетчере задач

Попробуйте закрыть приложения, работающие в фоне, лишние вкладки в браузере или почистите систему другим способом, вплоть до переустановки ОС.

Также проблема может быть в драйвере видеокамеры. Попробуйте установить или обновить его. Скачать драйвер вы всегда можете с сайта производителя.

Если это не поможет — время менять процессор, ОЗУ и другу начинку компьютера.

Слабый канал связи

При слабом интернет-соединении видео может значительно искажаться, выводиться частично и пропадать на секунды. Это может быть связано со слабым каналом соединения. Проверьте свою скорость на сайте: http://www.speedtest.net/ Рекомендуемая скорость соединения для видеосвязи в хорошем качестве — 500 Кбит/с — 1.5 Мбит/с на входящих и исходящий канал.
Если ваше соединение не обеспечивает данную скорость, но в тарифе провайдера оговорена большая, проверьте: интернет-кабель, wifi-роутер и программы, которые могут загружать канал на вашем компьютере.

Почему изображение становится шумное?

Шумы на изображении — это попытка компенсировать нехватку света в темных участках камерой и слабые матрицы при этом будут выдавать некачественную картинку.

Разница чистого и шумного изображения

Чаще всего это вызвано слабым освещением предмета съемки. Попробуйте увеличить яркость или количество ламп или усильте освещение от естественного источника — откройте шторы! Некоторые камеры могут выдавать «шумное» изображение после продолжительного времени работы. Это связано с повышением рабочей температуры камеры. Можно попробовать дать ей время остынуть и повторить сеанс видеосвязи.
Многие современные камеры оснащаются качественным сенсором, который справляется с захватом изображения даже при плохом освещении и не шумит. Обращаем ваше внимание на PTZ-камеры.

Какой максимальный угол обзора и поворота нужен для проведения конференций?

Если вы размещаете камеру в переговорных, то вам необходимо, чтобы все помещались в кадр, За это отвечает угол обзора камеры, с его увеличением возрастает и поле охвата камеры.

Постарайтесь выбрать камеру с углом обзора хотя бы в 75 градусов, тогда большая часть вашей комнаты точно попадет в кадр, но не забывайте, что с увеличением угла объекты, особенно удаленные, станут слабо различимы. В таком случае на помощь приходят PTZ-камеры с возможностью трансфокации(зуммирования). С ними вы сможете и показать общий план, и существенно приблизить выступающего на экране, что придает дополнительный эффект присутствия.

Не все PTZ-камеры обладают широким максимальным углом обзора, но несомненное преимущество заключается в возможности управления поворотом объектива с помощью пульта ДУ, через компьютер по протоколам RS232|485, или посредством драйвера по протоколу UVC.
Например PTZ-камера CleverMic Wide обладает углом обзора в 105°, может вращаться на 340° по горизонтальной оси и на 120° по вертикальной.
Другие PTZ-камеры можете посмотреть в соответствующем разделе у нас на сайте.

Почему изображение темное или виден лишь силуэт выступающего?

Силуэт может появляться при насыщенном свете за объектом. В этом случае мы советуем правильно выбирать место, чтобы свет освещал лицо, а не заглушал ваше изображение своей яркостью.
И наоборот, если изображение в общем темное, то рекомендуется повысить уровень света. Переберитесь ближе к окну или установите более мощные лампы.
Отметим, что современные камеры более эффективно борются с обеими проблемами и способны выдавать качественное изображение даже в плохих условиях. Возможно пора обновиться?

Мелкие объекты, собеседнику не видно лиц

Видеоконференции часто подразумевают участие многих людей с обеих сторон, выступление разных спикеров, демонстрация докладов и многое другое. Статическая камера может захватить общий план, но не сможет сконцентрировать внимание собеседников на конкретном спикере.
В этой ситуации мы рекомендуем использовать PTZ-камеры. Они оснащены оптическим зумом, удобно устанавливаются над монитором или на потолок, управляются дистанционно и некоторые оснащаются функцией слежения за выступающим. Ваши собеседники оценят. На работу PTZ-камеры CleverMic 1020z вы можете посмотреть в нашем видео.

На изображении появились полоски, присутствует мерцание

Этот эффект называется flickering (с англ. мерцание) и вызван рассинхронизацией частоты обновления искусственного освещения и веб камеры.

Бороться с этим можно программными средствами. Мы ищем настройки частоты обновления. Для видеосвязи я использую TrueConf Online и в настройках web-камеры я нашел следующую графу:

Выбор 50 Hz полностью решил проблему.
Подобную настройку я также нашел в настройках драйвера своей web-камеры:

Плохое качество видео при видеозвонке с мобильного телефона

Это может быть вызвано одной из причин:

  • Плохое качество связи или беспроводной сети wi-fi. Решением будет нахождения места с лучшим сигналом мобильной сети или разобраться с состоянием wi-fi .
  • Плохое программное обеспечение. Многие приложения не оптимизированы и не могут обеспечить качественную связь. Рекомендуем попробовать TrueConf Mobile.
  • Загруженная оперативная память телефона. Рекомендуем закрыть все лишние приложения в фоне и попробовать провести сеанс заново.
  • Плохое качество камеры телефона. Решить эту проблему можно лишь купив новое устройство.

Подвисает видео собеседника

Если больше явных проблем кроме этой не замечено и компьютер в общем работает нормально, то причины может быть две:

  • Плохой канал связи
  • Проблемы на стороне собеседника

Решить первую вы можете проверив состояние сети. Скорость подключения вы можете проверить скачав приложение Speedtest с магазина приложений. В случае низкого качества подключения рекомендуем обратиться к оператору связи или найти приложения, которые могут занимать канал подключения. Вторую проблему можно решить скинув ссылку на эту статью своему собеседнику.

Рассинхронизация картинки и звука

Рекомендуем обновить драйвер вашего устройства или использовать другое программное обеспечение. Попробуйте TrueConf Online.

unitsolutions.ru

Теория и практика создания шоу. Введение / Блог им. Temple / Сообщество EasyElectronics.ru

«Мастерство без воображения – это ремесло, дающее массу полезных вещей, вроде плетеных корзинок для пикников. Воображение без мастерства порождает современное искусство» Том Стоппард

Стимулом к написанию этой работы послужило, как, наверное, и всех других работ, недовольство устройством какой-либо части мира. В данном случае речь пойдет об одинаково, казалось бы, далеком и близком практически каждому искусстве создавать шоу. Что мы будем понимать под этим словом?
Не придираясь к происхождению и смыслу слова, я буду называть шоу вид аудиовизуального искусства, Однако, скажу, что все-таки культура и искусство — это разные вещи. Искусство должно быть инстинктивно и бессознательно, ритуально, а культура — это то, что призвано объяснять искусство для не догнавших, зачастую с переменным успехом. В дальнейшем я подробнее раскрою тему.
Итак, аудиовизуальным искусством для нас будет являться театральная постановка, концерт, цирковое представление, даже дискотека и т.п. вещи. Основная задача музыки и образа — состояние измененного сознания без, подчеркиваю, воздействия психотропных веществ. Если произведение справляется с задачей, мы его можем спокойно отнести к искусству.
Почему я завел разговор в это поле? А потому, что зачастую те, о ком будет вестись разговор — звуко- и светорежиссеры не до конца понимают свою роль, что приводит на выходе к тому бреду, который выдается за работу мастера. И это первый тезис — понять, чем вы собираетесь заниматься, что вы должны будете делать.
В эпиграфе я вынес высказывание оного драматурга, и не случайно. Наша(а надеюсь, вы все-таки примкнете к славной когорте) профессия требует от человека быть одновременно и физиком, и лириком. Раздельные варианты не подойдут. И хотя шанс встретить лирика среди физиков более высок, чем физика среди лириков, не стоит забывать, что вы должны справляться и с технической, и с художественной частью работы. Я видел много выпускников модных университетов, которые занимались у мастеров, были заграницей на разных курсах, но на деле не могли подключить DMX-кабель или разобраться в световом пульте. Видел также недо-физиков(а я считаю, что физик без воображения — не физик, равно как и математик), которые разобрались в технической части, но не могли создать ничего захватывающего. Поэтому второй тезис — учите матчасть и худчасть.
Ну, матчасть, понятно, спросите вы, а художественная в данном случае это что?
Визуальные световые образы обычно служат дополнением к звуковому ряду, за исключением, быть может, театральных и части цирковых представлений, на которых световое оформление служит для создания зональности, выражения эмоций и т.д. Концерты, дискотеки и т.д. требуют в идеальном случае абсолютно скоординированной работы светорежиссера с музыкальной составляющей. Обычно, все-таки, идеал недостижим, поскольку это весьма кропотливое занятие, и вы можете работать по 2-3 недели, чтобы создать визуальный ряд на полчаса, да и зачастую, зритель упускает детали. Но к идеалу все равно стоит стремиться.
Итак, третий тезис: гармоничное сочетание звука и света — залог потрясающего шоу.

Имея на вооружении, и следуя этим трем тезисам, вы уже можете приступить к обучению. Что-то не подходит для вас? Возможно, стоит поискать другую область применения. Ну, или просто почитать материал для общего развития.

Я полагаю, что заинтересуются следующие группы людей:
— музыканты разных стилей и формаций,
— работающие в сфере электрики и электроники в том случае, если их работа отчасти связана с местами культуры и досуга,
— те, кого манят мощные лучи спотов и вошей, киловатты звука и атмосфера шоу,
— и все, кому это стало интересно.

Свой учебный курс я разделю на части: свет и звук. Звук в свою очередь я поделю на концертный и студийный. Это не значит, что в том же порядке будет излагаться материал, скорее он будет излагаться по мере накопление информации в разных областях.
Отдельно замечу, что в этих статьях не будет ответа на вопросы вроде «как мне собрать свой усилитель для концерта» или «хочу сделать свой световой прибор, с чего начать?». Рассматриваться будут в основном готовые устройства, из которых собираются установки под конкретные задачи. Но постараюсь освещать проблемы ремонта и модернизации оборудования, а также проводить как можно более честные тесты разной аппаратуры.
Статьи по свету я буду маркировать тегом «Фотоны», а по звуку, соответственно, «Фононы».

На этом предисловие я закончу, в следующей статье перейду непосредственно к истории развития освещения, основным понятиям, а также дам список рекомендуемой литературы.
И, наконец, чтобы вы не думали, «а чо это за хрен такой мозг парит?», напишу пару слов о себе. Закончил я ЯрГУ им. П.Г.Демидова, физический факультет, по специальности физика (радиофизика), дипломную работу писал по имитационному моделированию акустики. В сфере звука и света работаю с сентября 2007 года, на данный момент времени на мне лежит студия звукозаписи при Ярославском цирке, система лазерного шоу там же, несколько местных клубов (в основном свет). С 2007 же года занимаюсь музыкально-экспериментальным проектом Temple, желающие могут ознакомиться с творчеством тут vkontakte.ru/templeproject.

Жду ваших вопросов. В ближайшие дни опубликую следующую заметку.

we.easyelectronics.ru

Музыкальная теория для гиков / Wirex corporate blog / Habr

Кто-то считает музыку уделом избранных талантов, кто-то — набором физических закономерностей. Автор материала делает попытку объяснить знакомые каждому музыкальные термины, такие как тон, интервал, амплитуда, нота, октава, партитура, аккорд и так далее с помощью расчетов и технических обоснований. Ниже перевод оригинального текста.

Я ничего не знаю о музыке. Я знаю, что в музыке есть знаковые обозначения, но иногда у них вырастают закорючки. Я знаю, что увеличение октавы удваивает высоту звука. Я знаю, что для того, чтобы написать песню в стиле поп достаточно всего четырех аккордов. Вот, пожалуй, и все.

Все остальные правила для меня выглядят совершенно, ну просто абсолютно произвольно. Почему у нас есть 12 нот, но для их обозначения применяются только 7 букв? Откуда взялись знаки при ключе? Почему ни одну статью по музыке в Википедии просто невозможно понять, не прочитав сперва все остальные?

Несколько дней назад кое-что из всего этого, наконец, прояснилось. Я чувствую себя идиоткой из-за того, что не понимала этого раньше, но я полагаю, все дело в том, что все пытаются объяснить тебе музыку с использованием, кхм, музыкальной нотации, что едва ли имеет хоть какой-то смысл, пока вы не понимаете, почему все устроено именно так, а не иначе.

Здесь я расскажу вам о выводах, которые я сделала с позиции человека, чьи музыкальные уроки ограничились попыткой научиться играть 4 ноты с помощью рекордера во втором классе. Подчеркну, что я ничего не знаю о музыке. Если вы умеете хотя бы свистеть, пожалуйста, не читайте этот пост, иначе будете надо мной смеяться.

Звуки и волны


Музыка — разновидность звука. Звук — это волна давления.

Представьте, что происходит, когда вы бьете в барабан. Когда вы бьете по нему, его мембрана, сделанная из упругого материала, деформируется сначала вовнутрь, а затем отскакивает наружу, потом снова вовнутрь и так далее до тех пор, пока не потеряет всю энергию. Если в этот момент вы будете наблюдать за точкой в центре мембраны, ее движение будет очень похоже на то, что получается, когда вы держите игрушечную шагающую пружинку (слинки) за один конец и отпускаете другой.

Когда мембрана отскакивает наружу, она выталкивает воздух перед собой. Этот воздух толкает еще больший объем воздуха у себя на пути, который повторяет то же действие с окружающими уже его воздушными молекулами, создавая трехмерную рябь, исходящую от барабана. Тем временем мембрана уже отскакивает вовнутрь, оставляя после себя вакуум, стремительно заполняемый окружающим воздухом, оставляющим за собой другой вакуум и так далее… В результаты молекулы воздуха вокруг барабана двигаются вперед назад по отношению к своему начальному положению, прямо как сама мембрана или пружина слинки.

В конечном счете волна давления достигает ваших барабанных перепонок, которые вибрируют таким же образом и вы интерпретируете эти колебания как музыку. Ну или как шум, в зависимости от ваших вкусов.

С радостью привела бы иллюстрацию этого процесса, но дело в том, что она выглядела бы как рябь на поверхности пруда, волны которой при этом двигаются вверх. Звуковые колебания происходят в трех измерениях, движение направляется вперед / от источника колебания, и это, на мой взгляд, очень важное отличие.

Так что вместо иллюстраций давайте лучше перейдем сразу к графикам и для начала взглянем на синусоидальную волну.

Неважно, что такое синусоидальная волна. Просто ее очень легко изображать на графике и поэтому удобно приводить в качестве типичного примера волны.

На графиках вроде этого время начинается с нуля и возрастает слева направо, а волна показывает насколько сильно воздух (или ваши перепонки, или другая среда) сдвинулась со своего начального положения. Полную тишину на этом графике можно отобразить в виде прямой линии, проходящей слева направо на уровне нуля.

Все звуки, которые вы когда-либо слышали, можно представить в виде такого же графика. Вот так вот просто. Если вы «откроете» песню в Audacity и приблизите график, вы увидите волну. Выглядеть она, скорее всего, будет несколько сложнее, но она по-прежнему будет волной.

Любую волну можно определить с помощью нескольких характеристик: частоты, амплитуды и формы. Всякий звук, который вы слышите, обладает некоторой формой, которая позволяет нам безошибочно различать звучание гитары и скрипки. Музыканты называют это свойство тембром.

Синусоидальная волна звучит примерно вот так:

Амплитуда — это расстояние между наивысшей и наинизшей точками волны. Ну или некоторые спецы определяют ее как половину этой величины, то есть расстояние между наивысшей точкой и нулем. Для нашего уха амплитуда — это громкость того или иного звука, что вполне логично, поскольку в терминах физики, амплитуда — наибольший численный показатель отклонения среды от начального состояния. Если стукнуть мембрану легонько, она отреагирует коротким колебанием, а звук будет тихим. Если же начать играть в полную силу, то колебания мембраны станут хорошо заметны, а барабан зазвучит гораздо громче.

Частота позволяет понять, насколько часто в буквальном смысле повторяется волна. Если волны на графике очень худые, тогда она повторяется чаще, то есть ее частота выше. Если гребни волны широкие, значит волна повторяется реже и ее частота ниже. Музыканты называют частоту высотой звука. Немузыканты, наверное, назовут ее просто нотой или тоном, что вызовет насмешки со стороны музыкантов, но что с них взять.

Частота измеряется в Гц (герцах). Это такая забавная замена словосочетанию «в секунду». Если на то, чтобы добраться из одной точки волны на графике в ту же самую точку следующий волны требуется полсекунды, то это 2 Гц, потому что за секунду по графику «пробегают» 2 волны. На приведенной выше записи вы слышали звук частотой 440 Гц. (Частота волны на графике, конечно же не такая. На нем изображена совершенно неизменная синусоидальная волна, сгенерированная wxMaxima, поэтому ее частота составляет 1/τ = 1/(2π)).

Важное свойство человеческого уха, определяющее многие другие музыкальные закономерности, заключается в том, что если вы увеличите или уменьшите частоту звука вдвое, то получившийся звук покажется вам в каком-то смысле «таким же». Очевидно, что вы будете воспринимать его как более высокий или более низкий, и тем не менее вы «почувствуете», что он очень похож на изначальный звук. Я конечно могу только догадываться о физической природе этого явления, но это правило так или иначе очень условно.

Сравните эти три синусоидальные волны, если хотите. Первая — это та же самая, изображенная ранее. Частота второй в 1.5 раза больше чем у первой, а у третьей частота увеличена вдвое. Первая и третья гораздо более близки друг другу по звучанию, нежели вторая по отношению к ним обоим.

Волна частотой 440 Hz
Волна частотой 660 Hz
Волна частотой 880 Hz

Ноты и октавы


Сложность с музыкальной теорией заключается в том, что только половина правил в ней имеет под собой логическое обоснование, но другая половина при этом весьма произвольна, и увидеть различие между этими двумя категориями с первого взгляда невозможно.

Давайте начнем со следующего факта о человеческих органах слуха: если прослушать сначала звук одной высоты, а потому удвоить его высоту (т. е. частоту), то второй вариант прозвучит для нас «так же» как и первый, но объяснить, откуда берется эта схожесть мы не можем. Таким образом, для любого начального тона f вы можете создать бесконечное количество других тонов, звучащих «также»: ½f, 2f, ¼f, 4f и так далее. Конечно, в диапазон восприятия человеческого уха попадет лишь некоторое, конечное их количество. Все эти тоны вместе взятые обладают неким общим качеством, поэтому давайте будем называть их группу нотой.

Нотой также можно назвать и отдельный тон. Введение такого понятия, как «класс тонов» устранило бы эту двусмысленность, но я все же буду и дальше применять термин «нота» как собирательный.

Если мы принимаем, что частота 440 Гц воспроизводит ноту под названием A, тогда 880 Гц, 220 Гц, 1760 Гц, 110 Гц и другие также будут соответствовать ноте под названием A. Отсюда следует важный вывод: диапазона частот 440 Гц и 880 Гц достаточно, чтобы определить все ноты, которые мы только можем придумать. Частоту любой другой высоты можно увеличивать или уменьшать вдвое до тех пор, пока полученное значение не попадет в этот диапазон и не станет соответствовать своей ноте в нем.

Подобный диапазон называется октавой. Почему он называется так мы увидим немного позже. Всякая нота может существовать только в пределах данной октавы, как бы вы ее ни называли. Например, самый нижний тон f — та же нота, что и 2f, который, таким образом, относится уже к следующей октаве.

И это хорошие новости! Это значит, что мы можем выбрать некую группу тонов, частоты которых лежат в пределах малого диапазона — любого малого диапазона размером f — 2f и увеличивать или уменьшать их частоты вдвое до тех пор, пока не получим стандартный набор нот, охватывающий весь диапазон человеческого слуха.

В связи с этим возникает другой вопрос: по какому правилу мы будем выбирать эти тоны? Вы можете предложить простой, на первый взгляд, подход. Например, взять все высоты от f до 2f с шагом 0.1f и получить последовательность f, 1.1f, 1.2f, 1.3f, 1.4f и так далее. Что может быть проще и понятнее равномерного шага?

Отличный план! К сожалению, на практике он работает не очень хорошо. Попробуйте сами и убедитесь, что разница в звучании между f и 1.1f — совсем не та же, что разница между 1.9f и 2f.

Человеческое ухо различает высоту звука на основании определенных пропорций (коэффициентов), что, в частности, объясняет и эффект удвоения или деления частоты пополам. Разница между f и 1.1f составляет 10%, тогда как 1.9f и 2f отличаются друг от друга всего лишь на ~5%.

То есть, выходит, нам нужен набор тонов, обладающих одинаковыми соотношениями звучания между друг другом, а не одинаковыми разницей в численном измерении. Если нам нужны n тонов, тогда нам требуется найти такое число, умножив которое n раз мы может пройти весь диапазон от f до 2f.

f × x × x × x × … × x = 2f
fxⁿ = 2f xⁿ = 2 x = ⁿ√2

Надо же. Нам нужен n-й корень из двух. Немного странно и необычно, потому что результат, так или иначе, окажется иррациональным для любого n > 1.

Интервалы в западной музыке


В западной музыке есть 12 различных тонов. Выбор этой величины в немалой степени произволен. То есть у двенадцати есть, конечно, несколько приятных математических свойств, но все ничего выдающегося в нем нет. Вы могли бы запросто придумать свой набор нот с 11-ю тонами, или 17-ю, или сотней или пятью. Что и делают некоторые другие музыкальные формы, используемые в других частях мира.

Коэффициент умножения между последовательными тонами в западной музыке, таким образом, равен корню 12-й степени из 2, или ¹²√2 ≈ 1.0594631. Взяв, например, частоту 440 Гц и последовательно умножая ее на этот коэффициент, мы получим 12 тонов, частота которых не превышает величину в 880 Гц.

На деле же никто не хочет работать с этими числами. Когда эта система придумывалась, никто про них просто не знал. Вместо этого на практике музыкальная терминология опирается на соотношения.

Соотношение между двумя тонами называется интервалом, а интервал размером корня 12-й степени из двух — полутоном. Использование интервалов позволяет выбросит все эти ужасные иррациональные числа куда подальше, а мы получаем возможность большую часть времени разговаривать на языке целых чисел.

На деле же мы работаем с логарифмической шкалой. По факту это всего лишь означает, что понятие «прибавить» превращается в «умножить».

А теперь вспомним, что человеческое ухо любит пропорции. Особенно ему милы пропорции, состоящие из небольших целых чисел, вот почему удвоение тона звучит «похоже»: в этом случае образуется соотношение 2 к 1, наименьшее из всех целочисленных, которое вы только сможете придумать.

Несмотря на тот факт, что корень 12-й степени из 2 — число иррациональное, оно тем не менее почти идеально подходит для создания нескольких замечательных пропорций. Не знаю почему именно 12 обладает таким эффектом, получается ли то же самое с какими-либо другими корнями, но это, вероятно, и есть та самая причина, по которой западная музыка остановилась на 12. Давайте приведем данные о тонах всех 12 нот и о том, как они соотносятся с первым тоном звукоряда. Некоторые из этих величин очень близки к правильным дробям.

Не считая октавы, мы получаем семь приятных на вид дробей.

Хм. Семь. Какое примечательное число.

Гаммы


Сюрприз! Это приятные на вид соотношения образуют мажорную гамму. Если начать с ноты C (то есть до), мы получим хорошо знакомые нам «натуральные» ноты, образующие гамму до мажор (C major). Используя знак ♯ (так называемый диез), который означает «повышение на один полутон», и ♭ (так называемый бемоль), то есть «понижение на один полутон», мы можем обозначить и все остальные ноты.

Не знаю наверняка, но я точно не удивлюсь, если узнаю, что именно такая логика, которую я здесь описала, и привела к появлению современной системы именования звуков.

Теперь вы можете видеть, откуда взялись названия некоторых интервалов. Чистая квинта (лат. quinta — пятая) — интервал между первой и пятой нотами гаммы. Октава от (лат. Octava — восьмая) охватывает в общей сложности восемь нот. Точно так же самый малый интервал получил название полутона, поскольку расстояние между большинством нот было названо целым тоном, а сами они находятся в двух шагах друг от друга.

Интервалы между следующими друг за другом нотами могут быть записаны в виде тон-тон-полутон-тон-тон-тон-полутон. Поскольку октавы повторяются по кругу, вы можете создавать семь разных вариаций, выбирая в качестве начала последовательности любую из семи нот. Полученные таким образом гаммы называются диатоническими, а выбор начальной позиции получил название лада или тональности. Приведу здесь все семь вариантов. Римские цифры указывают на порядковый номер ступени С-мажора, принятой за первую в том или ином столбце. Полученные в итоге ноты выглядят «натурально».

Обратите внимание, что два столбца выделены. В столбце номер I вы видите мажорный звукоряд (гамма), а в столбце VI — натуральный минорный звукоряд (гамма). Теперь мы можем объяснить и происхождение названий остальных интервалов: малая (minor, англ.) терция — промежуток между первой и третьими нотами минорной гаммы, тогда как большая (major, англ.) терция — промежуток между первой и третьими нотами в гамме мажорной. Что касается четвертой и пятой нот, то расстояние между ними и первой нотой в обоих видах гамм одинаково.

(То же самое и с интервалом между второй и первой нотами, и поэтому происхождение «малой (minor, англ.) секунды» мне ясно).

Чтобы создать мажорную или минорную гамму, вы можете начать с любой ноты. Важно лишь сохранять тот же рисунок интервалов. Наличие 12 нот позволяет создать в общей сложности двадцать четыре мажорные и минорные гаммы, которых хватит на целую большую и скучную диаграмму. Приведу вам несколько других мажорных гамм.

Если «повернуть по кругу» эти мажорные гаммы так, чтобы они начинались с C, они будут выглядеть так:

А вот несколько минорных гамм, записанных в том же виде:

Так так, что мы видим? Да, каждая мажорная гамма эквивалентна минорной, если начинать отсчет с предпоследней ноты. Такие гаммы приходятся друг другу параллельным мажором и параллельным минором.

А еще у этой нотации одна маленькая проблема. Она заключается в том, что записанная в партитурах музыка просто ужасна.

Партитура и ключевые знаки


Если вы знаете что-нибудь о нотном письме, вы наверняка заметили, что под запись бемолей и диезов не отводится никакого определенного места.

То есть если вы хотите добавить другие, повышенные или пониженные ноты, вы делаете это на той же линейке, но с ♯ или ♭ рядом с ними. Поэтому ноты из D мажора, в числе которых есть F♯ и C♯ пишутся на той же линейке, что и просто F или C, но с добавлением ♯, брошенного прямо перед ними. Дописывать этот знак каждый раз не очень удобно, поэтому вы можете поставить его в виде знака при ключе в самом начале. Такая запись выглядит как несколько ♯ или ♭, записанных в определенных местах с целью указания на то, какие ноты следует повышать или понижать. После этого всякая, не украшенная подобным обозначением нота, будет считаться повышенной или пониженной по умолчанию.

А сами ноты могут изображаются далеко не только так, как показано выше. У них к тому же бывают закорючки, которые могут соединять их с другими нотами сверху или снизу, что отчасти зависит еще и от того, как были нарисованы соседние ноты.

Что ж… Полагаю… это удобно? Если ваша музыка почти полностью основывается на применении семи нот определенной гаммы, тогда будет компактнее иметь партитуру, рассчитанную только на 7 нот и подстраивать их обозначение под эту систему, когда понадобится… да?

Однако такой подход совершенно опровергает соотношение между тонами. Глядя на некоторые партитуры, вы не сможете даже с легкостью сказать, в какой тональности они написаны, не говоря уже о том, чтобы выучить все это наизусть. В приведенном выше примере присутствуют ♯ для C и F. Однако как именно, глядя на это обозначение, вы должны понять, что речь идет о тональности «D мажор»?

Так или иначе, я затронула эту тему только для того, чтобы обратить ваше внимание на систему нотации. Давайте снова взглянем на C♯ мажор:

Получается, что две пары нот используют одинаковое буквенное обозначение — C и C♯, F и F♯ и занимают поэтому одну и ту же линейку в партитуре. Описанная мною только что схема добавления знаков при ключе не позволяет так делать.

Чтобы исправить эту ситуацию, композиторы прибегают к небольшой уловке. C находится на полтона выше B, поэтому ее можно также записать как B♯. F находится на полтона выше E, поэтому вместо F вы также можете писать E♯. То есть вот так C♯ будет выглядеть в итоге:

Благодаря этому все семь букв будут использоваться в ней только один раз.

Я не думаю, что до конца понимаю смысл этого подхода, потому что он кажется мне слишком изощренным. То есть вам нужно в уме превратить C в C♯, а после этого еще и перевести C♯ в ту ноту, которая на самом деле играется на вашем инструменте в данном случае. Чего пытались добиться авторы этого метода? Пожалуй, единственное разумное объяснение этому, которое приходит мне в голову, заключается в желании сохранить компактность партитурной записи и уложиться ровно в 7 нот.

Полагаю, что поменяв ключевые знаки, можно изменить звучание всего музыкального произведения. Иногда этого вполне достаточно, то есть после этого действия вам вообще не придется выполнять какие-либо дополнительные манипуляции. Интересно, как это отразится на музыке, в которой также применяются ноты, выходящие за рамки используемой гаммы? Впрочем, это уже скорее вопрос композиции, в которой я совершенно точно ничего не понимаю.

Что-то там, что-то там и аккорды


Начнем потихоньку выбираться из дебрей.

Как я и говорила, мажорные и минорные гаммы «ходят парой»: каждая мажорная гамма имеет «родственную» минорную, обладающую совершенно одинаковым набором нот и наоборот. Так, C мажор идентична А минор. Зачем нам сразу две одинаковые гаммы? И что еще важнее, как мы вообще можем сказать, какая из них используется в том или ином музыкальном произведении, если у них обоих одинаковый набор знаков при ключе?

Многие люди пытались объяснить мне, что параллельные гаммы отличаются настроением, у них разное звучание и много еще чего такого, но все эти аргументы скорее создают новые вопросы, чем отвечают на уже заданные. Я пришла к выводу, что правильный ответ состоит из двух частей.

Первая часть. При написании музыки композитор отталкивается от ключа, который включает в себя как гамму, так и типовые аккорды, а кроме того и много еще чего другого. Аккорд — это несколько нот, звучащих одновременно или почти одновременно. Вы можете создать множество разных аккордов, однако самые популярные из них — мажорные аккорды и минорные аккорды, которые состоят из первой, третьей и пятой нот гаммы. Аккорд C мажор (который часто по непонятной причине записывают просто как C), таким образом, состоит из C, E и G, тогда как аккорд A минор (записывается как Am) — из A, C и E.

Мажорные аккорды состоят из какого-либо основного тона, и двух нот, отстоящих от него на 4 и на 7 полутонов вверх, или, если еще проще, то {0, 4, 7}. Минорные аккорды имеют вид {0, 3, 7}. Первые и последние ноты в обоих видах аккордов отделены друг от друга 7 полутонами, то есть чистой квинтой — тем самым приятным соотношением 3:2. Мажорные и минорные аккорды с одинаковым основным тоном похожи по звучанию, однако слегка пониженная средняя нота минорного аккорда делает его звучание несколько более драматичным или угрюмым.

Кстати, если вы сравните мажорную и минорную гаммы, начинающиеся с одной и той же ноты, вы заметите кое-что интересное. Они очень похожи друг на друга, за исключением того, что в мажоре три ноты звучат на полтона выше.

Для каждой мажорной и минорной гаммы можно составить семь аккордов такой формы, по одному на каждую ноту. К примеру второй аккорд в гамме C мажор — это группа нот D-F-A, или просто D минор. Да, именно минор. Это тот же порядок нот, что и в первом аккорде гаммы D минор.

Иногда вы встретите аккорды, записанные с помощью римских цифр. В таких случаях прописные (большие) символы применяются для обозначения нот, из которых состоят мажорные аккорды данной тональности, а строчные (малые) — для минорных. Аккорды мажорной гаммы записываются в виде I, ii, iii, IV, V, vi, и vii, аккорды минорной гаммы — i, ii, III, iv, v, VI, and VII. Цифра «I» всего лишь означает, что аккорд строится от первой ноты гаммы и так далее. Эта система обозначений позволяет говорить, например, об аккордовых последовательностях, не беспокоясь при этом о знаках при ключе.

Так или иначе, возвращаясь к вопросу о том, почему мы используем как A минор, так и C мажор, мы подошли ко…

Второй части ответа. Это просто обычай. В западной музыке наблюдается тенденция писать произведения согласно некоторым общепринятым нормам и хорошо разбирающиеся в них люди могут распознать о какой именно гамме идет речь в том или ином случае. Записанная в C мажоре музыка будет часто начинаться с C или заканчиваться на эту ноту или даже аккорд C мажор. Музыка, написанная в A минор, нередко будет начинаться с A или заканчиваться на эту ноту или аккорд A минор.

Полагаю, что преимущество этого подхода такое же, как и в случае с любыми другими общепринятыми нормами: ваша работа будет более доступна для других людей из вашей сферы деятельности. Транспонирование музыки из одного ключа в другой, к примеру, по-настоящему имеет смысл, только если вы можете с уверенностью сказать, какой ключевые знаки использовались изначально. Кстати, недавно мне скинули интересную ссылку на исполнение Für Elise в А мажоре, вместо A минора, в котором она изначально была написана.

А если бы вы сыграли ее в С мажоре, она прозвучала бы как… э… стоп, я запуталась.

Разумеется, не стоит удивляться тому, что эта общепринятая норма проявляет себя в огромном количестве самых разных нюансов. Например, существует гармоническая минорная гамма, седьмая нота в которой приподнята вверх на полтона. В мелодической минорной гамме корректировки вносятся сразу в несколько нот, но только в восходящем порядке, а не в нисходящем. Существуют и увеличенные аккорды (и интервалы), самые высокие ноты которых поднимаются на полутон, и уменьшенные аккорды (и интервалы), самые высокие ноты которых, напротив, понижаются на полутон. И еще много всякого такого. Все эти нюансы довольно-таки беспорядочно наслаиваются друг на друга и создают множество конфликтующих названий для одних и тех же понятий. Сами они при этом больше похоже на попытки описать человеческие намерения, нежели объективную форму звуковых колебаний.

Есть такая штука под названием «квинтовый круг», которая представляет собой графическое отображение всех мажорных и минорных гамм, где они расположены по кругу. Оказывается, что если вы назовете их и расположите в правильном порядке, каждая гамма будет обладать разным количеством диезов и бемолей. При этом вы не найдете ни одной гаммы, которая применяла бы как диезы, так и бемоли одновременно. Под «правильным порядком» подразумевается последовательная попарная запись первых нот параллельных мажорной и минорной тональностей. Расстояние между каждой парой при этом составляет 7 полутонов (отсюда и слово «квинта» в названии). Диезы или бемоли используются в тех или иных тональностях в зависимости от того, какой символ позволит всем их звукам «вписаться» в 7-ми буквенную систему без повторений и таким образом сделать так, чтобы на партитуре все выглядело компактно и приятно. Я уверена, что модульная арифметика может объяснить, почему все это так хорошо работает на практике, но не могу предоставить его вот так сразу.

Ах да, что касается целочисленных соотношений, то они, не зря так нравятся человеческому уху, поскольку влияют в том числе на периодическую стройность суммарных волн. Вот как выглядит чистая квинта. Двое звуков сверху — это A4 и E5, использующие не совсем идеальный корень 12-й степени из двух. Однако благодаря тому факту, что соотношение между ними составляет весьма приятную величину 3:2, их совмещение создает повторяющуюся последовательность из 6 волн, которая сама по себе напоминает волну.

A4 — нота A четвертой октавы. Четвертая октава начинается с С, расположенной в середине клавиатуры фортепиано. A четвертой октавы имеет частоту 440 Гц и эта величина используется в качестве общепринятого звукового ориентира для настройки инструментов.

И, наконец, ноты с «одинаковым названием» могут на самом деле звучать по-разному, в зависимости от настройки отдельно взятого инструмента. Различные применяемые сегодня схемы настройки основываются на точных целочисленных отношениях, а не приблизительных. А еще, помимо E♯ существуют также и другие «липовые» ноты. Ходят слухи, что существует в музыке и такая дичь, как нота G♯ или «G-дубль-диез», которую я бы скорее назвал просто A. Подозреваю, что два этих явления как-то связаны, но вот только точно не знаю как.

Вот и все, что я знаю. Больше я на эту тему ничего рассказать не могу.

В заключение


Музыкальная нотация — худшая из всех систем обозначения или жаргонов, с которыми я когда-либо сталкивалась.

Я занялась изучением всего этого только потому, что хотела сочинить немного своей музыки и почувствовала себя абсолютно бессильной, поскольку вообще не поняла эту систему. Не уверена, оказалось ли полезным для меня, все что я здесь описала, но по крайней мере теперь эта тема не вызывает у меня откровенного недоумения.

Мне кажется вообще все в этом предмете, что нельзя выразить в виде чистой математики или волновой теории в высшей степени условно. Вы можете выбрать любой набор из 12 нот, какой только пожелаете и создать с их помощью музыку. Один из моих собеседников как-то отметил, что если вы будете использовать только черные клавиши фортепиано (то есть не натуральные ноты), получится пентатоника, сочинять в которой можно вообще почти все что угодно, не боясь получить ужасное звучание, поскольку интервал между каждой парой нот в ней составляет как минимум целый тон. Вы также можете использовать высоты, не входящие в набор из 12 нот, как это делают многие джазовые, незападные и другие, действующие вне рамок классической школы, музыканты.

У меня возникает чувство, что любые попытки относиться ко всей этой системе ключей или аккордов, как к единому набору правил можно сравнить с изучением живописи эпохи Возрождения и желанием решить, что именно это и есть настоящее искусство. Но это не так. Делайте, что хотите, главное чтобы звучало хорошо. Именно этим я и займусь. Для себя я решила, что истинная сущность музыки, как и всякой формы искусства, заключается в умении правильно изобразить контрасты.

Если же вы, в отличие от меня, еще не готовы забросить западную музыкальную традицию, вот вам немного полезных ссылок, которые люди давали мне, пока я пыталась разобраться во всем этом в режиме реального времени в своем твиттере.

  • This Week’s Finds in Mathematical Physics — математика музыки на основе теории групп.
  • Music ­— урок от Тоби Фокса, создателя саундтрека к Undertale, да и вообще всего Undertale.
  • Musimathics: The Mathematical Foundations of Music ­— книга за 33 доллара, рекомендованная мне несколько раз, но так пока что мной и не купленная.
  • How Music Really Works — книга, которая прямо с обложки хвастается, что в ней нет никакой музыкальной нотации и предлагает первые 6 глав бесплатно. Обзоры к ней говорят о том, что она особенно полезна для сочинения музыки, так что, возможно, ее стоит почитать.
  • Combinatorial Music Theory — попытка описать теории музыки. По всей видимости, ее автор — математик, который забыл как объяснять что-либо без применения сложных математических понятий.
  • The Geometry of Musical Rhythm: What Makes a ‘Good’ Rhythm Good? — книга, название которой полностью передает суть ее содержимого.
  • An answer from the music Stack Exchange предпринимает попытки разобраться почему музыкальная теория такая, какой мы ее знаем.
  • A Geometry of Music рекомендована в предыдущем ответе со Stack Exchange в качестве лучшего варианта для новичка.

habr.com

MIXED•NEWS

Синтез и работа с синтезаторами: теория и практика

Синтез — процесс (как правило — целенаправленный) соединения или объединения ранее разрозненных вещей или понятий в нечто качественно новое, целое или представляющее набор. Термин происходит от греч. σύνθεσις — совмещение, помещение вместе (σύν — с, вместе и θεσις — положение, помещение).

Синтезатор — электронный музыкальный инструмент, создающий (синтезирующий) звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн.

Требуемое звучание достигается за счёт изменения свойств электрического сигнала (в аналоговых синтезаторах) или же путём настройки параметров центрального процессора (в цифровых синтезаторах).

Синтезатор, выполненный в виде корпуса с клавиатурой, называется клавишным синтезатором. Синтезатор в виде корпуса без клавиатуры называется синтезаторным модулем и управляется от MIDI-клавиатуры. В случае если клавишный синтезатор оборудован встроенным секвенсором, он называется рабочей станцией. Синтезатор в виде компьютерной программы, использующей универсальную звуковую плату для озвучивания и стандартные средства ввода-вывода (компьютерные клавиатуру, мышь, монитор), называется программным синтезатором.

Гласит Wikipedia

Введение

Наш прошлый материал был посвящен истории синтезаторов. Там было рассказано о том, как зарождались первые предки современных инструментов, как двигался прогресс в течении более чем века и к чему все это в конечном итоге привело.

Сегодня синтезатор уже давно не роскошь, а благодаря постоянному совершенствованию технологий и их программные аналоги уже достигли вполне приемлемого качества звучания, и, казалось бы – нам стал доступен богатейший инструментарий, о котором еще даже пять лет назад многие из нас могли только мечтать.

Но имеется одна небольшая проблема: обложившись кучей новомодных VST-плагинов, очень многие из нас не знают, что в действительности делает та или иная ручка синтезатора, и имеют лишь смутное представление о том, как он, синтезатор, вообще работает. Очень многие из этих людей в конечном итоге все-таки находят нужный звук и подкручивают его под свои нужды, но происходит данный процесс больше методом тыка и проб.

А корень данной проблемы лежит в отсутствии нужной информации в достаточном для того объеме и форме. Когда я в свое время озадачился данным вопросом, мне пришлось очень долго и кропотливо собирать нужную информацию урывками из самых различных мест. И до последнего момента ситуация оставалась прежней.

В ходе нынешнего материала я постараюсь пролить немного света на все основные моменты, связанные с синтезаторами и синтезом звука. Сегодня мы расскажем о том, что же такое синтезатор, как они появились, какие разновидности синтезаторов и виды синтеза бывают, а также о том, как синтезируется звук, в теории и на практике.

Все нижеописанное применимо как к железным синтам, так и к их программным аналогам (VST, AU), так как последние в точности имитируют реальные устройства и работают по тем же алгоритмам.

Дабы вести изложение более понятно мы используем в качестве примера программный синтезатор Rob Papen Predator, существующий как в VST-, так и в AU-вариации. Этот синтезатор имеет все необходимые возможности, элементы и достаточно простой интерфейс. А разбирая теорию синтеза и подкрепляя ее практикой, мы сможем лучше понять и наглядно представить, как же все это работает.

Но для начала мы разберем некоторые общие принципы.

Аддитивный и субрактивный синтез

Для начала разберем два самых распространенных типа синтеза звука, применяемые в подавляющем большинстве современных синтезаторов – это аддитивный (additive) и субтрактивный (subtractive) методы синтезы. Эти два вида синтеза являются классическими, так как именно они применяются во всех аналоговых синтезаторах (так как другие, более новые виды синтеза, которые мы рассмотрим чуть ниже, являются исключительно цифровыми).

Аддитивный метод синтеза был самым первым и является основным и самым распространенным одновременно. Он применяется практически во всех существующих синтезаторах, имеющих несколько генераторов волны (оссоциляторов).

Получивший свое название от английского add – складывать, данный метод основывается на сложении волн нескольких генераторов. В основу метода легла теорема Фурье, суть которой заключается в том, что любое периодическое колебание можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различной частоты и амплитуды.

Субтрактивный метод синтеза получил свое название от английского subtract – вычитать. Суть метода заключается в получении нового тембра путём вычитания составляющих в спектре первоначального колебания. Сначала формируются основные колебания как можно более развитого и богатого тембра (такими колебаниями можно назвать пилообразные, прямоугольные и треугольные волны против простой и гладкой синусоиды), далее колебание проходит через частотный фильтр, при помощи которого мы можем выделить нужные именно нам частотные составляющие.

Оба этих метода, и аддитивный и субтрактивный, как правильно, применяются вместе и дополняют друг друга в рамках одного прибора в подавляющем большинстве современных синтезаторов и VST-инструментов.

Это классика синтеза, и о том, как все это работает на практике мы и поговорим перед тем, как рассматривать другие методы синтеза.

Устройство классического синтезатора

Перед тем как разбирать по отдельности модули синтезатора и предназначение каждого из них, давайте пройдемся по схеме синтезатора и посмотрим, из каких блоков он состоит, откуда берет начало сигнал и через что он проходит. Итак, взглянем на блок-схему синтезатора в типичном его виде:

На первый взгляд схема может испугать, но если немного разобраться с тем, что же конкретно делает каждый из этих блоков, картина становится намного более прозрачной.

Итак, что же происходит после нажатия на клавишу? Первоначальная волна заданной формы, длины и тональности формируется в генераторах (оссоциляторах). Далее сигналы с генераторов микшируются в соответствии с заданными для каждого оссоцилятора настройках громкости и попадают на первичную обработку, состоящую из частотного фильтра и генератора LFO, который отвечает за автоматическое периодическое изменение каких-либо параметров по заданному алгоритму.

После этого звук попадает в усилитель, в котором при помощи кривой огибающей ему придается конечная форма (будет он протяжным и жирным, либо коротким и точечным, будет он входить резко или плавно). И, в самом конце уже сформированный звук попадает на обработку эффектами, если они в синтезаторе присутствуют.

Это была очень общая картина, которая дает нам возможность лишь в общих чертах представить схему формирования звука. Но для понимания того, как настраиваются те или иные блоки и как они вообще работают, предлагаю пройтись по каждому из них (кроме, пожалуй, процессора эффектов) более подробно.

Генераторы (оссоциляторы)

Любой синтезатор имеет несколько основных генераторов волны – оссоциляторов. В рассматриваемом нами инструменте (напомню, что в качестве примера мы рассматриваем VST-инструмент Rob Papen Predator) их три. Оссоцилятор создает базовую волну нужной формы и тембра. Основными формами простой волны являются:


Синусоида (Sine). Дает мягкий и гладкий звук.


Пилообразная (Saw). Дает жесткий и едкий звук пилящий звук, хорошо знакомый нам по такому стилю как Electro-House.


Прямоугольная (Square). По звучанию эта форма волны схожа с пилообразной, но выдает еще более злой и едкий звук.


Треугольная (Triangle). Также имеет нечто общее с пилообразной волной, но имеет более приглушенное и мягкое звучание. Нечто среднее между синусом и пилой.


Белый шум (White Noise) – не является простой волной в классическом ее понимании, но повсеместно и часто используется. Звучит как ровное шипение и не играется по нотам. Очень часто применяется в чистом виде в таких популярных ныне стилях как Minimal Techno и Tech-House. Также при помощи белого шума мы можем синтезировать такие спецэффекты как, например шум ветра.

Каждый оссоцилятор имеет такие основные параметры как высоту (обычно представлена в виде двух регуляторов: Semi – тон, Fine – полутон) и громкость, с которой выдаваемый звук пойдет на микшер синтезатора. При этом высота звука задается относительно поступившей ноты и по умолчанию выставлена на нулевое значение.

Смешивая различные виды волн с разных оссоциляторов можно существенно обогатить новыми гармониками первоначально простой звук, а разбрасывая оссоциляторы по тональности можно легко добиться эффекта звучания аккорда.

Давайте создадим каждую из приведенных форм в нашем синтезаторе Rob Papen Predator и послушаем, как же они звучат на практике.

Для начала загрузим пустой пресет, для этого нужно кликнуть по полю Preset и выбрать Default Preset. Перед нами предстанет пустой пресет с одним активным оссоцилятором, в котором выбрана синусоидальная волна:

Также на инструменте по умолчанию активирован низкополсный фильтр, который надо отключить. Для этого в поле выбора типа фильтра необходимо вместо LP24 поставить Bypass.

Теперь мы можем послушать, как звучит в чистом виде каждый из типов волны.

Кликнув по полю выбора волны (там, где сейчас написано Sine) вы можете выбрать из длинного списка нужную нам форму, все они находятся в списке Waves 1-32 вверху. Выберите по очереди разные типы волн (Saw, Square, Triangle, W. Noise) и послушайте как они звучат в чистом виде.

Также вы можете активировать два других оссоцилятора и попробовать смешать разные типы волн.

Очень важно представлять себе как они звучат, причем, слушая результат на разной высоте, ведь одна и та же волна может звучать и как бас и как высоко-пищщательный лид, а в случае если немного подкрутить фильтр и повесить пару эффектов в обработку – то и как глубокий мягкий пэд.

Фильтр

Далее полученные сигналы отправляются на частотный фильтр, при помощи которого из их суммы извлекается нужный спектр. Фильтры в свою очередь бывает трех основных типов:

1.      Фильтр низкой полосы (Lowpass). Срезает частоты, расположенные выше установленной частоты.

2.      Фильтр высокой полосы (Highpass). Срезает частоты, расположенные ниже установленной частоты.

3.      Полосовой фильтр (Bandpass). Оставляет только заданный частотный диапазон.

4.      Режекторный фильтр (Notch). Вырезает частоты в заданном частотном диапазоне

По умолчанию в нашем синтезаторе выбран низкополсный фильтр с шириной среза 24дб/окт. При рассмотрении оссоциляторов мы его отключили, но теперь можем вернуть обратно: для этого выберите в поле типа фильтра LP24.

Основными параметрами фильтра являются частота среза – Cutoff и его резонанс (Resonance). Cutoff определяет частоту, относительно которой будет производиться срез, а параметр Resonance создаст небольшой подъем уровня полосы непосредственно перед частотой среза.

В случае с низкополсным фильтром будет вырезан весь спектр частот, лежащих выше частоты среза. По умолчанию частота Cutoff стоит на максимальном своем значении в 20,5 КГц и фильтр урезает лишь самые верхние частоты, а резонанс фильтра стоит в нулевом положении, что означает отсутствие подъема перед срезом.

Обязательно поэкспериментируйте с различными видами фильтров и их значениями, послушайте, как изменяется звучание.

Огибающая (Envelope) усилителя и фильтра

После прохождения через фильтр, сигнал отправляется прямиком на усилитель (Amplifier), где и приобретает свою конечную форму. Здесь присутствуют ручки настройки огибающей (Envelope) – Attack, Decay, Sustain, Release, при помощи которых мы можем сделать наш звук более коротким и точечным, либо напротив более длинным и тягучим, добавив, либо, прибрав ему громкость на определенных его участках.

Давайте разберемся чуть подробнее, как это работает.

Итак, на огибающей выделяют четыре основных участка:

  1. Атака (Attack, A) — период начального нарастания громкости сигнала. Время, нужное для того, чтобы громкость ноты достигла своего максимального уровня.
  2. Спад (Decay, D) — период ослабления сигнала после начального нарастания. ремя, в течение которого происходит переход от максимального уровня к уровню.
  3. Плато (Sustain, S) — период постоянной силы сигнала. описывает уровень звука, играемый во время удержания клавиши (после того как первые две составляющие уже отыграли).
  4. Затухание (Release, R) — период окончательного затухания сигнала, определяет время нужное для окончательного спада уровня ноты до нуля, после того как клавиша отпущена.

По первым буквам английских названий участков огибающей её для краткости обозначают как ADSR. Это обозначение можно встретить на многих инструментах.

Давайте немного разберемся, как применить эти регуляторы на практике.

Атака отвечает за начальный участок звучания, при нулевом положении звук начнет играть сразу же с необходимой громкостью, повышение же атаки позволит сделать его вход более мягким и плавным. Повышение времени атаки позволит убрать, например горбик, всегда присутствующий в начале звучания синусоидального сигнала:

Добавим 10 миллисекунд к атаке и горбик исчез:

Параметры Decay и Sustain отвечают за «тягучесть» звука – при больших значениях этих параметров звук будет звучать ровно и не затухая на всей длине ноты. Уберем Sustain и наш звук, первоначально протяжный и звучавший целый такт стал точечным:

Теперь его можно использовать, скажем, в перкуссионной роли.

Release позволяет создать хвост уже после завершения звучания, дабы звук не обрывался резко, однако при больших значениях Release мы можем создать искусственный длинный хвост. Давайте послушаем как это звучит.

С полностью убранным релизом:

С продленным релизом:

Если вы обратили внимание, фильтр также имеет настройки огибающей, при помощи которых мы можем определить, на каких участках фильтр будет срабатывать глубже, а на каких меньше. Участки здесь все те же самые.

Модуляция

Перед тем как вести дальнейшее рассмотрение модулей современных синтезаторов и для лучшего понимания принципов их работы мы немного отойдем в сторону и разберем такое явление как модуляция. Что же скрывается за этим термином и какое он имеет отношение к синтезу?

Итак, под термином «модуляция» (от лат. modulatio - мерность, размерность) музыканты понимают смену тональности композиции, а в физике, да и в частности электронике, это процесс изменения одного или нескольких параметров колебания под действием информационного низкочастотного сообщения. А проще говоря, это процесс изменения параметров одного сигнала под действием другой волны, имеющей более низкую частоту и задающей форму изменения.

Начнем с очень простого примера – амплитудной модуляции. В этом случае амплитуда управляемого сигнала будет изменена по форме управляющей волны.

В случае со звуком, как мы хорошо понимаем, это приведет к изменению громкости по заданной кривой. На этом принципе основываются очень многие эффекты, такие как, например тремоло. Аналогичным же образом работает side-chain компрессия, где уровень компрессии сигнала определяется громкостью (амплитудой) управляющего источника.

Второй распространенный случай это частотная модуляция. В этом случае воздействие оказывается не на амплитуду сигнала, а его частоту.

На нижеприведенной иллюстрации верхняя волна является модулирующим сигнал, вторая - результат амплитудной модуляции, третья - частотной модуляции соотвественно:

Мы можем наглядно видеть, какие изменение терпит модулируемый сигнал и в тот и в другом случае.

Частотная модуляция также применяется для реализации массы эффектов, таких как, например фейзер и вибрато. Этот же принцип лег в основу одного из популярных ныне видов синтеза – FM-синтеза (FM от Frequency Modulation – частотная модуляция). Этот вид синтеза звука мы рассмотрим подробнее чуть ниже, а пока, рассмотрим один очень интересный блок синтезаторов и явление синтеза – LFO.

LFO

Мы уже разобрали основные элементы синтезатора, то как генерерируется и через что проходит звук. Однако есть один очень важный элемент, который присутствовал в приведенной выше блок-схеме и не был нами рассмотрен. А именно – блок модуляции параметров синтезатора при помощи генератора низких частот (от англ. Low Frequency Ossocilator – LFO).

В простейшем случае в любом синтезаторе присутствуют специальные генераторы волн низкой частоты, по которой будет происходить периодическое изменение какого-либо параметра, например громкости или частоты среза фильтра. Это позволяет придать вашему звуку пульсирующий эффект и изменяться по определенным параметрам с заданной периодичностью.

Мы задаем форму волны по которой будет происходить изменение (скажем синусоиду – и звук будет мягко плавать), частоту, с которой это изменение будет происходить (в VST-инструментах мы также можем синхронизировать генератор с темпом проекта), параметр, который будет подвергаться изменению (например Filter Cutoff), и, наконец, глубину изменения этого параметра.

Давайте получим при помощи модуляции пульсирующий бас. Для этого возьмем пилообразную волну на оссоциляторе и подрежем ее низкополосным фильтром до 200 Гц. Подадим на инструмент длинную низкую ноту, скажем в два такта длинной. Должен будет получиться звук, похожий на этот:

Теперь добавим одну LFO, при помощи которой мы будем периодически изменять частоту среза фильтра, и изменяться она будет синхронно с темпом проекта, в одну четверть (1/4). Для этого в соответствующем блоке синтезатора нам надо выбрать в поле LFO1 Destination параметр Filter -> Flit Freq, рядом с полем Speed нажать кнопочку Sync, а самим регулятором Speed выбрать непосредственно скорость изменения – 1/4.

Далее останется лишь задать глубину изменения при помощи ручки Amount первой LFO. Изменение может происходить как в сторону повышения параметра (поворот ручки вправо), так и напротив, в сторону уменьшения (поворот ручки влево). Сдвинем ее вправо.

Послушайте, как изменился наш бас:

Мы можем наблюдать тот самый пульсирующий эффект, столько распространенный в Drum&Bass и Breaks-музыке.

Точно таким же образом можно добавлять дополнительные LFO для изменения других параметров, будь то резонанс или же просто громкость и тем самым создавать намного более энергичные и динамичные звуки.

Это были минимальные основы того, что нужно знать о работе классических синтезаторов и синтезе звука. Располагая ими, вы сможете с пустого листа создать любой нужный вам звук. Дело будет ограничиваться лишь вашей фантазией.

А мы, уже располагая нужными азами, поговорим немного и о других методах синтеза и типах синтезаторов, встречающихся в наше время.

Арпеджиатор (Arpeggiator)

Многие современные синтезаторы также имеют блок арпеджиатора (arpeggiator). При помощи этого блока синтезатор может играть сколь угодно длинные арпеджио при одной единственной зажатой клавише MIDI-клавиатуры на входе.

Но для начала давайте разберемся, что же такое арпеджио и апреджиатор.

Итак, арпеджио (от итал. arpa — арфа) — в классическом понимании это исполнение аккордов на фортепиано и струнных инструментах в стиле игры на арфе, то есть путём перебора, где звуки аккорда следуют один за другим, а не звучат в аккроде вместе.

Арпеджиатор – модуль синтезатора, предназначенный для быстрого создания ритмических паттернов по заданному алгоритму. То есть при одной зажатой клавише на выходе синтезатора будет играть последовательность нот. Играть она будет на протяжении всего времени удержания клавиши, а сама последовательность, которая будет воспроизводиться, определяется настройками синтезатора.

Давайте разберемся, как работают арпеджиаторы на практике. Для этого вернемся к нашему инструменту – Predator. Для начала нужно установить соответствующий режим воспроизведения. По умолчанию выбран полифонический режим - Poly. Нам надо заменить его на режим арпержиатора (Arp):



Настройки арпеджиатора здесь расположены в той же секции, что и LFO, и раскрываются нажатием на соответствующую кнопочку.

Арпеджиатор в Predator реализован в виде 16-шагового секвенсора, где мы можем определить параметры звучания для каждого из шагов. Шагов в принципе может быть и меньше, но не более 16-и. В настройках арпеджиатора мы можем определить такие основные и единые практически для всех арпеджиаторов параметры как: количество шагов (Steps), режим работы арпеджиатора (Mode) – будет он работать вверх, вниз, вниз-вверх или еще каким либо образом, диапазон в котором он будет действовать (Octaves) – от одной до четырех октав, и наконец, скорость относительно текущего BPM проекта – от 1/4 до 4 крат.

Далее мы можем установить для каждого из шагов такие основные параметры как Tune (изменение высоты) и Velocity – изменение силы «нажатия клавиши» или попросту говоря громкости.

Вот такую вот секвенцию я получил, используя четыре шага арпеджиатора и постепенное открытие фильтра всего на одном оссоциляторе:

А вот еще один вариант, здесь был загружен паттерн из стандартного набора инструмента:

Другие виды синтеза и инструментов

Рассмотрев основные моменты, связанные с классическим, аддитивным видом синтеза и его применения, давайте рассмотрим вкратце и другие разновидности.

FM – синтез

FM-синтез основан на принципах частотной модуляции, которые мы описывали чуть выше, оттуда же и получил свое название – FM (Frequency Modulation – частотная модуляция).

Частоты генерируемых волн модулируются между собой с помощью различных алгоритмов, причем генераторы могут быть одновременно модулирующими и модулируемыми.

При FM-синтезе инструмент делится на логические блоки, состоящие из генератора (оссоцилятора), и закона по которому он управляется. Такие блоки называются операторами. В результате взаимодействия двух операторов один из них воспроизводит звук (его называют носителем), а второй модулировать волну (его называют модулятором).

Таким образом, при FM-синтезе складываются сложные логические цепочки, и чем больше используется операторов тем богаче тембр можно получить.

Метод физического моделирования

Этот метод синтеза имитирует реальные физические процессы, происходящие в музыкальном инструменте или аналоговых устройствах. Такая технология повсеместно используется как в синтезаторах, так и во многих ревербераторах, где на основе данных замера параметров помещения имитируется звучание источника так, как если бы он находился именно в этом помещении.

Это очень сложные алгоритмы, требующие массы обсчетов, но именно они дают максимально реалистичный эффект при имитации живых инструментов, таких как например струнные или клавишные.

Этот метод синтеза используется в очень многих инструментах, как аппаратных, (например, Clavia Nord Lead или Roland JD-8000), так и в широкой массе программных.

Гранулярный синтез

Еще один весьма интересный и своеобразный вид синтеза, при котором тоже можно достичь весьма богатого звучания. Суть гранулярного синтеза заключается на использовании специальных очень коротких семплов (их называют гранулами) вместо привычных генераторов. Чтобы лучше себе это представлять, скажем, что каждая гранула является очень короткой частицей звука, и ее длина, как правило, составляет от 10 до 100 миллисекунд.

Гранулы собираются в целостно звучащую последовательность, образовывая совершенно новый звук, который далее может быть обработан фильтрами и огибающими, то есть, гранулярный синтез может быть успешно совмещен с аддитивно-субратикным.

Это очень перспективное направление, благодаря которому можно получить очень богатые и яркие звуки. В качестве наиболее яркого примера гранулярного синтеза можно привести популярный VST-инструмент Absyth от Native Instruments.

Ромплеры

Еще один очень распространенный в наше время вид инструментов – это ромплеры. Такие инструменты не имеют оссоциляторов и работает на основе заложенных в них семплов. К этой категории можно отнести такие известные VST-инструменты как, например, Nexus, и все инструменты от компании Spectasonics – Atmosphere, Trilogy, и.т.д. В отличие от обычных семплеров, куда загружается единичный семпл и далее транспонируется до нужной высоты, в ромплеры закладывают целые наборы семплов – для каждой ноты и различной силы нажатия клавиши.

Такие инструменты позволяют довольно чисто и качественно имитировать реальные инструменты – рояли, фортепиано, органы, и.т.д.

У таких инструментов есть как достоинства, так и недостатки. Достоинством, безусловно, является, правдивая передача звучания имитируемого инструмента, но есть и существенный недостаток, заключающийся в ограниченных возможностях по изменению звука – мы имеем в своем распоряжении, максимум, управление огибающей и фильтром.

Пара слов в заключение

Итак, мы рассмотрели основы классического синтеза, технологии, связанные с синтезом звука и прошлись вкратце по его разновидностям. Конечно же, это лишь малая доля того, что входит в обширное понятие синтеза и его особенностей. Рассмотренные нами вида синтеза активно совмещаются и образуют самые разнообразные гибриды, практически каждый современный синтезатор может похвастаться какими-то своими, присущими только ему особенностями. Но в любом случае, в фундаменте лежат именно те методы и технологии, которые мы постарались разобрать сегодня.

И при хорошем его понимании, этого фундамента должно хватить для того, чтобы начать синтезировать свои звуки и эффективно изменять уже готовые пресеты инструментов, зная, как поменяет звук та или иная ручка.

А мы еще обязательно не раз вернемся к теме синтеза и этих замечательных устройств, благодаря которым стало возможно самое явление электронной музыки, - синтезаторов...

mixed.news

Treble Bleed Circuit. Теория и практика тонкомпенсации / workshop / Jablog.Ru

Вы возможно заметили что, когда убавляете громкость на своей гитаре — пропорционально в звуке начинают пропадать верхние частоты. Этот эффект особенно заметен если на гитаре установлены синглы.
Для многих это не является проблемой — таким образом гитаристы получают более темный и менее перегруженный звук для ритм партии. При увеличении громкости для соло звук становится ярче и лучше прорезается в миксе.
Итак. Что я хотел сказать? Золотое правило — прислушивайтесь к своему инструменту. Если потеря верхних частот для Вас — недостаток, «Treble Bleed Circuit» — это то что Вам нужно. В противном случае оставьте схему как есть. Без изменений.[на основе статей Alan'а Ratcliff'а и JohnH (с сайта guitarnuts.com)]
Потеря верхних частот. Причины
Это происходит потому что потенциометр громкости, кабели и прочая гитарная электроника в сумме работают как фильтр низких частот по схеме, схожей с потенциометром тона.
ФНЧ имеет порог, выше которого он отрезает все частоты. Когда громкость установлена на максимум — блокируемые частоты находятся вне основного слышимого диапазона. При вращении потенциометра (понижении громкости) повышается сопротивление цепи и частота среза ФНЧ смещается в слышимый диапазон.
Способы устранения проблемы
— Высококачественные кабели низкой емкости меньше влияют на подавление верхних частот. К сожалению, эти кабели, как правило, очень дорогие, жесткие и тяжелые.
— Короткие кабели имеют меньшую емкость чем длинные — но, очевидно, это может существенно ограничить ваши передвижения на сцене.
— Вы можете компенсировать потерю верхних частот, припаяв конденсатор к незаземленным ножкам потенциометра «In» и «Out» — таким образом в схеме появится фильтр, подмешивающий к выходному сигналу верхние частоты. Емкость конденсатора устанавливает частоту, выше которой конденсатор пропускает сигнал. Чем больше емкость — тем ниже пороговая частота.
Treble Bleed Circuit

[1] 100pF — 500pF конденсатор. Ibanez используют 330pF на многих RG и 180pF на некоторых PRS моделях. Мод часто встречается на телекастерах. Он неплохо работает при уровне громкости в диапазоне от 100% до 40%, но при минимальных значениях звук становится слишком ярким, звенящим. Связано это с тем что верхние и нижние частоты в данной схеме убывают неравномерно.
Но! На хамбакерах этот «дефект» не так заметен. И многим музыкантам он нравится. Благодаря такой ручке «громкости» можно сформировать звук, который ни одна стандартная крутилка тона сделать не может.
Устранить «дефект» можно с помощью резистора двумя способами ([2],[3]).

[2] Конденсатор — 560-1000pf, резистор — 80-500K. Конденсатор и резистор соеденины параллельно. Seymour Duncan и DiMarzio придерживаются именно этой конфигурации. Есть много мнений насчет оптимального сопротивления резистора — все они сводятся к тому что его значение должно находится в промежутке 50-90% от сопротивления потенциометра. Для подбора можно использовать подстроечный резистор (trimpot). Главный недостаток данной модификации — резистор, присоединенный параллельно с потенциометром, существенно влияет на его «конус» (зависимость сопротивления от поворота ручки громкости).

[3] Конденсатор 1-2nf, 100-130K резистор. Конденсатор с резистором соединены последовательно (порядок не важен). Австралийский производитель звукоснимателей Chris Kinman рекомендует подобное соединение для синглов, но оно также подходит и для хамбакеров.
Резистор здесь сглаживает «дефект» первого мода, при этом не так сильно влият на «конус». Конденсатор с большей емкостью имеет большую пропускную способность — не будет скачка верхних частот. Что изменится? При вращении потенциометра громкость в начале пути будет нарастать медленнее, чем у немодифицированных потенциометров.

Графики
В идеале кривая АЧХ не должна изменяться при понижении уровня громкости. Все последующие схемы соответсвуют разным модификациям «Treble Bleed Circuit» и смоделированы таким образом, чтобы кривая в районе -6db максимально приближалась к кривой «Full» (когда громкость установлена на максимум).
Интерес составляют последующие изменения АЧХ, вызванные понижением уровня громкости (повышением сопротивления).

[0] Стандартный потенциометр громкости.

[1] Конденсатор.

[2] Конденсатор и резистор соединены параллельно.

[3] Конденсатор и резистор соединены последовательно.

Видео от John Planetz:
Treble Bleed Mod. Подбор конденсатора.

Установка конденсатора.

Несколько потенциометров громкости на одной гитаре.

jablog.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *