6) Способы формирования звуковых сигналов. Структура аудиосигнала. Виды синтеза.

Для формирования звука необходимо три элемента: генератор, вибратор, резонатор.

Генератор – устройство, которое формирует энергию, передает энергию звучащему телу.

Вибратор – устройство, которое поддерживает колебание и излучает его в окружающую среду.

Резонатор – обеспечивает необходимый уровень.

Способы передачи энергии: удар, щипок, трение.

Вибратор

- не требует изменения состояния (колокол)

- нужно изменение состояния (струны)

- изменение в плоскостях (столб воздуха)

Резонатор

- объем воздуха

- большая площадь

- большой объем

(Человек: генератор – легкие; вибратор – связки: тембр, высота; резонатор – полости: ротовая, глотка).

Основная частота голоса: , где T – напряжение, L – длина связок, M – масса связок. L, M – врожденные свойства связок).

Создание звуков: фонация (интонации), артикуляция (язык, нёбо, губы).

Простейшая схема синтезатора

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 низкой частоты .

После этого звук попадает в усилитель, в котором при помощи кривой огибающей ему придается конечная форма. И, в самом конце уже сформированный звук попадает на обработку эффектами (ПЭ – процессор эффектов).

Любой синтезатор имеет несколько основных генераторов волны – оссоциляторов. 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.

Аддитивный и субрактивный синтез – два самых распространенных типа синтеза звука, применяемые во всех аналоговых .

Аддитивный 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 (обратное преобразование Фурье).

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

Волновой синтез (использование модуляции).

Таблично-волновой (сложение сэмплов).