Синтезатор

Виды синтезаторов

В зависимости от используемой технологии синтезаторы на несколько видов:

Аналоговые синтезаторы реализуют аддитивный и субтрактивный типы синтеза. Главная особенность аналоговых синтезаторов 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 определенного 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: Mimimoog Voyager, LittlePhatty, Prophet ’08, Andromeda A6.

Виртуально-аналоговые синтезаторы представляют собой гибрид между аналоговым синтезатором и цифровым, неся в своем корпусе программную составляющую. Наиболее известные среди них: Access Virus TI, Nord Lead 2x, Nord Modular, DSI Poly Evolver.

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 Tyros), 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) определенного 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 обуславливает 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.

Клоны

Модель Behringer D, основанная на Moog Minimoog

Клоны синтезаторов — это нелицензионные копии предыдущих синтезаторов, которые часто продаются как доступные версии известного музыкального оборудования. Клоны доступны в виде физических инструментов и программного обеспечения. Компании, которые продали клоны программного обеспечения, включают Arturia и Native Instruments . Behringer производит оборудование по образцу инструментов, включая Minimoog, Pro-One , TB-303 и драм-машины, такие как TR-808 . Другие клоны синтезатора включают MiniMOD (серия модулей Eurorack на основе Minimoog), Intellijel Atlantis (на основе SH-101 ) и x0x Heart (на основе TB-303).

Создание клонов старого оборудования является законным, если срок действия патента истек. В 1997 году Mackie проиграла судебный процесс против Behringer, поскольку закон США об авторском праве не распространялся на конструкции их печатных плат . В 2006 году Роланд и Берингер достигли соглашения после того, как Роланд заявил, что блоки эффектов Behringer слишком похожи на педали Boss .

дальнейшее чтение

Кромби, Дэвид (1986). Новый полный синтезатор . Омнибус Пресс. ISBN .
Ущелья, Питер (2005). Программирование синтезаторов . Германия, Бремен: Wizoobooks. ISBN 978-3-934903-48-7.
Шмитц, Рейнхард (2005). Аналоговый синтез . Германия, Бремен: Wizoobooks. ISBN 978-3-934903-01-2.
Куит, Роланд (2014). SoundLab I: Электронная студия. Номер издателя: 13664 . Нидерланды, Гаага: Донемус.
Куит, Роланд (2014). SoundLab II: Архитектура для философов. Номер издателя: 13665 . Нидерланды, Гаага: Донемус.
Куит, Роланд (2014). Лаборатория исправлений: иллюстрированный сборник модульного синтеза. Номер издателя: 13662 . Нидерланды, Гаага: Донемус.
Куит, Роланд (2014). Быть включенным или выключенным — это ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ. Номер издателя: 13666 . Нидерланды, Гаага: Донемус.

LFO

Мы уже разобрали основные элементы синтезатора, то как генерерируется и через что проходит звук. Однако есть один очень важный элемент, который присутствовал в приведенной выше блок-схеме и не был нами рассмотрен. А именно – блок модуляции параметров синтезатора при помощи генератора низких частот (от англ. Low Frequency Ossocilator – LFO).

В простейшем случае в любом синтезаторе присутствуют специальные генераторы волн низкой частоты, по которой будет происходить периодическое изменение какого-либо параметра, например громкости или частоты среза фильтра. Это позволяет придать вашему звуку пульсирующий эффект и изменяться по определенным параметрам с заданной периодичностью.

Мы задаем форму волны по которой будет происходить изменение (скажем синусоиду – и звук будет мягко плавать), частоту, с которой это изменение будет происходить (в VST-инструментах мы также можем синхронизировать генератор с темпом проекта), параметр, который будет подвергаться изменению (например Filter Cutoff), и, наконец, глубину изменения этого параметра.

Давайте получим при помощи модуляции пульсирующий бас. Для этого возьмем пилообразную волну на оссоциляторе и подрежем ее низкополосным фильтром до 200 Гц. Подадим на инструмент длинную низкую ноту, скажем в два такта длинной. Должен будет получиться звук, похожий на этот:

Теперь добавим одну LFO, при помощи которой мы будем периодически изменять частоту среза фильтра, и изменяться она будет синхронно с темпом проекта, в одну четверть (1/4). Для этого в соответствующем блоке синтезатора нам надо выбрать в поле LFO1 Destination параметр Filter -> Flit Freq, рядом с полем Speed нажать кнопочку Sync, а самим регулятором Speed выбрать непосредственно скорость изменения – 1/4.

Далее останется лишь задать глубину изменения при помощи ручки Amount первой LFO. Изменение может происходить как в сторону повышения параметра (поворот ручки вправо), так и напротив, в сторону уменьшения (поворот ручки влево). Сдвинем ее вправо.

Послушайте, как изменился наш бас:

Мы можем наблюдать тот самый пульсирующий эффект, столько распространенный в Drum&Bass и Breaks-музыке.

Точно таким же образом можно добавлять дополнительные LFO для изменения других параметров, будь то резонанс или же просто громкость и тем самым создавать намного более энергичные и динамичные звуки.

Это были минимальные основы того, что нужно знать о работе классических синтезаторов и синтезе звука. Располагая ими, вы сможете с пустого листа создать любой нужный вам звук. Дело будет ограничиваться лишь вашей фантазией.

А мы, уже располагая нужными азами, поговорим немного и о других методах синтеза и типах синтезаторов, встречающихся в наше время.

[править] Электроорган

В конце 1930-х годов молодой инженер и владелец небольшого завода по производству электронных часов Лоуренс Хаммонд (Laurens Hammond) понял, что его дело перестало приносить прибыль и нужно срочно переориентировать предприятие на другое производство.

После ряда экспериментов и нескольких довольно огромных прототипов, у Хаммонда получается создать довольно компактный музыкальный инструмент, который хорошо имитировал звук церковного органа, флейты и некоторых других близких по звучанию инструментов. А после того, как в 1960-х Хаммонд убрал со своего инструмента большую и тяжелую акустическую систему, его электроорганы стали почти обязательным атрибутом многих рок-музыкантов.

Тогда же в 1950-е-1960-е годы индустрия по производству электроорганов начала резко развиваться и свои позиции уступила лишь в 1970-х, когда электроорганы сначала потеснили аналоговые, а потом цифровые синтезаторы.

Новый виток интереса к электроорганам начался уже в 21 веке, но в основном это цифровые синтезаторы, имитирующие их звук.

[править] Музыкальный телеграф

Музыкальный телеграф был создан в 1876 году американским инженером и изобретателем Илайша Греем (Elisha Gray), который во время экспериментов с электромагнитными цепями обнаружил, что с их помощью можно получить мелодичный звук. Для этих же целей он собрал из вибрирующей диафрагмы примитивный динамик.

Грей предложил с помощью своего изобретения упростить работу обычного телеграфа, но когда пришел в патентное бюро, выяснилось, что за два часа до него некий британский инженер Александр Грейам Белл запатентовал более удобное для пользования устройство — телефон.

Тем не менее изобретения, использованные при создании музыкального телеграфа, нашли своего потребителя в других сферах, а он сам дал жизнь первым электро-музыкальным инструментом.

Какие синтезаторы лучше — Casio или Yamaha

Бренды Casio и Yamaha могут соперничать друг с другом в популярности. Но ниши в музыкальной среде они занимают разные. Обзоры синтезаторов Yamaha позиционируют музыкальные инструменты, как профессиональные, лучшие устройства отличаются насыщенным звучанием, клавиши легко откликаются на нажатия.

Инструменты Yamaha — выбор композиторов и музыкальных групп

Что касается Casio, то в видео-обзорах синтезаторов можно заметить, что бренд поставляет на рынок преимущественно бюджетные инструменты для новичков. Модели оснащены сотнями тембров и аккомпанементов, но отличным звуком похвастаться не могут.

Для профессионалов лучшей фирмой синтезаторов безусловно остается Yamaha. А инструменты Casio подходят для начинающих и любителей.

Инструменты Casio любительского уровня, но с большим количеством дополнительных функций

Генераторы (оссоциляторы)

Любой синтезатор имеет несколько основных генераторов волны – оссоциляторов. В рассматриваемом нами инструменте (напомню, что в качестве примера мы рассматриваем VST-инструмент Rob Papen Predator) их три. 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.

Каждый оссоцилятор имеет такие основные параметры как высоту (обычно представлена в виде двух регуляторов: Semi – тон, Fine – полутон) и громкость, с которой выдаваемый звук пойдет на микшер синтезатора. При этом высота звука задается относительно поступившей ноты и по умолчанию выставлена на нулевое значение.

Смешивая различные виды волн с разных оссоциляторов можно существенно обогатить новыми гармониками первоначально простой звук, а разбрасывая оссоциляторы по тональности можно легко добиться эффекта звучания аккорда.

Давайте создадим каждую из приведенных форм в нашем синтезаторе Rob Papen Predator и послушаем, как же они звучат на практике.

Для начала загрузим пустой пресет, для этого нужно кликнуть по полю Preset и выбрать Default Preset. Перед нами предстанет пустой пресет с одним активным оссоцилятором, в котором выбрана синусоидальная волна:

Также на инструменте по умолчанию активирован низкополсный фильтр, который надо отключить. Для этого в поле выбора типа фильтра необходимо вместо LP24 поставить Bypass.

Теперь мы можем послушать, как звучит в чистом виде каждый из типов волны.

Кликнув по полю выбора волны (там, где сейчас написано Sine) вы можете выбрать из длинного списка нужную нам форму, все они находятся в списке Waves 1-32 вверху. Выберите по очереди разные типы волн (Saw, Square, Triangle, W. Noise) и послушайте как они звучат в чистом виде.

Также вы можете активировать два других оссоцилятора и попробовать смешать разные типы волн.

Очень важно представлять себе как они звучат, причем, слушая результат на разной высоте, ведь одна и та же волна может звучать и как бас и как высоко-пищщательный лид, а в случае если немного подкрутить фильтр и повесить пару эффектов в обработку – то и как глубокий мягкий пэд

Некоторые советы по выбору синтезатора

Обучение детей, синтезаторы, цены — все имеет значение для

Для того чтобы купить наилучший инструмент, помогающий ребенку в получении музыкальных знаний и навыков, следует знать, что количество клавиш у синтезатора должно быть равно 88. Именно столько клавиш на клавиатуре пианино. Необходимо учитывать и возраст ребенка, так как малышу сложно будет освоить профессиональный инструмент, а более старшему будет скучновато играть на синтезаторе для малышей.

Сделать лучший выбор всегда помогут продавцы-консультанты в магазине музыкальных товаров. Если есть возможность посоветоваться с профессиональными настройщикам или педагогами, то нужно сделать это в интересах своего ребенка. В любом случае, решив приобщить свое чадо к музыке, родители делают самый правильный выбор. А музыкальные способности детей развиваются в процессе обучения.

Звуковой синтез

Аддитивный синтез создает звуки, комбинируя несколько форм волн , обычно синусоидальных , в составной звук.

Аддитивный синтез использовался еще в Teleharmonium в 1900-х и на органе Hammond в 1930-х.

Субтрактивный синтез все еще используется в различных синтезаторах, включая виртуальный аналоговый синтезатор .

Субтрактивный синтез использует генераторы для генерации сигналов, а затем формирует их с помощью фильтров для удаления или повышения определенных частот.

FM-синтез имел огромный успех в самых первых цифровых синтезаторах.

Синтез частотной модуляции (FM) создает звуки, модулируя одну форму волны частотой другой; результирующая сложная форма волны, в свою очередь, может быть использована для модуляции другого, другого и так далее. FM-синтез может имитировать акустические звуки, такие как фортепиано, струнные и органы.

Синтез фазовых искажений — метод, реализованный на синтезаторах Casio CZ . Он заменяет традиционный аналоговый сигнал на выбор из нескольких цифровых сигналов, которые более сложны, чем стандартные прямоугольные, синусоидальные и пилообразные волны. Этот сигнал направляется на цифровой фильтр и цифровой усилитель, каждый из которых модулируется восьмиступенчатой огибающей. Затем звук можно дополнительно модифицировать с помощью кольцевой модуляции или модуляции шума.

Синтез физического моделирования часто реализуется в виде программных синтезаторов .

Синтез физического моделирования — это синтез звука с использованием набора уравнений и алгоритмов для моделирования каждой звуковой характеристики инструмента, начиная с гармоник, составляющих сам тон, затем добавляя звук резонатора, корпуса инструмента и т. Д. до тех пор, пока звук не будет реалистично приближаться к желаемому инструменту. Когда начальный набор параметров проходит через физическое моделирование, имитируется звук. Хотя физическое моделирование не было новой концепцией в акустике и синтезе, коммерческое внедрение стало возможным только после разработки алгоритма Карплюса-Стронга и увеличения мощности DSP в конце 1980-х годов. Качество и скорость физического моделирования на компьютерах улучшаются с увеличением вычислительной мощности.

Анализ / ресинтез обычно используется на вокодере .

Линейный арифметический синтез — это форма синтеза, разработанная Roland, которая использует сэмплы PCM для атаки формы волны и субтрактивный синтез для остальной части огибающей. Этот тип синтеза ликвидирует разрыв между старым субтрактивным синтезом и новым синтезом на основе сэмплов в то время, когда сэмплы PCM занимают значительный объем выделенной памяти. Первым синтезатором, который дебютировал с этой формой синтеза, был Roland D-50 в 1987 году.

Синтез на основе сэмплов включает в себя цифровую запись короткого фрагмента звука с реального инструмента или другого источника с последующим его воспроизведением с разной скоростью для получения различных высот. Сэмпл может воспроизводиться как однократный, часто используемый для перкуссии или коротких звуков, или он может быть зацикленным, что позволяет тону выдерживать или повторять, пока удерживается нота. Сэмплеры обычно включают в себя фильтр, генераторы огибающей и другие элементы управления для дальнейшей обработки звука. Виртуальные сэмплеры, хранящие сэмплы на жестком диске, делают возможным доступ к звукам всего оркестра, включая несколько артикуляций каждого инструмента, из библиотеки сэмплов. См. Также Синтез волновых таблиц , Векторный синтез .

Анализ / ресинтез — это форма синтеза, которая использует серию полосовых фильтров или преобразований Фурье для анализа гармонического содержания звука. Затем результаты используются для повторного синтеза звука с помощью группы осцилляторов. Вокодера , кодирования с линейным предсказанием , и некоторые формы синтеза речи основаны на анализе / ресинтеза.

Художественное применение

В СССР композиторы использовали синтезаторы начиная с конца 1950-х годов. В академической музыке применение синтезаторов носило характер эксперимента. Так, для АНСа писали «авангардисты» А.Г. Шнитке («Поток»), С.А. Губайдулина, Э.В. Денисов и др.

Синтезаторы широко применялись в советской киномузыке, обычно для создания фантастических ирреальных образов, как в фильмах «Человек-амфибия» (1961, композитор А.П. Петров) и «Барьер неизвестности» (1961, композитор М.С. Вайнберг), но также и в эмоционально нейтральном контексте как в фильме «Время летних отпусков» (1960, композитор А.Я. Эшпай). Особенно широко в своей киномузыке 1960-х и 1970-х гг. пользовался синтезаторами А.С. Зацепин, используя инструмент в разном эмоциальном контексте, в том числе, и как юмористическую краску (испуг С.С. Горбункова в фильме «Бриллиантовая рука», 1968).

Типы синтеза звука

В зависимости от способа генерации звуковых волн и их преобразования синтез звука можно классифицировать следующим образом:

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 (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 (FM, от англ. Frequency Modulation) синтез, в котором происходит взаимодействие (частотная модуляция и суммирование) нескольких волн простой формы. Каждая волна вместе со своими характеристиками называется оператором, определенная конфигурация операторов составляет алгоритм. Чем большее количество операторов использовано в конструкции синтезатора, тем богаче становится звучание инструмента. Например, популярный по сей день синтезатор Yamaha DX-7 (1984 год выпуска) обладает 6 операторами, для конфигурирования которых служит 36 различных алгоритмов.

Физический синтез, в котором за счет 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 (Wavetable, PCM) синтез, в котором звук создается за счет воспроизведения записанных ранее в память инструмента фрагментов звучания реальных музыкальных инструментов (сэмплов и мультисэмплов). Самый известный синтезатор в этой группе — Waldorf Wave, также прославившийся, как самый дорогой в мире синтезатор.

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 создается именно на основе гибридного синтеза, так как он обладает очень мощными средствами для варьирования тембра в самых широких пределах.

Отличия синтезаторов от рояля и пианино

Возможно, кое-кто видит только внешние отличия этих двух категорий клавишных инструментов. Хотя отличий намного больше, чем общих качеств.

1. Синтезатор гораздо легче и компактнее, чем пианино и, тем более, рояль.

2. Некоторые модели имеют меньше октав, чем классические инструменты.

3. Гораздо проще разместить в помещении синтезатор для начинающих обучение, чем громоздский акустический инструмент.

4. Электронный музыкальный «учитель» может работать как от стационарной электрической сети, так и на батарейках.

5. Пианино никак нельзя разместить на столе или на коленях у человека (вес более 250 кг).

6. Настраивать пианино нужно не менее раза в год. Синтезатор же настраивается единожды — при покупке.

7. Акустические клавишные инструменты издают достаточно громкие звуки. Сила звучания синтезаторов регулируется в соответствии с выбранным режимом.

8. Ребенок может самостоятельно получить начальные навыки общения с музыкальными звуками, используя недорогой синтезатор с программным игровым обеспечением.

9. Механика нажатия клавиш синтезатора идентична этому же процессу в пианино.

10. Мелодию, сыгранную на электроинструменте, можно записать и сделать сразу же аранжировку.