Blog

Программные звуковые устройства, их возможности и применение (3)

Analog's routing section


Route (англ.) путь, маршрут. Следующая секция синтезатора analog содержит несколько пресетов (англ., preset – встроенные настройки, звуки) внутренней маршрутизации, контролирует параметры встроенных в синтезатор эффектов и отвечает за настройки midi-клавиатуры в контексте синтезатора.

Секция состоит из следующих основных параметров:

- Volume – регулятор общего относительного уровня синтезатора. Говоря об общем уровне, имеется в виду суммарный выход двух amp секций синтезатора (точнее даже, структурного блока Output);

- Vib – включает эффект «вибрато» (англ., vibrato). Регулятор справа от кнопки включения отвечает за степень применения эффекта к воспроизводимому сигналу. Фактически, вибрато – это дополнительный низкочастотный генератор, привязанный исключительно к значению высоты тона (pitch) обоих генераторов;

- Rate – регулирует частоту (воспринимаемую, как «скорость») вибрато;

- Uni – включает эффект «унисон» (unison). Данный эффект добавляет к воспроизводимому тону несколько голосов, звучащих в унисон;

- Detune – регулирует степень расстройки голосов эффекта unison;

- Gli – включает встроенный эффект glide (англ. - скольжение). При включении данного эффекта, переключению между воспроизводимыми нотами будет сопутствовать эффект скольжения от одной ноты до другой, вместо моментального переключения;

- Time – регулирует «скорость» эффекта glide;

- Legato – включает режим легато для эффекта glide. В режиме Legato эффект скольжения будет наблюдаться только тогда, когда следующая клавиша нажимается при зажатой предыдущей;

В окне параметров данного блока присутствуют следующие настройки:

- Quick Routing – секция отвечает за пресеты маршрутизации. Сверху-слева представлена схема, при включении которой каждый блок osc подключен исключительно к своему блоку фильтрации и усиления. Сверху-справа, сигнал двух секций osc равномерно распределен между двумя фильтрами, но выход каждого фильтра подключен исключительно к своему блоку усиления. Снизу-слева представлена схема, при которой оба генератора секции osc подключены к первой секции фильтрации, а она, в свою очередь, к первой секции усиления, при этом вторая секция фильтрации и вторая секция усиления являются отключенными. Снизу-справа представлена схема маршрутизации последовательного включения фильтрационных блоков. В данном случае, сигнал двух генераторов поступает на первую секцию фильтрации, которая подключается непосредственно ко второй секции фильтрации, и затем, сигнал на выходе второй секции фильтрации подается на второй блок усиления, при этом первый блок усиления отключен;

- Vibrato – секция изменения параметров эффекта вибрато. Параметр delay отвечает за время задержки между моментом нажатия клавиши на midi-клавиатуре и моментом применения эффекта вибрато к воспроизводимому сигналу. Параметр attack определяет время возрастания амплитуды колебаний эффекта вибрато до максимального значения с момента применения эффекта к воспроизводимому сигналу. Параметр error отвечает за внесение случайных девиаций в параметры эффекта вибрато. Параметр Amt<MW, в свою очередь, отвечает за степень применения эффекта вибрато в зависимости от значения midi-параметра mod wheel. Данный параметр отвечает за переключатель mod wheel на клавиатуре. Если сделать данный параметр равным 100%, эффект вибрато будет проявляться только при значениях mod wheel, отличных от нуля; Здесь следует пояснить, что Amt<MW контролирует распределение глубины модуляции сигнала эффектом Vibrato, между регулятором глубины модуляции самого vibrato и значением ModWheel (положением колеса модуляции на midi-клавиатуре). Вне зависимости от значения справа от регулятора включения Vib, значение параметра Amt<MW будет добавляться к нему при изменении параметра ModWheel т.е. положения колеса модуляции на клавиатуре (отрицательных значений Vib не предусмотрено);

- Keyboard – секция отвечает за настройки midi-клавиатуры в контексте синтезатора. Параметр Octave отвечает за смещение воспроизводимого тона в единицах октав. Параметр semi отвечает за смещение воспроизводимого тона в единицах полутонов. Параметр Detune отвечает за расстройку воспроизводимого тона в его сотых долях. Параметер Voices отражает максимальную полифонию синтезатора (количество голосов является одним из важнейших параметров синтезатора, большее количество голосов требует большей вычислительной мощности, потому, что для каждого отдельного тона, генерируемого осцилляторами требуются собственные огибающие. Также бывает, что для каждой отдельно нажатой клавиши в полифоническом режиме запускается своя LFO, но это зависит от конкретного синтезатора. Фактически параметр полифонии характеризует максимальное число одновременно нажатых клавиш, т.е. воспроизводимых «нот». Следует понимать, что голоса «тратяться» и на эффекты типа Unison, когда каждому воспроизводимому тону соответствует два или четыре голоса соответствующей частоты). PB Range – регулирует, на сколько тонов вверх можно изменить воспроизводимый сигнал посредством использования pitch-bend регулятора на midi-клавиатуре. Положительные значения параметра stretch изменят соответствие клавиш и воспроизводимых тонов следующим образом: чем выше нота, тем более смещенным в сторону диеза будет воспроизводимый тон; чем ниже нота, тем ближе к бемолю тон. При отрицательных значениях параметра будет наблюдаться обратная зависимость. Параметр error отвечает за степень случайной расстройки каждого воспроизводимого тона. Параметр priority отвечает за действия синтезатора в случае превышения полифонии, в значении high приоритетными будут высокие ноты, в то время как более низкие будут отсекаться. В значении low ситуация будет зеркальной. В значении last, приоритет получают последние сыгранные ноты, над нотами, сыгранными ранее;

- Unison – секция содержит параметры эффекта unison. Параметр Voices отражает число дополнительных голосов, а параметр delay – задержку между моментом нажатия клавиши на midi-клавиатуре и моментом применения эффекта унисон к воспроизводимому сигналу;

- Glide – секция содержит важный параметр эффекта glide – Mode (режим). Const (constant=постоянный), интервал скольжения между нотами будет оставаться постоянным, определяемым регулятором справа от кнопки включения эффекта glide. В режиме Prop (proportional=пропорциональный), интервал скольжения будет изменяться пропорционально интервалу между воспроизводимыми тонами;



Таким образом, синтезатор Analog предоставляет пользователю широкий спектр возможностей. При этом, Analog является одним из простых программных синтезаторов. Далее я планирую рассмотреть и примеры других синтезаторов, а на данном моменте предлагаю Читателю поэкспериментировать с различными комбинацими настроек Analog. Если же на Ваш взгляд в тексте присутствуют неточности и недосказанности, прошу Вас прокомментировать мои рассуждения, ведь не ошибается тот, кто ничего не делает... ;)



Прежде чем завершить свои текущие рассуждения, хочется чуть более детально рассмотреть принципы работы цифровых фильтров, применяемых как в устройстве Analog, так и в других синтезаторах. Фильтр, прежде всего, позволяет оперировать с частотным составом воспроизводимого сигнала — его спектром.

Спектр (лат. spectrum от лат. specter — виде́ние, призрак) в физике — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Графическое представление такого распределения называется спектральной диаграммой. Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или, что то же самое, энергий квантов) электромагнитного излучения.

Фактически, спектр отражает гармоники какой частоты и на какой громкости (какой аплитуды) присутствуют в (в нашем случае воспроизводимом) сигнале.

В программных синтезаторах, зачастую, манипуляции со спектарльными характеритиками производятся через БПФ (БПФ — Быстрое преобразование Фурье, англ. FFT, Fast Fourier Transform) в режиме реального времени. Быстрое преобразование Фурье — это быстрый алгоритм вычисления дискретного преобразования Фурье. В свою очередь, дискретное преобразование Фурье — преобразование для дискретной формы представления числовых массивов данных. И, наконец, само преобразование Фурье — это операция, сопоставляющая функции вещественной переменной другую функцию вещественной переменной. Эта новая функция описывает коэффициенты («амплитуды») при разложении исходной функции на элементарные составляющие — гармонические колебания с разными частотами (wiki).

Однако, оставим рассуждения о природе преобразования и обратимся к «плодам» его использования. Поскольку в спектре отражены амплитуды различных гармоник, путем манипуляций со спектром эти амплитуды можно изменять, тем самым производя изменения с воспроизводимым сигналом (если в программном устройстве реализован такой механизм, т.е. механизм обратной связи между спектром сигнала и самим сигналом).

Итак, блоки фильтров позволяют вносить изменения в гармонический состав тембра. Каким образом это происходит? Важным понятием для любого фильтра является частота среза, однако значение этой частоты по-разному влияет на поведение различных типов фильтров. На данный момент постараемся рассмотреть несколько ниболее часто используемых типов фильтров (в т.ч. присутствующих в Analog).

Low-Pass фильтр (например LP12, LP – тип фильтра, число — добротность фильтра в дБ/октаву, фактически, добротность отражает «крутизну» склона передаточной функции фильтра, качество подавления частотного диапазона, на слух LP24 воспринимается как более глубокое подавление частот по сравнению с LP12). LP - Фильтр нижних частот (ФНЧ) — электронный или любой другой фильтр, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза), и уменьшающий (или подавляющий) частоты сигнала выше этой частоты. Степень подавления каждой частоты зависит от вида фильтра. К примеру, для звуковых волн твёрдый барьер играет роль фильтра нижних частот — например, в музыке, играющей в другой комнате, легко различимы басы, а высокие частоты отфильтровываются. Точно так же ухом воспринимается музыка, играющая в закрытой машине (wiki). Соответственно, в контексте синтезаторов, в воспроизводимом сигнале отсекаются все гармонические составляющие выше частоты среза, что позволяет сделать звук более мягким («глухим»).

High-Pass фильтр (например, HP12), или Фильтр верхних частот (ФВЧ) — электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала меньше, чем частота среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра. Принцип действия такого фильтра аналогичен Low-Pass, с той лишь разницей, что пропускаются/подавляются различные диапазоны частот. При использовании HP фильтра в воспроизводимом сигнале отсекаются все частоты ниже частоты среза. Это часто бывает удобно для подавления низкочастотных составляющих некоторых тембров.

Band-Pass фильтр (например, BP12), подавляет все частоты кроме некоторого диапазона «вокруг» частоты среза. Фактически, такой фильтр можно представить как комбинацию LP и HP фильтров (такой фильтр имеет «холмообразную» форму передаточной функции).

Отдельно отмечу про параметр Resonance фильтров, присутствующих в синтезаторах. Не углублясь в теоритические основы, скажу, что фактически на слух этот параметр воспринимается как более четкое присутствие самой частоты среза в сигнале. То есть, изменяется форма передаточной функции фильтра таким образом, что в «районе» частоты среза появляется дополнительный плавный пик, делая её более «отчетливой» для восприятия (амплитуда гармоник в этой части спектра возрастает, тем самым создавая ощущение большей «плотности» звука в «окрестности» частоты среза).



Надеюсь, что функциональные возможности фильтров на данный момент стали более понятными. В дальнейшем, думаю, что еще не раз вернусь к рассмотрению фильтров и их типов, кроме того, понятие спектральном представлении сигналов позволит объяснить множество эффектов (принципов работы программных effect-device'ов). Ну, а на данный момент, заканчиваю рассуждения, собираюсь и удаляюсь в сторону работы ;).

Надеюсь на Вашу поддержку и фидбэк. Telegin Ilya a.k.a. Lekktro Flight Project (http://lfp.pdj.ru).

Использованы материалы:
ru.wikipedia.org, en.wikipedia.org (перевод автора), Dave Benson, Music: A Mathematical Offering (перевод автора), Ableton Live Manual (English), перевод автора;

calm
Monolake
1 ▲
8 February 2010 9:55
source

Comments

  •  
    Bomb Fix  8 February 2010 10:48 #
    привет, Илья!! всё таки полностью перешёл на Live!?:)

    а материал отличный - развёрнуто максимально.. вечером почитаю внимательно..
    •  
      Lekktro Flight Project  8 February 2010 11:15 #
      перешел полностью, да уж, только у меня любимый девайс: external instrument )))) Там еще есть первая и вторая части этого поста, не пропусти...
Please, register (it is quick and easy!) or sign in, to leave comments and do much more fun stuff.