- •1. Преобразующая функция (искусство как деятельность)
- •2. Компенсаторная функция (искусство как утешение)
- •2. Цель и задачи художественного образования в рамках обязательного (общего), дополнительного и профессионального образования
- •3. Дисциплины художественного цикла и принципы их преподавания в общеобразовательной школе и учреждениях дополнительного образования
- •4. Личность ребенка как эпицентр художественно-образовательной системы. Качества личности учащихся, имеющие приоритетное значение в процессе художественного образования
- •5. Структура и содержание программ предметов художественного цикла для общеобразовательной школы
- •6. Структура и содержание программ предметов художественного цикла для учреждений дополнительного художественного образования
- •7. Характеристика основных элементов содержания художественного образования
- •8. Типы и виды уроков дисциплин художественного цикла
- •10. Виды художественной деятельности учащихся
- •11. Художественное восприятие, его структура, свойства, уровни
- •12. Современные педагогические технологии и их применение на уроках по дисциплинам художественного цикла
- •13. Возможности современных информационных и коммуникационных технологий в модернизации художественного образования
- •14. Характеристика учебно-методического комплекса по предметам художественного цикла
- •15. Художественное творчество как часть социокультурной среды
- •16. Художественные способности человека. Диагностика художественных способностей в детском возрасте
- •17. Методы и приемы развития художественных способностей у детей разных возрастных групп
- •18. Художественная творческая деятельность детей как педагогическая проблема. Методы и приемы активизации художественной творческой деятельности учащихся
- •19. Методы и приемы активизации художественного мышления учащихся разных возрастных групп
- •20. Критерии качества современного урока по дисциплинам художественного цикла
- •21. Характеристика основных компонентов профессиональной деятельности преподавателя художественных дисциплин
- •22. Личностно-профессиональные качества преподавателя художественных дисциплин
- •23. Уроки искусства в отечественной системе художественного обучения и воспитания: исторический аспект
- •24. Информатизация и компьютеризация процесса преподавания дисциплин художественного цикла
- •25. Внеклассные и внешкольные формы организации художественной деятельности учащихся разных возрастных групп
- •26. Виды и формы художественного самообразования школьников.
- •28. Возможности мкт в преподавании музыкально-теоретических дисциплин
- •29. Характеристика современных музыкально-компьютерных программ для детского музыкального творчества
- •30. Структурно - функциональный анализ художественно-образовательного процесса: цель, задачи, средства, результат
- •31. Возможности мкт в развитии музыкального слуха учащихся
- •32. Методические аспекты коллекционирования, хранения, научно- педагогической обработки продуктов детского музыкального творчества
- •33. Реализация педагогических принципов в методике преподавания мкт
- •34. Специфика организации и проведения концертных выступлений с применением мультимедиа
- •35. Цифровые музыкальные инструменты: характеристика, специфика обучения
- •36. Основные этапы подготовки преподавателя дисциплин художественного цикл к уроку
- •37. Особенности взаимодействия учителя и ученика в художественно- педагогическом процессе
- •38. П.К. Как средство развития у школьников интереса к музыкальному искусству
- •39. Характеристика учебно-методического комплекса для занятий с цифровыми музыкальными инструментами
- •44. Организация учебного процесса на музыкальном занятии с применением мкт (тематика, цель, задачи, методы, средства)
- •50. Развитие музыкального мышления учащихся в условиях его общения с музыкальным компьютером
- •52. Реализация междисциплинарного и системного подходов в преподавании мкт
- •53. Технология создания фонограмм к вокальным произведениям
- •54. Микшерный пульт (типы и виды, функции, архитектура). Применение микшерных пультов для одновременной записи нескольких источников звука
- •55. Усилительная аппаратура, ее основные характеристики, подбор и размещение (в студии, в концертном зале)
- •56. История развития звукозаписи. Требования к пк для создания музыкальных композиций
- •57. Понятие потока событий midi. Цифровой интерфейс. Типы цифровых интерфейсов. Контроллеры
- •58. Типы и виды микрофонов. Выбор микрофонов для записи различных звуков по их пространственным и частотным характеристикам. Технология записи звуков через микрофон
- •59. Программы звуковые редакторы. Возможности и особенности работы. Основные инструменты программы (на примере одной по выбору студента)
- •60. Программы секвенсоры. Возможности и особенности работы. Основные инструменты программы (на примере одной по выбору студента)
- •61. Программы музыкальные конструкторы. Возможности и особенности работы. Основные инструменты программы (на примере одной по выбору студента)
- •62. Программы автоаранжировщики как средство изучения музыкальных стилей и направлений. Возможности и особенности работы. Основные инструменты программы (на примере одной по выбору студента)
- •63. Методы устранения нежелательной естественной реверберации. Организация студии звукозаписи в домашних условиях
- •64. Классификация музыкальных инструментов по различным критериям (по способу звукоизвлечения, по источнику звука)
- •65. Традиционные музыкальные инструменты (особенности звучания, диапазоны, приемы звукоизвлечения)
- •66. Понятие оцифровки звукового сигнала. Разрядность, частота дискретизации. Архитектура звуковых карт. Типы и виды звуковых карт. Ведущие производители звуковых карт
- •67. Логарифмический характер восприятия громкости. Сжатие динамического диапазона и использование компрессии для улучшения восприятия звука
- •69. Понятие стереофонии. Бинауральный слух. Пространственная локализация звука. Требования к технике безопасности при прослушивании музыкальных композиций. Охрана слуха
- •70. Типы и виды синтезаторов. Архитектура. Особенности применения
- •71. Форматы звуковых файлов. Особенности. Основные характеристики (wav, mp3, ogg, mid и др.). Преобразование форматов
- •72. Типы и виды музыкальных программ. Сравнительные характеристики. Особенности работы
- •73. Музыкально-компьютерные технологии как средство интерпретации художественного образа произведения искусства
- •74. Организация компьютерной аудиотеки как средство накопления слушательского опыта учащихся
- •75. Многополосные компрессоры, механические ревербераторы, их конструкции и особенности (листовые, пружинные). Цифровые приборы искусственной реверберации
- •76. Программы нотные редакторы. Возможности и особенности работы. Основные инструменты программы (на примере одной по выбору студента)
- •77. Композиция и аранжировка как формы музыкального творчества. Типы и виды аранжировки
- •78. Музыкальные стили и направления в компьютерной аранжировке. Работа над произведениями различных форм
70. Типы и виды синтезаторов. Архитектура. Особенности применения
Синтеза́тор (англ. Synthesizer) — 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 методом настройки параметров центрального процессора (в цифровых синтезаторах). Клавишные синтезаторы Синтезатор, выполненный в виде корпуса с клавиатурой, называется клавишным синтезатором.,
синтезаторные модули Синтезатор в виде корпуса без клавиатуры называется синтезаторным модулем и управляется от MIDI-клавиатуры или другого устройства, например, MIDI-гитары.,
рабочие станции В случае, если клавишный синтезатор оборудован встроенным секвенсором, он называется рабочей станцией.,
синтезаторы с автоаккомпанементом,
программные синтезаторы. Синтезатор в виде компьютерной программы (например, Reason), использующей универсальную звуковую плату для озвучивания и стандартные средства ввода-вывода (компьютерные клавиатуру, мышь, монитор, а также, возможно, MIDI-клавиатуру), называется программным синтезатором.
Аналоговые синтезаторы, Разновидности синтезаторов
Электронное пианино
В зависимости от используемой технологии синтезаторы можно разделить на следующие категории:
Аналоговые синтезаторы
Реализуют аддитивный и субтрактивный типы синтеза. Главная особенность данной категории заключается в том, что звук генерируется и обрабатывается при помощи реальных электрических цепей. Часто соединение различных модулей синтеза производится при помощи специальных кабелей — patch-проводов, отсюда «патч» — обиходное название определённого тембра синтезатора среди музыкантов. Основные достоинства аналоговых синтезаторов заключаются в том, что все изменения характера звучания во времени, например движение частоты срезания фильтра, происходят исключительно плавно (непрерывно). К недостаткам относятся высокий уровень шума, проблема нестабильности настройки в настоящее время преодолена. К наиболее известным, используемым в наше время аналоговым синтезаторам относятся: Alesis Andromeda A6, Cwejman S1 MK2, Future Retro XS, Moog Voyager, Studio Electronics SE1X, DSI Prophet 08.
Виртуально-аналоговые синтезаторы
Представляют собой устройство, моделирующее и воссоздающее процесс генерации звука в электрических схемах традиционных аналоговых синтезаторов при помощи цифровых сигнал-процессоров и программного обеспечения. Наиболее известные среди них: Access Virus TI, Korg MS2000, Nord Lead 2x, Nord Modular, Waldorf Micro-Q, Alesis Micron, Yamaha AN1x, Korg Microkorg.
Цифровые синтезаторы
Включают в себя собственно цифровые синтезаторы, а также их вариации: виртуальные синтезаторы-плагины/standalone и интерактивные синтезаторы. Они реализуют разнообразные типы синтеза. Для создания и воспроизведения исходных волновых форм, модификации звучания фильтрами, огибающими и т. д. используются цифровые устройства на базе одного центрального процессора и нескольких сопроцессоров. По сути, цифровой синтезатор представляет собой узкоспециализированный компьютер. Наиболее передовые модели современных цифровых синтезаторов (Korg OASYS, Roland Fantom, Yamaha Motif), подобно персональным компьютерам, позволяют обновлять операционную систему, содержат страничные меню, встроенные справочные файлы, скринсейверы и т. д. Виртуальные синтезаторы являются разновидностью цифровых синтезаторов, однако они представляют собой особый вид программного обеспечения. Для создания звука используются центральный процессор и оперативная память персонального компьютера, а для вывода звука на воспроизводящее устройство используется звуковая карта ПК. Виртуальные синтезаторы могут представлять собой как самостоятельные (stand-alone) программные продукты, так и плагины (plug-ins) определённого формата (VST, DXi, RTAS, TDM, LADSPA и т. д.), предназначенные для запуска внутри программы-хоста, обычно многоканального рекордера (Cubase VST, Cakewalk Sonar, Logic Pro, Pro Tools, Ardour и т. д.). Высокая доступность обусловливает растущую популярность виртуальных синтезаторов, в том числе моделей реально существующих инструментов (например, Native Pro53 — эмулятор синтезатора Prophet, Novation V-Station — эмулятор синтезатора Novation K-Station, Korg Legacy — эмуляторы синтезаторов Korg M1, Wavestation, PolySix, MS20 и т. д.). Интерактивные, или домашние синтезаторы также представляют собой разновидность цифровых синтезаторов, предназначенную специально для домашнего и салонного любительского музицирования, а также для интерактивного обучения музыке. Обычно в таких синтезаторах отсутствуют средства для развитого редактирования звука, включая регуляторы реального времени. Акцент делается на реалистичной имитации разнообразных оркестровых инструментов и использовании функции автоматического аккомпанемента. В этом случае для того, чтобы сыграть какое-либо музыкальное произведение, исполнителю не требуется программировать тембры или записывать партии в секвенсер — достаточно выбрать готовый тембр для мелодии и стиль для автоаккомпанемента. Безусловно, управление подобными синтезаторами существенно проще, чем у профессиональных исполнительских моделей и зачастую доступно даже ребёнку. Многие синтезаторы подобного типа включают в себя обучающие игры типа «угадай ноту» или «угадай аккорд», сборники готовых музыкальных произведений для прослушивания и разучивания, функцию караоке с выводом на экран текста песни и т. д. К данной категории синтезаторов относятся семейства Yamaha PSR, Casio CTK/WK, Roland E/VA/EXR и т. д.
виртуально-аналоговые синтезаторы,
цифровые синтезаторы.
Типы синтезаторов
В зависимости от способа генерации звуковых волн и их преобразования синтез звука можно классифицировать следующим образом:
Синтезатор с аналоговым моделированием Access Virus Ti Polar
Рабочая станция Alesis Fusion HD8
Исполнительский синтезатор Roland Juno D
Интерактивный синтезатор Yamaha Tyros
Суммирующий
Суммирующий (аддитивный) синтез, в котором используется принцип суперпозиции (наложения) нескольких волн простой (обычно синусоидальной) формы с различными частотами и амплитудами. По аналогии с электроорганами эти волны называются регистрами и обозначаются, как 16' (тон на октаву ниже взятого), 8' (исходный тон), 4' (тон на октаву выше взятого) и т. д. (цифра представляет собой длину трубы соответствующего регистра органа в футах). В чистом виде встречается у электроорганов (Hammond, Farfisa) и их цифровых эмуляторов (Korg CX-3, Roland VK-8 и т. д.). Звучание инструмента тем богаче, чем большее количество регистров использовано в конструкции.
Вычитающий
Вычитающий (субтрактивный) синтез, в котором исходная волна произвольной формы изменяет тембральную окраску при прохождении через разнообразные фильтры, генераторы огибающих, процессоры эффектов и т. д. Как подмножество данный тип синтеза широко применяется практически во всех современных моделях синтезаторов.
Операторный
Операторный (англ. Frequency Modulation, FM) синтез, в котором происходит взаимодействие (частотная модуляция и суммирование) нескольких волн простой формы. Каждая волна вместе со своими характеристиками называется оператором, определённая конфигурация операторов составляет алгоритм. Чем большее количество операторов использовано в конструкции синтезатора, тем богаче становится звучание инструмента. Например, популярный по сей день синтезатор Yamaha DX7 (1983 год выпуска) обладает 6 операторами, для коммутирования которых служат 32 различных алгоритма.
Физический
Физический синтез, в котором за счёт использования мощных процессоров производится моделирование реальных физических процессов, протекающих в музыкальных инструментах того или иного типа. Например, для духовых свистковых инструментов типа флейты параметрами будут длина, профиль и диаметр трубы, скорость воздушного потока, материал корпуса; для струнных инструментов — размер корпуса, материал, длина и натяжение струн и т. д. Физический синтез используют такие инструменты, как Yamaha VL-1, Korg OASYS, Alesis Fusion и т. д.
Волновой
Волновой (Wavetable, PCM) синтез, в котором звук создаётся за счёт воспроизведения записанных ранее в память инструмента фрагментов звучания реальных музыкальных инструментов (семплов и мультисемплов). Самый известный синтезатор в этой группе — Waldorf Wave, также прославившийся, как самый дорогой в мире синтезатор.
Гибридный
Гибридный синтез, в котором применяется та или иная комбинация различных способов синтеза звука, например «суммирующий + вычитающий», «волновой + вычитающий», «операторный + вычитающий» и т. д. Большинство современных инструментов создаётся именно на основе гибридного синтеза, так как он обладает очень мощными средствами для варьирования тембра в самых широких пределах.
Ре-синтез
«Ресинтез» (Re-synthesis), где записанные в память синтезатора реальные волновые формы при помощи крайне сложных вычислений анализируются и преобразуются в цифровые модели с выделением определенного пакета управляемых «характеристик». Каждый модуль подобного синтезатора называется «ресинатором» (resynator). Для управления звуком в реальном времени используется как прямое управление выделенными параметрами одного ресинатора, так и «связывание» между собой пары параметров разных ресинаторов (например, «дыхание» флейтоподобного тембра и вибрато тембра в духе скрипки). Таким образом создаются очень сложные и одновременно легко управляемые тембровые конфигурации. Единственный на сегодняшний день синтезатор подобного типа — Hartmann Neuron.
Типы синтеза звука:
аддитивный 1простой сигнал плюс звук,
субтрактивный вычитание,
FM-синтез модуляция сигнала, частотные изменения,
Гранулярный маленькие франменты звука смешиваются
Физический – построение математических моделей.
волновой и т.д.
Синтез — процесс соединения или объединения ранее разрозненных вещей или понятий в нечто качественно новое, целое или представляющее набор.
Синтез звука – процесс генерации звука, представленного в виде дискретного сигнала (сигнала, который может принимать лишь конечное число значений).
Существует довольно таки много методов синтеза (способов образования звука). В сегодняшней статье мы поговорим о аддитивном и субтрактивном методах синтеза.
Аддитивный метод синтеза
Аддитивный метод синтеза (add – складывать, метод сложения) основывается на теореме Фурье, заключается она в том, что любое периодическое колебание можно представить в виде сумы синусоидальных колебаний различной частоты и амплитуды. Звук образовывается за счёт сложения двух или более волн различной формы.
Например: Сэмплинг – единственный из видов синтеза, в котором звук не создается, но воспроизводится. Технология сэмплирования. Сэмплирование – метод выбора подмножества наблюдаемых величин из данного множества, с целью выделения неких свойст исходного множества. Одно из основных приминений методов сэмплирования заключается в оценке математического ожидания сложных вероятностных распределений: Разновидности волновых форм: синусоида, треугольная, квадратная, пилообразная. ADSR-огибающая звука.
Синусоида Прослушать
Пила Прослушать
Синусоида+пила Прослушать
Существует два вида такого синтеза – гармонический и регистровый.
В гармоническом (этот термин соответствует гармонической гамме, в которой частоты одноимённых нот соседних октав различаются вдвое) виде синтеза в качестве исходных используются синусоидальные колебания с кратными частотами (отличающиеся в целое число раз) и при этом амплитуды могут быть различны.
Например:
Синусоида+синусоида Прослушать
В регистровом виде синтеза используются волны более сложных форм.
Например:
Пила+прямоугольник Прослушать
Субтрактивный метод синтеза
Субтрактивный метод синтеза (subtract – вычитать, метод вычитания) заключается в том, что новый тембр получается за счёт вычитания определённых частот из первоначального богатого спектра колебания. Этот метод обычно используется совместно с аддитивным, они дополняют друг друга. С помощью метода сложения образовывается первоначальный богатый тембр (используются волны типа пила, треугольник, прямоугольник и более сложные). Далее при помощи частотных фильтров (о них мы ещё поговорим) из сигнала удаляются лишние частоты для того, чтобы с имитировать нужный звук.
Например:
Первоначальный сигнал Прослушать
Обработка низкочастотным фильтром Прослушать
Аддитивный и субтрактивный синтез звука используются практически во всех аналоговых синтезаторах. Достоинство этих методов заключается в простоте реализации и возможности синтезировать множество различных звуков.
В следующей статье мы с вами познакомимся с другими, более сложными, методами синтеза. Additive synthesis (Аддитивный синтез)
Что это: практическое применение теории звука.
Где это: в аналоговых (модульных) синтезаторах, в аддитивных синтезаторах Kawai.
Зачем это: чтобы разнообразить аналоговый синтез.
Метод, строго противоположный синтезу субстрактивному. Известен с давнейших времен и применялся при конструировании органов. Основанный на теоретических работах математика и физика Фурье (Fourier), он предполагает, что для получения любого звука достаточно смешать необходимое (или бесконечное) количество синусоидальных (в случае синтеза Фурье) колебаний с определенной высотой и громкостью. Очень сложен для реализации, из-за необходимости отдельного контроля громкости и высоты каждой гармоники, которых даже несложный тембр насчитывает десятки.
Cellular automata
Что это: сложный и малопонятный математический алгоритм, частный случай физического моделирования.
Где это: в специальных програмах, напр. Virtual Waves.
Зачем это: понятия не имею! :)
Совершенно абстрактный способ синтеза. Принцип его действия практически никак не комментирован, но выглядит это как двоичный набор данных и четырехбитные матрицы превращения – каждой матрице соответствует другая. Таким образом, устанавливаются законы превращения данных. На основе этих установок синтезируется звук – от монотонного модулированного сигнала до зацикленного, напоминающего неудачный loop с биением.
Direct Draw
Что это: физическое редактирование профиля волны.
Где это: в дорогих цифровых синтезаторах; в любой программе-редакторе.
Зачем это: чтобы физически редактировать профиль волны.
Наиболее простой для объяснения пользователям компьютера вид синтеза.
Он предельно прост. Вы просто берете и рисуете профиль волны в программе, для этого приспособленной. Хотите – рисуете плавное подобие синусоиды, хотите – пилообразный сигнал, а хотите – как попало водите мышой или lightpen’ом и получаете что угодно – от сложномодулированного сигнала до шума. Возможности неограничены, применять – довольно сложно.
FM-synthesis (FM-синтез)
Что это: разновидность аналогового синтеза.
Где это: в аналоговых (модульных) синтезаторах, в инструментах Yamaha DX и им подобных, в вашей самой первой звуковой карточке (чип OPL3).
Зачем это: цифровая имитация - чтобы сочетать дешевизну и среднего качества звук.
FM синтез заключается в последовательном и параллельном подключении генераторов простых сигналов и их взаимомодуляции (FM – частотная модуляция). Существовал со времен первых синтезаторов как элемент звукосинтеза, безрезультатно развивался фирмой Synclavier. Популяризован был синтезаторами Yamaha DX, которые представили полный GM-банк своеобразных тембров, иногда убедительно имитирующих реальные инструменты (в первую очередь – вся металлическая хроматическая перкуссия, электрические органы и пиано, синтетические), да еще и позволяющие немного изменять звук в реальном времени, да еще и по приемлемой цене. Сложен для программирования, но дает интересные результаты.
VAST-синтез
Что это: уникальный тип синтеза, основанный на самых разнообразных способах обработки как готового звука, так и его промежуточных элементов.
Где это: только и исключительно в синтезаторах Kurzweil.
Зачем это: чтобы получить серьезный звук и возможность его редактирования.
Поскольку я никогда не видел синтезатора Kurzweil, а тем более не работал с ним, то судить могу о нем только теоретически. Этот тип синтеза основан на сложной внутренней архитектуре Kurzweil’а и его впечатляющей производительности (Kurzweil интегрирует до 8 очень мощных DSP). Частично модульная структура патчей позволяет редактировать их чуть ли не до бесконечности, а продвинутые цифровые эффекты – применять множество линейных и нелинейных эффектов к любому элементу патча. Такой подход требует фундаментальных познаний в звуке, а еще – компьютера в дополнение к небольшому LCD, зато позволяет добиваться очень и очень впечатляющих результатов.
Formant synthesis (Синтез по формантам)
Что это: разновидность аддитивного синтеза, и в то же время – частный случай физического моделирования.
Где это: в специальных програмах, напр. Virtual Waves.
Зачем это: надо. :)
Разновидность аддитивного синтеза, основанная на законах функционирования речевого аппарата. Путем контроля отдельных формант, позволяет имитировать звуки речи; как результат получаем довольно механический звук, сильно напоминающий звучание вокодера.
Granular synthesis (Гранулярный синтез)
Что это: абстрактная концепция, частный случай таблично-волнового синтеза.
Где это: в экспериментальных аппаратах.
Зачем это: а почему бы и нет? :)
Гранулярный синтез – это развивающееся направление, существующее в надежде на грядущие результаты. В нем используются последовательности коротких сэмплов; настолько коротких, что результатом является сложный монотонный звук, богатый гармониками. Скорее всего, этот тип синтеза будет оставаться неприкладным до тех пор, пока кто-нибудь не напишет под ним GM-банк, или хотя бы пару десятков готовых инструментов. С другой стороны, выходной сигнал гранулярного синтеза может быть эффективно использован как материал для субстрактивного.
Mathematical function synthesis (Синтез по математической функции)
Что это: частный случай физического моделирования.
Где это: в специальных програмах, напр. Virtual Waves.
Зачем это: для синтеза базовых звуковых волн. :)
“Внутренность” физического моделирования. При помощи простых (синус, косинус, парабола) или сложных (составных) математических формул образуется профиль волны. На самом деле, практически не имеет реального применения, за исключением того случая, когда вы хотите имитировать процесс аналогового синтеза с нуля и желаете контролировать каждый элемент.
Phase distortion (Фазовая модуляция)
Что это: взаимопревращения синусоидального сигнала и простого сигнала, богатого гармониками.
Где это: в Casio серии CZ.
Зачем это: чтобы добиться среднего качества звука наиминимальными затратами средств.
Фазовая модуляция использовалась в чистом виде в синтезаторах Casio серии CZ. Ее сутью является превращение гармонически богатых сигналов (квадратный, пульсовый, пилообразный) в синусоиду и обратно. С точки зрения технологов Casio, это должно напоминать какие-то реальные звуки. Иногда это оказывается так. Но на практике такой синтез практически не используется из-за своих крайне ограниченных возможностей.
Physical (mathematical) modelling
(Физическое (математическое) моделирование)
Что это: цифровая имитация реальных акустических и аналоговых процессов.
Где это: в дорогих современных синтезаторах и во всех программных эмуляциях.
Зачем это: чтобы цифровыми способами добиваться реального звука.
Синтез, при котором при помощи цифровых технологий имитируются реальные физические процессы, происходящие в инструменте или аналоговых устройствах.
Во всех случаях это происходит путем применения определенных алгоритмов моделирования, которые абсолютно невозможно создать в домашних условиях. :) (Как вариант, процесс может частично основываться на других данных, напр. наборе замеров для воссоздания реверберации или аналогового искажения и т.д.) Эти алгоритмы очень сложны для реализации, так же, как и сложны сами физические процессы, но дают наиболее эффективное соотношение убедительности звучания и возможностей контроля.
Одной областью физического моделирования является имитация реальных инструментов – напр. алгоритм Karplus-Strong для имитации колебаний струны. Пока что это – развивающаяся технология, имеющая отдельные аппаратные реализации – например, Yamaha VL-1.
Другой областью применения физического моделирования являются цифровые эффект-процессоры и виртуальные синтезаторы, которые програмно или аппаратно имитируют аналоговые и акустические процессы – реверберацию помещений, перегрузки усилителей, искажения микрофонов, аналоговые синтезаторы и так далее. Все виртуальные синтезаторы и программные эффекты используют физическое моделирование, как и некоторые аппаратные – Roland JD-8000, Clavia Nord Lead. Наиболее преуспела в этом программа Reality, которая использует целый набор алгоритмов для синтеза звука колоколов, духовых инструментов, струнных, смычковых и т.д. – к сожалению, без каких-либо указаний на конкретные алгоритмы.
Наконец, третьей, самой таинственной и загадочной, областью физического (хотя здесь будет уместнее вариант “математический”) синтеза, являются экспериментальные технологии синтеза звука. Они фокусируются не на желаемом результате, а на самом процессе, очевидно, подразумевая, что была бы технология – а что-нибудь сделать можно. Это такие вещи как ‘cellular automata’ и синтез по формантам в его цифровых реализациях.
Sample playback (Сэмплинг, PCM synthesis, AI2 synthesis)
Что это: воспроизведение предварительно записанных образцов звуков.
Где это: практически во всех современных синтезаторах и звуковых картах.
Зачем это: чтобы цифровыми способами добиваться реального звука.
Сэмплинг – единственный из видов синтеза, в котором звук не создается, но воспроизводится.
Сэмплерные синтезаторы хранят образцы звуков в памяти и воспроизводят их с нужной высотой и громкостью, используя контроль амплитуды сигнала, тембра и т. д. Один из наиболее реалистичных способов воспроизведения реальных звуков, достаточно прост и дешев, но очень сильно ограничен в возможностях изменения готовых пресетов.
Spectral synthesis (Спектральный синтез)
Что это: процесс, обратный спектральному анализу.
Где это: в специальных програмах, напр. Virtual Waves.
Зачем это: позволяет экспериментальным путем получать неожиданные результаты, либо воссоздавать звук по спектрограмме.
Если вы видели спектрограмму, то это будет просто. На спектрограмме показан звук в графическом представлении: яркость или цвет указывают на силу колебаний, одна из координат – на их высоту, другая – ось времени.
Спектральный синтез повторяет этот процесс задом наперед: из имеющегося изображения синтезируется звук по тем же законам. Как уже было сказано, это может быть использовано для воссоздания звука по имеющемуся изображению спектрограммы. С другой стороны, никто не мешает вам провести несколько линий и посмотреть, что из этого получится... :)
Subtractive synthesis (Субстрактивный синтез)
Что это: практическое применение теории звука.
Где это: в аналоговых (модульных) синтезаторах.
Зачем это: раньше иначе не умели; сейчас используют по традиции.
На субстрактивном синтезе основаны аналоговые и гибридные синтезаторы, его используют программные эмуляции и некоторые сэмплеры (для повышения естественности звучания). Именно субстрактивный синтез дает “аналоговый звук”, любимый многими за плотное, упругое, или наоборот, рыхлое звучание. Принцип его прост: берется сигнал, богатый обертонами (прямоугольный, треугольный или пилообразный; с регуляцией pulse width – ширины колебания; иногда – несколько перемноженных сигналов для сложного тембра), затем он пропускается через фильтр, который оставляет только часть спектра, вычитая некоторое количество гармоник. В сэмплерах фильтрация применяется для подчеркивания той или иной части спектра, как клинический случай эквалайзера. Это позволяет динамически изменять звук, или достигать необычных эффектов.
Vector synthesis (Векторный синтез)
Что это: принцип управления отдельными элементами патча.
Где это: в дорогих и мощных синтезаторах.
Зачем это: чтобы достичь выразительности игры и возможности контроля в реальном времени.
Векторный синтез – это принцип управления отдельными элементами патча, традиционно выделяемый как отдельный тип синтеза. К синтезатору вместо (или в дополнение) к модуляторам прилагается джойстик. Вы программируете его (или пользуетесь фабричными установками) для управления фильтрами, громкостью генераторов, эффектами – чем угодно. Каждое движение джойстика приводит к немедленному изменению тембра, позволяя добиваться действительно выразительного звучания.
Wave Sequencing
Что это: частный случай таблично-волнового синтеза, с развитыми возможностями контроля каждого элемента индивидуально.
Где это: в Korg Wavestation.
Зачем это: чтобы развить таблично-волновой синтез до абсурда.
Насколько я понимаю, Wave Sequencing был популяризован синтезаторами Wavestation в основном за счет очень качественно сделанных фабричных пресетов. Он сродни технологиями PPG и Waldorf, но путем управления длиной, высотой тона и громкостью каждого элемента, позволяет добиваться качественно других результатов; одним из характерных признаков будет создание тембров с внутренним ритмом, что-то вроде ‘jungle’ или ‘drum-and-bass’ в синтезе.
Waveshaping
Что это: развитая технология сэмплинга. Где это: в Korg 01/W, Korg Triton, Korg Trinity и так далее. Зачем это: чтобы развить технологию сэмплинга и добиться живого звучания.
Waveshaping позволяет вам применять нелинейные процессы к оригинальному сигналу и таким образом получать самые разнообразные эффекты. К примеру, тот же Korg 01/W превосходно имитирует ф-но, отдельно используя сэмплы реального инструмента, затем применяя к нему цифровые эффекты, симулируя затухание, резонанс, внутреннюю реверберацию инструмента и т.д. Korg Triton/Trinity создает синтетические тембры, используя distortion, overdrive, фильтры, и заставляет их выть feedback’ом почище любой гитары. Использует развитую частично модульную архитектуру патчей,
Wavetable synthesis (Таблично-волновой синтез)
Что это: конструирование звука из отдельных элементов в реальном времени.
Где это: в синтезаторах PPG, Waldorf и отдельных других.
Зачем это: чтобы сочетать цифровой звук и возможность его контроля.
Прежде всего, это не имеет никакого отношения к звуковым картам с wavetable – в этих картах используется сэмплинг. А таблично-волновой синтез используется в синтезаторах PPG, Waldorf, Korg DW-8000, Ensoniq ESQ-1 и ряде других. PPG и Waldorf понимают под этим набор коротких сэмплов, каждый из которых достаточен для воспроизведения определенного звука, и сменяются они один другим для постепенного изменения тембра звучания – этим достигается динамический (в значении постепенный) контроль над звуком. Korg и Ensoniq используют такие же кусочки сэмплов, но меняют и смешивают их практически постоянно, чем достигают сложных тембров. Korg Wavestation использует разновидность таблично-волнового синтеза (wave sequencing): сравнительно длинные (десятые доли секунды и больше) сэмплы, из которых собирается очень своеобразный звук, не имеющий аналогов.
