Субтрактивный синтез

3. Субтрактивный синтез

В самом простом случае используется последовательное подключение трех главных модулей: генератора, фильтра и усилителя. Генератор выдает базовую волновую форму, обычно синусоидальную, квадратную (импульсную) или пилообразную, фильтр отвечает за преобразование спектра волны, поступающей с генератора; усилитель отвечает за изменение громкости сигнала во времени, за так называемую "огибающую". На диаграмме путь прохождения звука обозначен горизонтальными стрелками, вертикальными стрелками показаны управляющие каналы. Огибающая, например, управляет усилителем - то есть она не формирует звук непосредственно.

Далее мы рассмотрим каждую секцию по очереди, начиная от генератора - именно в том порядке, как это происходит при прохождении сигналом звукового тракта. Для наших базовых блоков необходимо предусмотреть управление высотой звучания от клавиатуры. В аналоговых синтезаторах это делается с помощью электрического напряжения (отсюда распространенное обозначение генератора - VCO, Voltage Controlled Oscillator, "генератор, управляемый напряжением"); в большинстве случаев применяется так называемая система "1 вольт на 1 октаву". Клавиатура устроена так, что при нажатии на клавиши возникает электрическое напряжение соответствующего номинала, которое и позволяет настроить генератор на высоту взятой ноты.

"Сырой", необработанный генераторный звук обычно является звуковой волной некоей стандартной формы, что позволяет музыканту выбрать "базовый" тембр, на основе которого впоследствии будет получено нужное звучание. У каждой волновой формы есть специфический, присущий именно этой форме волны, частотный спектр, который позволяет легко определить форму волны на слух.

Пила (Saw)

Пилообразная волна, или просто "пила", содержит в равной пропорции как четные, так и нечетные гармоники, за счет чего характеризуется максимально "жирным" звуком. Высокие гармоники обладают большим запасом громкости, что обеспечивает звуку высокую яркость.

Импульс (Pulse)

Импульсная волна имеет прямоугольную форму, и обычно музыкант может управлять относительной длительностью для положительной и отрицательной фазы цикла, то есть "шириной" прямоугольника. Часто это делается с помощью генератора LFO (см. ниже). Если прямоугольники "узкие", получается очень "тонкое", гнусавое звучание. Если положительная и отрицательная фазы цикла равны, получается волна квадратной формы (см. ниже).

Квадрат (Square)

Это - разновидность волны импульсной формы. Данная волна в спектре не содержит четных гармоник вообще, в результате получается характерный "пустой" звук, чем-то напоминающий нижний регистр кларнета. С повышением частоты амплитуда гармоник падает.

Синус (Sine)

Синусоидальная волна несёт только одну "базовую" частоту, и вообще не содержит гармоник. Именно поэтому синус часто называют \"чистой волной\". Сделать что-то со звуком на основе синуса очень сложно!

Шум (Noise)

Шум, или, более точно, "белый шум" (White Noise), чаще всего встречающийся в синтезаторных генераторах, представляет собой сигнал, в котором содержатся все частоты. У такого сигнала нет гармоник, поскольку все частоты в спектре независимы друг от друга. У него также нет базовой частоты (основного тона). В "розовом" шуме (Pink Noise) содержание высоких частот меньшее, чем в белом; в "коричневом" (Brown Noise) - еще меньшее.

Синхронизация (Sync)

Большинство мультиосцилляторных синтезаторов оборудовано функцией "синхронизации", обычно на втором генераторе. Включение синхронизации заставляет модулируемый генератор (обычно первый) перезапускаться каждый раз при завершении цикла модулирующего генератора. В результате при изменении частоты модулируемого генератора происходит не изменение высоты, а изменение тембра, за счет чего формируется узнаваемое "металлическое" звучание.

Фильтр (Filter)

Фильтр традиционно считается наиболее важным узлом любого синтезатора вне зависимости от того, какой тип синтеза используется. Это связано с тем, что именно фильтр позволяет кардинальным образом изменить исходное звучание. Встречаются фильтры самых разных типов, в основном они классифицируются по форме кривой аттенюации. Если пропустить сквозь фильтр синусоидальную волну заданной частоты, уровень сигнала на выходе покажет форму кривой аттенюации (ослабления). Нанесенная на график, данная кривая называется \"частотной характеристикой\" фильтра. Наиболее распространенные типы фильтра - обрезной фильтр высоких частот (Low Pass - самый распространенный тип вообще), обрезной фильтр низких частот (High Pass), полосовой фильтр (Band Pass), который пропускает только частоты в выбранном диапазоне и, наконец, режекторный фильтр (Notch), который вырезает частоты в выбранном диапазоне.

Точка, в которой фильтр начинает воздействовать на звуковой сигнал, называется частотой среза (Cutoff). Обычно именно этот параметр фильтра считается главным при использовании фильтра в составе синтезатора. Важное значение для звука также имеет крутизна спада кривой фильтра - большинство аналоговых синтезаторов (или их "моделей") оборудуются фильтрами с крутизной 12 или 24 децибела на октаву. Это достигается за счет подключения каскада из более простых 6-децибельных фильтров. Каждый из таких фильтров часто называется "полюсом" - например, фильтр с крутизной 24 дБ/октава могут называть "четырехполюсным".

Последняя важная характеристика фильтра - это так называемый "резонанс", то есть усиление частот в очень узкой полосе вблизи частоты среза. За счет резонанса достигается характерное "подвывающее" звучание, которое очень хорошо характеризует вычитающий синтез. При очень высоких значениях параметров некоторые фильтры могут переходить в режим самовозбуждения, при котором в районе частоты среза формируется очень характерный синусоподобный призвук.

Огибающая (Envelope)

Огибающая отвечает за изменение громкости (уровня) сигнала во времени. Большинство синтезаторов оборудуются по меньшей мере одним генератором огибающей, причем наиболее распространено разделение огибающей на 4 основные фазы: атаку (Attack), спад (Decay), сустейн (Sustain) и затухание (Release). Атакой называется время, в течение которого сигнал с нулевого уровня достигает максимальной громкости. После этого огибающая проходит фазу спада, в течение которой уровень уменьшается до установленного на фазе сустейна. Уровень сустейна удерживается до момента снятия ноты. Время, за которое после отпускания клавиши громкость падает до нуля, называется временем затухания.. Важно помнить, что регуляторы атаки, спада и затухания управляют временем, в то время как регулятор сустейна управляет уровнем на соответствующем участке огибающей. В дальнейшем идея управления генератором с помощью огибающей была существенно развита, и сегодня огибающие часто используются для модуляции самых разных параметров синтезатора, например, частоты среза фильтра. Большинство субтрактивных синтезаторов оборудуется как минимум двумя генераторами огибающей.

Генератор LFO

LFO - генератор низкой частоты. Данный узел синтезатора используется не для генерации звука (частота такого генератора находится ниже предела слышимости!), а, подобно генератору огибающей, в качестве управляющего сигнала. В большинстве случаев такой генератор модулирует высоту звукового генератора для создания эффекта вибрато. Однако он может модулировать и усиление, создавая тем самым эффект тремоло, или фильтр, часто синхронно с сообщениями MIDI Clock, для создания характерного "разворачивающегося" звука. Как и обычный генератор звуковой частоты, генератор LFO может работать с волнами разных форм.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 Следующая ⇒