Rodzaje syntezy dźwięku w syntezatorach - kompletny przewodnik
Rodzaje syntezy dźwięku w syntezatorach - kompletny przewodnik
Syntezatory od ponad pięćdziesięciu lat są jednymi z najbardziej fascynujących instrumentów muzycznych. To właśnie dzięki nim powstały niezliczone brzmienia znane z muzyki elektronicznej, popu, rocka, ambientu, filmów czy gier komputerowych. Współczesne instrumenty oferują jednak znacznie więcej niż klasyczne analogowe syntezatory sprzed lat. Dzisiejsze modele wykorzystują wiele różnych metod tworzenia dźwięku, zwanych rodzajami syntezy.
Jeżeli zastanawiasz się, czym różni się synteza subtraktywna od FM, co oznacza wavetable, na czym polega granular synthesis lub dlaczego instrumenty takie jak Korg Wavestate, Korg Opsix czy Yamaha MODX M brzmią tak różnie, ten poradnik jest właśnie dla Ciebie.
W tym artykule przedstawimy najważniejsze metody syntezy wykorzystywane we współczesnych syntezatorach, omówimy ich zalety, ograniczenia oraz pokażemy przykłady instrumentów, w których zostały zastosowane.
Czym jest synteza dźwięku?
Najprościej mówiąc, synteza dźwięku to proces sztucznego tworzenia brzmienia za pomocą elektroniki lub algorytmów cyfrowych. W przeciwieństwie do pianina, gitary czy skrzypiec, gdzie dźwięk powstaje dzięki drganiu strun, w syntezatorze generowany jest elektronicznie.
To, w jaki sposób powstaje dźwięk, zależy właśnie od zastosowanej metody syntezy. Każda z nich korzysta z innych zasad matematycznych lub fizycznych, przez co oferuje zupełnie inne możliwości kreowania barwy.
Nie istnieje jedna "najlepsza" metoda syntezy. Każda sprawdza się w innych zastosowaniach i pozwala uzyskać inne efekty. Dlatego profesjonalne instrumenty coraz częściej łączą kilka różnych silników syntezy w jednym urządzeniu.
Krótka historia syntezatorów
Pierwsze elektroniczne instrumenty pojawiły się już w pierwszej połowie XX wieku, jednak prawdziwa rewolucja nastąpiła w latach 60. za sprawą konstrukcji Roberta Mooga. Analogowe syntezatory szybko zdobyły popularność wśród muzyków rockowych i elektronicznych, a ich charakterystyczne brzmienie do dziś uznawane jest za klasykę.
Lata 80. przyniosły kolejną ogromną zmianę - pojawiła się synteza FM, która dzięki legendarnemu Yamaha DX7 całkowicie odmieniła brzmienie muzyki pop. Kilkanaście lat później ogromną popularność zdobyły syntezatory wykorzystujące próbki PCM, następnie wavetable, a obecnie producenci coraz częściej oferują instrumenty hybrydowe, łączące kilka metod tworzenia dźwięku jednocześnie.
Doskonałym przykładem takiego podejścia są nowoczesne workstation, takie jak Korg KRONOS 3, Korg Nautilus czy Roland Fantom EX, które oferują kilka niezależnych silników syntezy w jednym instrumencie.
Dlaczego istnieje tak wiele rodzajów syntezy?
To jedno z najczęściej zadawanych pytań przez osoby rozpoczynające przygodę z syntezatorami. Skoro wszystkie instrumenty służą do tworzenia dźwięków, dlaczego producenci opracowali aż tyle różnych metod?
Odpowiedź jest prosta - każda technologia ma swoje mocne strony.
| Rodzaj syntezy | Największe zalety |
|---|---|
| Subtraktywna | Klasyczne analogowe brzmienia, łatwość programowania |
| FM | Metaliczne i bardzo dynamiczne barwy |
| PCM / Sample | Realistyczne instrumenty akustyczne |
| Wavetable | Nowoczesne, ewoluujące dźwięki |
| Granularna | Ambient, efekty i sound design |
| Physical Modeling | Naturalna reakcja instrumentu na sposób gry |
Niektóre metody świetnie nadają się do tworzenia potężnych basów, inne znakomicie odwzorowują fortepiany, a jeszcze inne pozwalają projektować dźwięki, których nie da się uzyskać w świecie instrumentów akustycznych.
Podstawowe elementy większości syntezatorów
Niezależnie od rodzaju syntezy, większość instrumentów wykorzystuje podobne elementy odpowiedzialne za kształtowanie dźwięku. Ich działanie warto poznać jeszcze przed zagłębianiem się w poszczególne metody syntezy.
Oscylator (Oscillator)
Oscylator jest źródłem dźwięku. To on generuje podstawową falę, która następnie jest przetwarzana przez kolejne elementy toru syntezy. W zależności od rodzaju instrumentu może to być fala analogowa, próbka PCM, tabela fal (wavetable), operator FM lub inny generator.
Filtr (Filter)
Filtr odpowiada za usuwanie lub podkreślanie określonych częstotliwości. To właśnie dzięki niemu można uzyskać charakterystyczne, miękkie lub agresywne brzmienie znane z klasycznych syntezatorów analogowych.
Obwiednia ADSR
Obwiednia określa sposób narastania i zanikania dźwięku. Cztery podstawowe parametry - Attack, Decay, Sustain i Release - decydują o tym, czy dźwięk będzie przypominał fortepian, organy czy pad.
LFO
LFO (Low Frequency Oscillator) generuje bardzo wolne przebiegi wykorzystywane do modulacji innych parametrów, takich jak wysokość dźwięku, filtr czy głośność. Dzięki temu syntezator może "żyć", pulsować i zmieniać swoje brzmienie w czasie.
Rodzaje syntezy dźwięku
Przejdźmy teraz do szczegółowego omówienia wszystkich najważniejszych metod tworzenia dźwięku wykorzystywanych we współczesnych syntezatorach. Zaczniemy od najbardziej klasycznej i do dziś niezwykle popularnej syntezy subtraktywnej.
1. Synteza subtraktywna - fundament świata syntezatorów
Jeżeli zapytasz muzyków o najbardziej klasyczne brzmienie syntezatora, zdecydowana większość wskaże właśnie syntezę subtraktywną (Subtractive Synthesis). Jest to najstarsza i jednocześnie jedna z najbardziej intuicyjnych metod tworzenia dźwięku. To właśnie na niej oparto legendarne instrumenty firm Moog, Roland, Sequential czy KORG, których brzmienie do dziś można usłyszeć w tysiącach nagrań.
Nazwa "subtraktywna" pochodzi od angielskiego słowa subtract, czyli "odejmować". W tej metodzie nie budujemy dźwięku od zera, lecz rozpoczynamy od bardzo bogatego sygnału zawierającego wiele harmonicznych, a następnie usuwamy z niego wybrane częstotliwości za pomocą filtrów.
Jak działa synteza subtraktywna?
Najprościej można przedstawić ją jako prosty tor sygnałowy:
Każdy z tych elementów odpowiada za inny etap tworzenia brzmienia.
- Oscylator generuje falę dźwiękową.
- Mikser pozwala połączyć kilka oscylatorów.
- Filtr usuwa wybrane częstotliwości.
- Obwiednia ADSR kontroluje rozwój dźwięku w czasie.
- LFO wprowadza ruch i modulację.
- Efekty dodają pogłos, delay, chorus i wiele innych procesów.
Najpopularniejsze przebiegi oscylatora
Podstawą większości klasycznych syntezatorów są cztery rodzaje fal. Każda z nich ma inne właściwości i znajduje zastosowanie w różnych barwach.
| Przebieg | Charakter brzmienia | Najczęstsze zastosowanie |
|---|---|---|
| Saw (piła) | Bogata w harmoniczne | Pady, leady, brassy, stringi |
| Square (prostokąt) | Pełna, lekko nosowa | Basy, leady, chiptune |
| Triangle (trójkąt) | Miękka i delikatna | Subbasy i łagodne pady |
| Sine (sinusoida) | Czysta fala | FM, subbasy, modelowanie |
Najważniejszy element - filtr
To właśnie filtr jest sercem syntezy subtraktywnej. Pozwala usuwać określone częstotliwości, nadając dźwiękowi charakter od bardzo miękkiego aż po niezwykle agresywny.
Najczęściej spotykane są:
- Low Pass Filter (LPF)
- High Pass Filter (HPF)
- Band Pass Filter (BPF)
- Notch Filter
Wiele współczesnych instrumentów pozwala również regulować rezonans filtra, który podkreśla częstotliwość odcięcia i odpowiada za charakterystyczne "śpiewające" brzmienie znane z klasycznych analogów.
Zalety syntezy subtraktywnej
- łatwa do nauki,
- bardzo intuicyjna,
- świetnie reaguje na grę muzyka,
- idealna do muzyki elektronicznej, rockowej i popowej,
- umożliwia szybkie tworzenie własnych presetów.
Wady
- trudniej uzyskać realistyczne instrumenty akustyczne,
- nie oferuje tak ogromnej różnorodności harmonicznych jak FM czy wavetable.
Przykładowe instrumenty
Jeżeli chcesz rozpocząć naukę syntezy subtraktywnej, warto zwrócić uwagę na następujące modele:
- KORG Minilogue - jeden z najpopularniejszych analogowych syntezatorów dla początkujących i zaawansowanych.
- KORG Minilogue XD - rozszerzona wersja z cyfrowym oscylatorem Multi Engine.
- KORG Monologue - monofoniczny syntezator analogowy o bardzo charakterystycznym brzmieniu.
- Sequential Prophet - legenda świata analogowych syntezatorów.
2. Virtual Analog (VA) - analog w cyfrowym wydaniu
Pod koniec lat 90. producenci zaczęli szukać sposobu na odtworzenie charakteru klasycznych syntezatorów analogowych, jednocześnie eliminując ich największe ograniczenia, takie jak niewielka polifonia, niestabilność stroju czy wysoka cena. Tak narodziła się technologia Virtual Analog (VA).
Virtual Analog nie wykorzystuje prawdziwych analogowych układów elektronicznych. Cały proces generowania dźwięku odbywa się cyfrowo, jednak algorytmy bardzo dokładnie odwzorowują zachowanie klasycznych oscylatorów, filtrów oraz wzmacniaczy.
Czy Virtual Analog brzmi jak prawdziwy analog?
Jeszcze kilkanaście lat temu różnice były dość łatwe do usłyszenia. Dzisiejsze procesory DSP są jednak tak wydajne, że wiele nowoczesnych instrumentów VA brzmi niezwykle przekonująco, a podczas koncertów praktycznie nie sposób odróżnić ich od klasycznych konstrukcji analogowych.
Zalety Virtual Analog
- większa polifonia,
- stabilny strój,
- zapisywanie presetów,
- niższa masa instrumentu,
- większa liczba efektów.
Popularne instrumenty Virtual Analog
Subtraktywna czy Virtual Analog?
| Cecha | Analog | Virtual Analog |
|---|---|---|
| Tor audio | Analogowy | Cyfrowy |
| Pamięć presetów | Często ograniczona lub brak | Tak |
| Polifonia | Zwykle mniejsza | Duża |
| Stabilność stroju | Może się zmieniać | Bardzo wysoka |
Jeżeli szukasz klasycznego charakteru analogowego, warto rozważyć instrument z prawdziwym torem analogowym. Jeżeli natomiast zależy Ci na wygodzie pracy, dużej polifonii oraz rozbudowanych możliwościach zapisu barw, Virtual Analog będzie doskonałym wyborem.
Co dalej?
Dotychczas opisaliśmy metody, które przez wiele lat dominowały w świecie syntezatorów. Kolejna technologia wywołała jednak prawdziwą rewolucję i całkowicie zmieniła brzmienie muzyki lat 80. Była nią synteza FM, która do dziś pozostaje jedną z najbardziej zaawansowanych metod tworzenia dźwięku. W następnej części szczegółowo omówimy jej działanie oraz pokażemy, dlaczego instrumenty takie jak KORG Opsix czy Yamaha MODX+ potrafią generować barwy praktycznie niemożliwe do uzyskania na klasycznych analogach.
3. Synteza FM (Frequency Modulation) - rewolucja lat 80., która trwa do dziś
Jeżeli synteza subtraktywna była początkiem ery nowoczesnych syntezatorów, to synteza FM (Frequency Modulation) była prawdopodobnie największą rewolucją w historii instrumentów elektronicznych. To właśnie dzięki niej w latach 80. powstały charakterystyczne dźwięki pian elektrycznych, dzwonków, marimby czy metalicznych padów, które do dziś można usłyszeć w tysiącach utworów.
Autorem tej technologii jest amerykański naukowiec John Chowning. Opracował ją na Uniwersytecie Stanforda na początku lat 70., a licencję na wykorzystanie technologii wykupiła firma Yamaha. Efektem był legendarny model DX7, który stał się najlepiej sprzedającym się profesjonalnym syntezatorem swojej epoki.
Na czym polega synteza FM?
W przeciwieństwie do syntezy subtraktywnej nie rozpoczynamy od bogatej fali i nie usuwamy z niej harmonicznych. Tutaj dzieje się coś zupełnie odwrotnego - tworzymy nowe harmoniczne poprzez modulowanie częstotliwości jednego oscylatora drugim.
Najprostszy schemat wygląda następująco:
Operator modulujący sam nie jest zwykle słyszalny. Jego zadaniem jest wpływanie na częstotliwość operatora nośnego, który generuje dźwięk słyszany przez użytkownika.
Czym są operatory?
W syntezie FM zamiast klasycznych oscylatorów używa się pojęcia operator. Najczęściej jest to generator bardzo czystej fali sinusoidalnej, który może pełnić jedną z dwóch ról:
- Carrier (operator nośny) - generuje słyszalny dźwięk.
- Modulator - zmienia częstotliwość operatora nośnego.
Im więcej operatorów posiada instrument, tym bardziej złożone i realistyczne barwy można uzyskać.
Dlaczego FM brzmi tak charakterystycznie?
Synteza FM bardzo łatwo generuje dużą liczbę harmonicznych. Dzięki temu świetnie odwzorowuje instrumenty, których dźwięk zawiera wiele szybko zmieniających się składowych, na przykład:
- dzwony,
- wibrafony,
- marimby,
- fortepiany elektryczne,
- instrumenty perkusyjne,
- metaliczne pady,
- efekty specjalne.
To właśnie dlatego większość kultowych brzmień lat 80. została stworzona przy użyciu FM.
Algorytmy FM
Jedną z największych zalet tej technologii jest możliwość dowolnego łączenia operatorów. Układ połączeń nazywany jest algorytmem.
Przykładowo:
- 2 operatory pozwalają uzyskać stosunkowo proste barwy.
- 4 operatory oferują znacznie większe możliwości.
- 6 operatorów (jak w Yamaha DX7) umożliwia tworzenie bardzo rozbudowanych presetów.
- Nowoczesne instrumenty oferują nawet kilkanaście operatorów oraz znacznie bardziej swobodne routingi.
Czy FM jest trudna?
Przez wiele lat synteza FM uchodziła za jedną z najtrudniejszych metod programowania dźwięku. Powód był prosty - pierwsze instrumenty posiadały niewielkie wyświetlacze i wymagały edycji parametrów przy pomocy kilku przycisków.
Dzisiejsze syntezatory wyglądają zupełnie inaczej. Kolorowe wyświetlacze, graficzne przedstawienie operatorów oraz liczne pokrętła sprawiają, że nauka FM jest znacznie łatwiejsza niż jeszcze kilkanaście lat temu.
Zalety syntezy FM
- ogromna liczba możliwych barw,
- bardzo dynamiczne brzmienie,
- doskonałe pianina elektryczne,
- świetne instrumenty perkusyjne,
- bogate efekty specjalne.
Ograniczenia
- większa liczba parametrów do opanowania,
- nieco mniej intuicyjna niż synteza subtraktywna,
- trudniej uzyskać klasyczne analogowe leady i basy.
Nowoczesne instrumenty FM
Współczesne syntezatory FM oferują znacznie większe możliwości niż legendarna Yamaha DX7. Do najciekawszych modeli należą między innymi:
- KORG Opsix - jedna z najbardziej intuicyjnych implementacji FM dostępnych obecnie na rynku.
- Yamaha MODX M - wykorzystuje zaawansowany silnik FM-X współpracujący z próbkami AWM2.
- Yamaha Montage M - flagowa stacja robocza wyposażona w jeden z najbardziej rozbudowanych silników FM na świecie.
FM-X - nowoczesna ewolucja klasycznej syntezy FM
Yamaha nie zatrzymała rozwoju swojej technologii na modelu DX7. W instrumentach takich jak MODX+, Montage oraz najnowszy Montage M zastosowano silnik FM-X, który stanowi rozwinięcie klasycznej syntezy FM.
FM-X oferuje między innymi:
- większą liczbę operatorów,
- wyższą polifonię,
- bardziej rozbudowane algorytmy,
- łatwiejszą edycję parametrów,
- integrację z pozostałymi silnikami syntezy.
Dzięki temu użytkownik może w jednym instrumencie płynnie łączyć próbki realistycznych fortepianów z cyfrowymi barwami FM, tworząc niezwykle rozbudowane warstwy dźwiękowe.
4. Phase Modulation (PM)
Podczas przeglądania specyfikacji niektórych instrumentów można spotkać określenie Phase Modulation. Bardzo często jest ono mylone z klasyczną syntezą FM.
W praktyce oba rozwiązania są do siebie bardzo podobne. Różnica polega na tym, że zamiast modulować częstotliwość sygnału, modulowana jest jego faza.
Dla muzyka różnice brzmieniowe są zwykle niewielkie. Znacznie ważniejsze są możliwości konkretnego instrumentu niż sama nazwa technologii.
5. Phase Distortion (PD) - odpowiedź firmy Casio na FM
Kiedy Yamaha zdominowała rynek dzięki syntezie FM, firma Casio postanowiła opracować własną technologię. Tak powstała Phase Distortion, która zdobyła dużą popularność w drugiej połowie lat 80.
Choć zasada działania różni się od klasycznej FM, charakter brzmienia jest podobny - jasny, cyfrowy i bogaty w harmoniczne. Seria Casio CZ do dziś posiada wielu wiernych fanów i jest chętnie wykorzystywana przez producentów muzyki elektronicznej.
Subtraktywna czy FM?
| Cecha | Subtraktywna | FM |
|---|---|---|
| Łatwość nauki | ★★★★★ | ★★★☆☆ |
| Leady | ★★★★★ | ★★★☆☆ |
| Basy | ★★★★★ | ★★★★☆ |
| Piana elektryczne | ★★☆☆☆ | ★★★★★ |
| Metaliczne barwy | ★★☆☆☆ | ★★★★★ |
| Klasyczne analogowe brzmienia | ★★★★★ | ★★☆☆☆ |
Nie bez powodu wielu producentów zdecydowało się połączyć oba światy. Instrumenty wyposażone jednocześnie w syntezę subtraktywną, FM oraz próbki PCM oferują zdecydowanie największe możliwości i pozwalają stworzyć praktycznie dowolne brzmienie.
W kolejnej części
Poznamy technologie, które zdominowały współczesną muzykę elektroniczną - Wavetable, Wave Sequencing, Granular Synthesis, a także dowiemy się, dlaczego instrumenty takie jak KORG Wavestate, Waldorf Blofeld czy Modal Argon8 potrafią generować dźwięki nieosiągalne dla klasycznych syntezatorów analogowych.
6. Synteza Wavetable - tysiące barw w jednym oscylatorze
Jednym z największych przełomów ostatnich lat jest synteza wavetable. Choć jej początki sięgają lat 80. i firmy Waldorf, dopiero współczesne procesory pozwoliły w pełni wykorzystać jej potencjał. Dziś jest to jedna z najpopularniejszych metod syntezy wykorzystywana zarówno w sprzętowych syntezatorach, jak i profesjonalnych instrumentach programowych.
W przeciwieństwie do klasycznej syntezy subtraktywnej, gdzie oscylator generuje jedną falę (np. piłę lub prostokąt), w syntezie wavetable pojedynczy oscylator posiada całą bibliotekę przebiegów, pomiędzy którymi można płynnie przechodzić.
Podczas gry instrument może nieustannie zmieniać pozycję w tabeli fal, dzięki czemu dźwięk przez cały czas ewoluuje i nigdy nie pozostaje identyczny.
Jak działa wavetable?
Wyobraź sobie książkę składającą się z kilkuset stron. Każda strona przedstawia nieco inny przebieg fali. Oscylator może odczytywać:
- jedną wybraną falę,
- kilka sąsiadujących fal,
- lub płynnie przechodzić przez całą tabelę.
Efekt jest niezwykle muzyczny. Barwa może zmieniać się wraz z czasem, siłą uderzenia w klawisz lub ruchem pokrętła.
Dlaczego wavetable brzmi tak nowocześnie?
Klasyczny analog oferuje kilka podstawowych przebiegów. Syntezator wavetable może ich posiadać tysiące. Otwiera to praktycznie nieograniczone możliwości projektowania dźwięku.
To właśnie dlatego wavetable jest tak chętnie wykorzystywany w muzyce:
- EDM,
- trance,
- house,
- synthwave,
- ambient,
- muzyce filmowej.
Zalety syntezy wavetable
- ogromna liczba możliwych barw,
- płynnie zmieniające się dźwięki,
- bardzo szerokie pady,
- nowoczesne leady,
- świetna współpraca z modulacją.
Przykładowe instrumenty
7. Wave Sequencing - specjalność firmy KORG
Jeżeli istnieje technologia, która najbardziej wyróżnia instrumenty firmy KORG na tle konkurencji, jest nią właśnie Wave Sequencing.
Pierwsza wersja pojawiła się już na początku lat 90. w modelu Wavestation. Współczesna generacja, nazwana Wave Sequencing 2.0, została całkowicie przebudowana i zastosowana w instrumentach serii Wavestate.
Na czym polega Wave Sequencing?
Klasyczny sampler odtwarza jedną próbkę. Wave Sequencing pozwala odtwarzać całą sekwencję próbek, które mogą zmieniać się niezależnie od siebie.
Programista może osobno sterować:
- kolejnością próbek,
- czasem ich odtwarzania,
- wysokością dźwięku,
- głośnością,
- panoramą,
- losowością odtwarzania.
W rezultacie nawet pojedyncze naciśnięcie klawisza może wygenerować wielominutową ewolucję dźwięku, która praktycznie nigdy się nie powtórzy.
Do czego najlepiej nadaje się Wave Sequencing?
- ambient,
- soundtracki,
- muzyka filmowa,
- efekty dźwiękowe,
- nowoczesne pady.
Polecane instrumenty
8. Synteza granularna (Granular Synthesis)
Synteza granularna należy do najbardziej zaawansowanych technologii wykorzystywanych we współczesnym sound designie.
Jej działanie polega na podzieleniu próbki na tysiące bardzo krótkich fragmentów zwanych grainami. Pojedynczy grain trwa często zaledwie kilka lub kilkanaście milisekund.
Każdy z nich może zostać odtworzony:
- w innym czasie,
- w innej wysokości,
- od tyłu,
- z inną prędkością,
- w innym miejscu panoramy.
Dzięki temu zwykły dźwięk fortepianu może zamienić się w ogromną przestrzeń przypominającą chór, orkiestrę lub całkowicie abstrakcyjny efekt dźwiękowy.
Zastosowanie
- muzyka filmowa,
- ambient,
- eksperymentalna elektronika,
- projektowanie efektów do gier.
Instrumenty wykorzystujące syntezę granularną
9. Synteza oparta na próbkach (PCM / Sample Based)
Choć wiele osób nie uważa jej za klasyczną syntezę, jest to obecnie najczęściej spotykana metoda generowania dźwięku w workstation i keyboardach aranżacyjnych.
Zamiast matematycznie tworzyć falę, instrument odtwarza wcześniej nagrane próbki prawdziwych instrumentów.
Każdy dźwięk fortepianu, skrzypiec czy gitary został wcześniej nagrany w profesjonalnym studiu, a następnie zapisany w pamięci instrumentu.
Największe zalety
- bardzo realistyczne brzmienia,
- idealne do gry na żywo,
- łatwa obsługa,
- ogromna biblioteka instrumentów.
Najpopularniejsze instrumenty wykorzystujące PCM
Dlaczego współczesne workstation wykorzystują kilka rodzajów syntezy?
Jeszcze kilkanaście lat temu większość syntezatorów opierała się na jednej technologii. Obecnie producenci coraz częściej łączą kilka metod w jednym instrumencie.
10. Synteza addytywna (Additive Synthesis) - budowanie dźwięku od podstaw
Większość opisanych wcześniej metod syntezy polega na przetwarzaniu istniejącego sygnału lub modulowaniu jego parametrów. Synteza addytywna działa zupełnie inaczej - tworzy dźwięk poprzez dodawanie kolejnych harmonicznych.
Każdy dźwięk, który słyszymy, można rozłożyć na wiele prostych fal sinusoidalnych o różnych częstotliwościach i głośnościach. Synteza addytywna wykorzystuje właśnie tę zasadę. Instrument generuje dziesiątki, setki, a nawet tysiące sinusoid, które po zsumowaniu tworzą końcową barwę.
Zalety syntezy addytywnej
- ogromna precyzja kształtowania barwy,
- bardzo czyste brzmienie,
- możliwość wiernego odtwarzania widma dźwięku,
- świetna do eksperymentalnego sound designu.
Ograniczenia
- bardzo duża liczba parametrów,
- wysokie wymagania obliczeniowe,
- stosunkowo niewielka liczba instrumentów wykorzystujących wyłącznie tę metodę.
Jednym z najbardziej znanych instrumentów wykorzystujących syntezę addytywną był Kawai K5000. Obecnie elementy tej technologii można spotkać również w niektórych nowoczesnych syntezatorach programowych.
11. Physical Modeling - matematyka zamiast próbek
Czy można stworzyć realistyczny dźwięk trąbki, skrzypiec lub fortepianu bez używania sampli? Okazuje się, że tak. Tak właśnie działa Physical Modeling, czyli synteza oparta na modelowaniu fizycznym.
Zamiast odtwarzać nagrane próbki instrumentu, procesor oblicza w czasie rzeczywistym zachowanie jego elementów:
- drgania struny,
- rezonans pudła,
- przepływ powietrza w instrumencie dętym,
- pracę młoteczków,
- oddziaływanie materiałów.
Dzięki temu instrument reaguje niezwykle naturalnie na sposób gry muzyka. Nawet niewielka zmiana siły nacisku klawisza czy użycie pedału może wpłynąć na charakter dźwięku.
Najważniejsze zalety
- bardzo realistyczna artykulacja,
- brak zapętlonych próbek,
- naturalna dynamika,
- stosunkowo niewielkie wymagania dotyczące pamięci.
Technologia ta znalazła zastosowanie między innymi w instrumentach Yamaha VL1, KORG Prophecy oraz w cyfrowych fortepianach wykorzystujących modelowanie rezonansu i zachowania strun.
12. Synteza hybrydowa - przyszłość nowoczesnych syntezatorów
Jeszcze kilkanaście lat temu producenci starali się rozwijać pojedyncze metody syntezy. Dziś coraz częściej stosuje się zupełnie inne podejście - łączenie wielu technologii w jednym instrumencie.
Takie rozwiązanie określa się mianem syntezy hybrydowej.
Przykładowo jeden preset może jednocześnie wykorzystywać:
- fortepian z próbek PCM,
- pad oparty na wavetable,
- bas wygenerowany przez analogowy oscylator,
- efekty FM,
- pogłos i modulacje.
Efektem jest niezwykle bogate, przestrzenne i dynamiczne brzmienie, którego nie dałoby się uzyskać przy użyciu tylko jednej metody syntezy.
Najlepsze przykłady syntezatorów hybrydowych
| Instrument | Łączone technologie |
|---|---|
| KORG KRONOS 3 | 9 niezależnych silników syntezy |
| KORG Nautilus | 9 silników syntezy |
| Yamaha MODX M | AWM2 + FM-X |
| Yamaha Montage M | AWM2 + FM-X + AN-X |
| Roland Fantom EX | ZEN-Core + SuperNATURAL + Model Expansions |
Porównanie wszystkich rodzajów syntezy
| Rodzaj syntezy | Łatwość nauki | Realizm | Sound Design | Muzyka elektroniczna |
|---|---|---|---|---|
| Subtraktywna | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ |
| FM | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Wavetable | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Granularna | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ |
| PCM | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ |
| Physical Modeling | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
Która metoda syntezy jest najlepsza?
To jedno z najczęściej zadawanych pytań przez osoby planujące zakup pierwszego syntezatora. Odpowiedź brzmi: to zależy od Twoich potrzeb.
Jeżeli marzysz o klasycznych analogowych basach i leadach, najlepszym wyborem będzie synteza subtraktywna. Jeżeli fascynują Cię nowoczesne, zmieniające się w czasie barwy, warto zainteresować się wavetable lub Wave Sequencing. Z kolei muzycy potrzebujący realistycznych fortepianów, orkiestry i instrumentów akustycznych powinni zwrócić uwagę na instrumenty wykorzystujące próbki PCM oraz modelowanie fizyczne.
Największe możliwości oferują jednak współczesne instrumenty hybrydowe, które łączą kilka metod syntezy i pozwalają tworzyć praktycznie nieograniczoną liczbę brzmień.
Przykładowo fortepian może pochodzić z wysokiej jakości próbek PCM, smyczki mogą wykorzystywać wavetable, a nowoczesne pady mogą być tworzone przez silnik FM lub Wave Sequencing. Wszystkie te warstwy mogą brzmieć jednocześnie, tworząc niezwykle bogate i przestrzenne brzmienia.
Najlepszym przykładem takiego podejścia są profesjonalne stacje robocze, które wykorzystują kilka niezależnych silników syntezy współpracujących ze sobą w czasie rzeczywistym.
Przejdź do strony głównej Wróć do kategorii BLOG