Синтез звука, основные принципы

Меню

У синтезатора практически безграничные возможности и при помощи него можно создавать огромное разнообразие звуков и эффектов, поэтому для саунд-дизайнеров синтезатор стал важнейшим инструментом. Но чтобы по максимуму использовать этот инструмент необходимо понять что такое синтез звука, основные принципы синтезирования. И здесь мы поможем в этом разобраться.

Вы не задумываетесь на сколько распространены синтезированные звуки, их вы можете услышать везде, начиная от песен и фильмов, заканчивая рекламой и звуками веб приложений. Зная принципы синтезирования звука, вы можете создавать свой саунд, и не пользоваться готовыми инструментами или пресетами.

Звуковой синтез — процесс генерации звука, представленного в виде дискретного сигнала, генерация простых волноформ и дальнейшая их обработка.Основные виды синтеза звука перечислены ниже.

Синтез частотной модуляции (FM — Frequency Modulation)

Это простые волноформы, которые суммируются друг с другом и модулируют себя по частоте, создавая разнообразные гармонические колебания.

Аддитивный

Это сумма гармонических колебаний, которые имеют разные частоты и разные амплитуды.

Субтрактивный

Суть работы данного синтеза состоит в удалении определенных параметров при помощи специальных фильтров из исходного сигнала, со всем набором гармоник.

Управление этим видом синтеза происходит при помощи CV — control voltage – управляющего напряжения (УН). По сути это не есть сам звук, это контроллер различных элементов синтезатора, и вот он уже создает тот звук, который вам нужен.

Далее подробно поговорим о терминах, которые также очень часто встречаются в синтезе звука.

Осциллятор

Осциллятор создает волну, характеристики которой (форма и частота) напрямую зависит от напряжения. В субтрактивном синтезе осциллятор имеет несколько видов волн.

Пилообразная (sawtooth) — имеет четные и нечетные гармоники;

Квадратная (square) — в этой волне преобладают нечетные гармоники, слышен характерный металлический звук.

Синусоидная (sine) — волна без гармоник.

Треугольная (triangle) — звучит мягко как синусоидная волна, но имеет гармоникипилообразной волны.

Синусоида+пила

Синусоида+синусоида

Пила+прямоугольник

Очень важно знать и о генераторе шума ‘Noise’. Как правило это белый шум и розовый шум.

Модуль VCF (Voltage Controlled Filter) — это фильтр, который контролируется при помощи управляющего напряжения. Он вырезает частоты из спектра, благодаря чему достигается необходимый тембр.  Ниже перечислены виды фильтров.

LPF (low-pass filter) — фильтр низких частот.

Внимание, не путайте с low-cut фильтром, он срезает низы. Low-pass, наоборот, срезает верх пропуская низкие частоты.

HPF (high-pass fiter) — фильтр пропуска высоких частот.

BPF (band-pass filter) — полосовой фильтр.

Исходный сигнал

Обработка низкочастотным фильтром

Low-pass и high-pass могут сочетаться друг с другом, пропуски частот и ширина пропуска могут регулироваться. При помощи резонанса можно выделить различные частоты.

Усиление (VCA — Voltage Controlled Amplifier)

Когда звук попал в отдел усиления, первым делом он столкнется с ADSR-огибающей.

ADSR–огибающая формирует из чистой, без гармоник волны нужные нам гармоники. Достигается это при помощи настройки параметров, указанных ниже.

A — (attack) — разгон с значения 0 до максимума, т.е начальная фаза;
D — (decay) — фаза спада с максимума;
S — (sustain) — фаза поддержания установившегося значения;
R — (release) — время угасания сигнала до значения 0, фаза спада;

LFO (Low Frequency Oscillator)

И конечно не забудем про одуль LFO — осциллятор низких частот. Это в принципе обычный осциллятор, но сигнал, который он создает очень низок >20 Гц, и мы его физически не можем слышать, но он и не для этого предназначен. Он служит для контроля внутренних модулей синтезатора. При помощи LFO осцилятора мы можем настраивать различные фильтры, высоту звука, создавать различные эффекты, например вибрато и т.д. Все знают звучание Wobble Bass — так вот этот саунд создан  при помощи LFO осциллятора.