Synteza dźwięku addytywna- stwórzmy razem tłuste barwy z harmonicznych!

Spis treści:

1. Synteza dźwięku – a na co to komu
2. Harmoniczne 
3. Jak działa synteza addytywna
4. Sound Design czyli robimy barwy
5. Synteza dźwięku w SMN

1. Synteza dźwięku – a na co to komu

Synteza dźwięku jest procesem tworzenia dźwięków za pomocą różnych metod i technik. Dzisiaj zaczynamy z poważnym tematem – synteza addytywna. Ta zaawansowana metoda opiera się na idei konstrukcji dźwięku poprzez kontrolę częstotliwości i amplitudy jego harmonicznych składowych. W tym artykule, będącym pierwszym z serii artykułów o syntezie dźwięku, zgłębimy podstawy teorii i technologii syntezy addytywnej, pominiemy jej historię, ponieważ to sprawdzicie w Wikipedii, i co najważniejsze, zobaczymy, jak można tworzyć interesujące brzmienia za pomocą tej fascynującej metody.

2. Harmoniczne

Aby zrozumieć, jak działa synteza addytywna, musimy poznać pojęcie harmonicznych. Synteza addytywna polega na rozkładzie złożonego przebiegu fali na falę sinusoidalną o różnych częstotliwościach i amplitudach. Przebiegi fal, jak fala prostokątna czy piłokształtna, zawierają falę o “częstotliwości podstawowej” – najniższej częstotliwości dźwięku. Ponad nią znajdują się kolejne fale sinusoidalne, zwane harmonicznymi, o całkowitych wielokrotnościach częstotliwości podstawowej. Na przykład fala piłokształtna o 100 Hz zawiera fale o 100 Hz (częstotliwość podstawowa) oraz kolejne o 200 Hz, 300 Hz itd., malejące w amplitudzie. Wyższe harmoniczne nadają dźwiękowi barwę i charakter. Fala prostokątna zawiera tylko harmoniczne o nieparzystych wielokrotnościach częstotliwości podstawowej, np. 300 Hz, 500 Hz. Synteza addytywna jest zatem procesem tworzenia dźwięku poprzez kombinację różnych harmonicznych.

3. Jak działa synteza addytywna

Synteza addytywna jest jedną z technik syntezowania dźwięku, która opiera się na zasadzie dodawania różnych składowych harmonicznych w celu generowania pożądanego brzmienia. W przeciwieństwie do syntezy subtraktywnej, która polega na usuwaniu wybranych częstotliwości z bogatego harmonicznie materiału dźwiękowego, synteza addytywna buduje dźwięk od podstaw, wykorzystując teorię transformacji Fouriera. Szkoda czasu na tłumaczenie tego teraz, zerknijcie sobie w Wikipedii, zaraz po tym gdy ogarniecie historię syntezy addytywnej. 😉

W syntezie addytywnej każdy dźwięk, niezależnie od swojej złożoności, może być rozłożony na zbiór fal sinusoidalnych. Możemy traktować te sinusoidalne fale jako “cegiełki” składowe, które, gdy są odpowiednio połączone, tworzą pożądany kształt fali. Jak już wiemy, zaczynając od prostego sinusoidalnego tonu o częstotliwości 100 Hz jako częstotliwości podstawowej, możemy dodać kolejne sinusoidy o częstotliwościach harmonicznych nieparzystych (np. 300 Hz i 500 Hz), aby stworzyć falę prostokątną. Dodając sinusoidy o różnych amplitudach i częstotliwościach zarówno nieparzystych, jak i parzystych wielokrotnościach częstotliwości podstawowej (np. 200 Hz, 300 Hz, 500 Hz), otrzymamy proces, który jest podstawą sound designu za pomocą syntezy addytywnej.

4. Sound Design czyli robimy barwy

Do tworzenia barw wykorzystamy wbudowany w Ableton Live syntezator o mylącej nas dzisiaj nazwie Operator. Razem stworzymy tylko dwie barwy ale to wystarczająca dawka wiedzy by samemu eksplorować możliwości syntezy addytywnej. Ciekawym sposobem na “pobudzenie” naszej barwy jest modulowanie amplitud składowych fal sinusoidalnych w czasie, manipulowanie zależnościami fazowymi, oraz wprowadzanie szumu ale na razie nie odlatujmy za bardzo, omówimy to kiedy indziej. Poniżej przedstawione są tylko te parametry, które zmieniają się względem barwy INIT dla syntezatora Operator. Bardzo ważne aby w nastawach czasu pracy obwiedni nie pomylić milisekund (ms) z sekundami (s).

Szczekający bas:

1. Na dzień dobry ustawmy parametry globalne i filtra.

• • globalne ustawienia: Algorithm 4, Time -3%, Tone 1.5%, Voices 1
  • filtr: Slope 12dB/oct, Cutoff 520Hz, Resonance 30%, Type morph 0lp/bp, Attack 50.0 ms, Envelope 90%

2. Teraz czas na syntezę addytywną.

• • operator A: Coarse 2, Decay 600 ms, Release 50.0 ms, Velocity 0%. 
  • klikamy pole Oscillator, od teraz znajdujemy się w świecie syntezy addytywnej.
  • korzystając z funkcji Live, który może nam wygenerować gotowe zestawy harmonicznych wybieramy falę Square64 i kasujemy ręcznie co trzecią harmoniczną

3. Dopieszczenie barwy. Tak, tu już wchodzimy w syntezę FM, którą w odpowiednim czasie omówimy ale proces tworzenie kolejnych Operatorów to nic innego jak synteza addytywna i na tym się skupmy.

• • włączamy operator B
  • operator B: Coarse 4, Level 0dB, Decay 8.00 s, Release 18.0 ms, Sustain -12dB, Velocity 0%. 
  • wybieramy falę Square16 i kasujemy ręcznie co trzecią harmoniczną ale tylko trzy pierwsze
  • włączamy operator C
  • operator C: Coarse 3, Level -6dB, Decay 600 ms, Release 1.0 ms, Velocity 0%. 
  • wybieramy number of Harmonics 32 i rysujemy ręcznie pierwszą harmoniczną 0dB, dwudziestą czwartą -15dB, dwudziestą szóstą -10dB, dwudziestą ósmą -13dB, trzydziestą -21dB oraz trzydziestą drugą -27dB

4. Ostatnim szlifem będzie wpięcie w nasz tor sygnałowy efektu AMP i wybranie trybu pracy BASS. Smacznego 😈 😈 😈

Powietrzny pad:

1. Zaczniemy od globalnych ustawień i filtra.

• • globalne ustawienia: Algorithm 8, Time -3%, Tone 50%, Voices 8
  • filtr: Slope 12dB/oct, Cutoff 125Hz, Resonance 15%, Type morph 0no/lp, Decay 18.0 s, Release 28.0 s, Peak 25%, Sustain 100%, Envelope -100%, Frequency>Key 0%

2. Ustawmy operator główny.

• • operator A: Attack 3.00 s, Decay 2.00 s, Release 2.5 s, Velocity 0%, Key 10%
  • wybieramy number of Harmonics 16 i rysujemy ręcznie pierwszą harmoniczną 0dB, dziewiątą -36dB, czternastą -34dB

3. Dołóżmy operator modulujący (tak znowu to FM….)

• • operator B: Course 3, Level -26dB, Attack 6.00 s, Decay 28.0 s, Release 12.0 s, Initial 18dB, Sustain -14dB
  • wybieramy number of Harmonics 64 i rysujemy ręcznie pierwszą harmoniczną 0dB, między trzydziestą czwartą a czterdziestą piątą harmoniczną rysujemy “wybrzuszenie” z maksymalną amplitudą około -34dB

4. Dołóżmy operator równoległy.

• • operator C: Course 0.5, Level -12dB, Attack 3.00 s, Decay 60.0 s, Release 4.0 s, Sustain -30dB, Velocity 0%
  • wybieramy number of Harmonics 16 i rysujemy ręcznie pierwszą harmoniczną 0dB, czwartą -32dB oraz szesnastą -32dB

5. Na koniec ustawiamy pokrętło SPREAD na 70%, wpinamy w w nasz tor sygnałowy efektu REVERB i ustawiamy Decay 3.00 s oraz Dry/Wet 100%. Gotowi do lotu!

5. Synteza dźwięku w SMN

SMN ma przyjemność mieć w swoim zespole jednego z najbardziej uznanych światowych ekspertów w dziedzinie syntezy dźwięku – Kubę Sojkę. Kuba Sojka to utalentowany producent muzyczny i projektant dźwięku, znany z tworzenia barw do syntezatorów m.in. wirtualnych i sprzętowych instrumentów firmy Arturia. Jego głęboka wiedza i doświadczenie w projektowaniu barw czynią go niezrównanym nauczycielem w dziedzinie syntezy dźwięku.

W ramach naszej szkoły policealnej, Kuba Sojka poprowadzi unikalne zajęcia z syntezy dźwięku i nowoczesnych instrumentów muzycznych. Spotkania z nim pozwolą uczniom zgłębić tajniki projektowania brzmień, tworzenia unikalnych dźwięków i odkrywania potencjału syntezatorów. Dzięki obecności Kuby Sojki w SMN nasi słuchacze mają niepowtarzalną szansę uczyć się od jednego z najwybitniejszych specjalistów w tej dziedzinie i rozwijać swoją pasję na najwyższym poziomie.

Synteza addytywna nie jest tak powszechnie znana jak jej bardziej popularne kuzynki – synteza subtraktywna i FM. Jednak gdy jest wykorzystywana efektywnie, może być potężnym narzędziem do tworzenia odważnych i precyzyjnie zaprojektowanych dźwięków, trudnych do osiągnięcia innymi metodami. Zapraszamy do SMN na zajęcia z syntezy dźwięku z Kubą Sojką.