FM-синтез звука

Frequency Modulation – частотная модуляция.

FM Синтез звука происходит в результате взаимодействия между собой нескольких генераторов волн. Частоты генерируемых волн складываются (вычитаются) между собой с помощью различных алгоритмов. Генераторы могут быть одновременно модулирующими и модулируемыми, объединёнными в различные цепочки.
Связка из генератора и закона, которым он управляется, называется оператором. В результате взаимодействия двух операторов один (или два) воспроизводит звучание и называется носителем (Carrier). Второй же, который модулирует волну, называется модулятором. Так, если у нас есть алгоритм который представляет из себя последовательную цепочку генераторов волн, то последний из них будет носителем, характер синтеза звука которого будет зависеть от модуляторов.FM
Данный вид синтеза звука более сложен для программирования.
Лучший FM-синтезатор:

Native Instruments FM8

Разновидностью FM синтеза является принцип фазовых искажений (phase distortion).
В данном случае модулируется не частота а фаза волн.

QM-синтез (Quantized Modulator) – подсинтез FM, который основывается на использовании интерференции. Суть QM синтеза заключается в квантовании модулятора во времени ( ресемплинг). Т.е. например берётся одна волна с простой формой и квантуется (ресемплируется) с другой частотой. В результате этого действия получается сложный сигнал. В зависимости от соотношения базовой и квантующей волны, он может варьироваться от квантового шума до жёстко выстроенных гигантских последовательностей сигналов. Звуки получаемые при QM синтезе можно группировать по свойствам и потенциальному применению. Широкое применение им можно найти в создании звуков внеземной природы. Общим признаком получаемых звуков является их цикличность, период цикла зависит от отношения частот основного и квантующего осцилляторов.

*John Chowning-Доктор Чаунинг был человеком, кто первый изложил концепцию FM-синтеза: все музыканты имеющие в пользовании FM-синтезаторы обязаны ему.
*dx7-Yamaha DX7 был первым массовым FM-синтезатором (если вы будете слушать поп-музыку выпущенную в 1980-е годы вы обязательно услышите DX7)
*fm synthesis-собственно FM-синтез

Элементы FM-звука

Для многих людей FM-синтез попадает в категорию «слишком сложных»: он кажется и обременительным и запутанным, дающим непредсказуемые результаты. Однако FM сравнительно прост в концепции — это только от наличия многих возможностей которые делают его сравнительно сложным. Он также требует различного склада ума, отличающегося от понимания субтрактивного синтеза. Итак, забудем любые способы работы, которые мы обсуждали ранее и я дам объяснение.

Пример структуры патча FM

Прежде чем мы пойдем далее, я хочу быстро рассмотреть пример структуры патча. Это даст разъяснение тому как FM-патчи могут быть построены. Это довольно обычный для FM-синтеза патч содержащий несколько элементов. Например, патч классического электропиано будет иметь два главных элемента — тон колокольчика(слышен при нажатии клавиши) и протяжного(sustain) звука. Как пример, этот сорт звуков может быть сконструирован следующим образом:
■ первая группа модулирующего/несущего операторов(эти термины объясняются ниже) создают протяжный звук
■ второй несущий оператор(модулируемый первым модулятором) удваивает протяжный звук созданный первым несущим оператором- использование того же самого модулятора для обоих несущих операторов более эффективно но ограничивает гибкость управления звуком.
■ третий несущий оператор (в этот раз без модулятора) используется для уплотнения звука — три несущих оператора вместе создают связанное основание для звука
■ другие несущие/модулирующие пары операторов создающие звук наподобие колокольчика.

Операторы

FM-синтез вместо осцилляторов имеет операторы. Первый доступный широким массам музыкантов FM-синтезатор Yamaha DX7 имел шесть операторов — каждый из которых генерировал синусоидальную волну. Чтобы создать FM-звук нужно два оператора -модулирующий оператор (или модулятор) и несущий оператор. Модулятор может работать подобно LFO. Он модулирует частоту несущего оператора — несущий оператор соединен непосредственно с выходом и мы слышим его. Тем не менее, частота модулятора намного выше чем частота, которую дает LFO. На самом деле, частота модулятора находится в пределах аудиоспектра и его можно будет послушать если соединить его с выходом.
Эффект модуляции несущего оператора сигналом, находящегося в пределах аудиоспектра это эффект, который не слушается как вибрато, но взамен звук несущего оператора значительно изменяется очень часто.
Программные синтезаторы, которые имеют функцию частотной модуляции (такие как Rhino, Wusikstation и z3ta+) позволяют работать разным осцилляторам с разными формами волны как операторам. Разные формы волн дают разные звуки. Вы можете провести примерно всю жизнь без исчерпывающего все возможности предоставляемые FM-синтезом используя лишь одни синусоиды. По моему мнению, другие волны просто дают слишком многие осложнения не давая при этом такие приятные результаты, что непрактично — ваше мнение в этом вопросе может быть другим.
DX7 имеет шесть операторов, которые сгруппированы в алгоритмы. Rhino и Wusikstation тоже имеют шесть операторов, но тем не менее их роутинг полностью настраиваемый и не имеет ограничений аппаратными алгоритмами. z3ta+ тоже имеет шесть операторов, но их маршрутизация звука менее гибка.

Фильтры

В классических FM-синтезаторах не было фильтров. Все синтезаторы представленные в этой большой статье, которые предлагают некоторую форму FM также дают возможность фильтровать FM-звуки. Это даёт больше возможностей. Как вы видели раньше, это даёт возможность создавать гибридные FM/субтрактивные патчи для получения лучших преимуществ двух миров синтеза.
Это был (и продолжается) долгий спор о достоинствах цифровых и аналоговых устройств в музыкальном деле. Для этой книги этот аргумент что-то не подходит — все синтезаторы рассмотренные здесь полностью цифровые и с возможностью воссоздавать некоторые повадки аналоговых аппаратов. Таким образом я отложу обсуждения на потом где и поговорим о субтрактивном против аддитивного синтезах. Субтрактивный синтез может быть характерен как для создания «жирных» или «теплых» звуков в то время как цифровой синтез часто характеризуется «тонким» и «холодным». Обе эти характеристики это обобщение которое содержит в себе и правду и ересь (это всегда зависит от качества программирования). Тем не менее в некоторых условиях:
* Субтрактивные звуки могут доминировать в широком диапазоне спектра чем аналоговый звук, но
* FM-звук может быть ярче/острей, пробивающим микс.
Приготавливаясь программировать ваши звуки подходящим способом, это может означать что FM и субтрактивные звуки совершенно одинаковы перед друг другом с характеристиками позволяющими соответствующим звукам отлично работать вместе в миксе.

Органы управления

Сущность производимого звука FM-синтезатором не в простой комбинации отдельных элементов, но в взаимодействии между модулирующим оператором(операторами) и несущим оператором(операторами) с течением времени. Так как один элемент изменяется эти изменения влияют на другой элемент, создавая тональный подъем, который дает своеобразный FM-звук. Аспекты, которые влияют на звук:
* частота модулятора относительно несущего оператора — как правило, чем выше частота модулятора тем ярче(или более металлический) звук.
* глубина модуляции: управляется выходным уровнем модулятора — чем выше уровень на выходе тем больший эффект модулятор оказывает (опять же, это влияет на яркость звука)
Для того, чтобы достигать постоянной высоты тонов и разрабатывать желаемый звук, каждый элемент должен управляться: обычно (но не всегда) высота тона между каждым оператором установлена (и управляется клавиатурой), но уровень каждого оператора динамический. Есть несколько инструментальных средств для борьбы с этим явлением-огибающие, масштабирование по скорости нажатия и высоте ноты-мы использовали их всех в субтрактивном синтезе.


Оставить комментарий

Вход / Регистрация временно отключены.