WYKŁAD - zawiera wykład (lub wykłady) na temat w zasadzie dowolny, lecz raczej poważny i przydatny. Celem tego działu jest, aby Czytelnik po jego przeczytaniu pomyślał: Aha! Więc to jest tak! No, wreszcie rozumiem!; niestety bowiem nie każdy wykład kończy sie takim westchnieniem ulgi. Ambicją moją byłoby, aby w tym dziale stało sie to regułą, jednak w przypadku tematów zaawansowanych - niekoniecznie musi się to udać, nawet jeśli dyskurs będzie nienaganny. Przeszkodą może być wymagany, bazowy poziom wiedzy. Dlatego też powinien on zawsze zostać określony na początku wykładu.

Od numeru X rozpoczynam cykl wykładów poświęconych syntezie i przetwarzaniu dźwieku. Kilka pierwszych służy przypomnieniu podstawowych pojęć z fizyki (akustyki) potrzebnych w dalszych wykładach.

Dla zrozumienia tego wykładu nie jest potrzebne żadne specjalne przygotowania poza elementarnymi wiadomościami z matematyki i fizyki. Zainteresowanie może on jednak wzbudzić raczej u tych, którzy z muzyką elektroniczną mieli praktycznie do czynienia.


Rezonator Helmholtza.

SYNTEZA ADDYTYWNA GRUPOWA.

Metoda syntezy addytywnej grupowej została opracowana w Polsce przez Piotra Kleczkowskiego z AGH w Krakowie. Jakkolwiek na razie nie zyskała sobie ta metoda szerszej popularności, jej zwięzły opis zamieszczam przez lokalny patriotyzm. Dokładniejszy opis zaleźć można w Computer Music Journal, Vol. 13, No. 1 (Spring, 1989), str. 12–20. Głównym pomysłem jest w niej zastąpienie pojedynczych generatorów sinusoidalnych przez generatory sygnałów złożonych widmach zwanych widmami bazowymi. Sygnał wyjściowy otrzymuje się przez pomnożenie sygnałów z generatorów (z odpowiednimi współczynnikami). W porównaniu z klasyczną syntezą addytywną metoda ta znaczną redukcję potrzebnych danych oraz zmniejszenie wymagań sprzętowych.

FUNKCJE WALSHA.

Funkcje Walsha w zasadzie możnaby zaliczyć do technik addytywnego kształtowania widma, jednak jako technika specyficznie komputerowa, omówione zostały razem z technikami specyficznie komputerowymi.

SYNTEZA SUBTRAKTYWNA.

Synteza subtraktywna polega na wycinaniu z dźwięku przy pomocy filtrów pewnych zakresów częstotliwości. Jest to, więc także technika modelowania widma. Jako materiał wyjściowy stosuje się przeważnie dźwięki o dużej zawartości harmonicznych (typowo są to ciągi impulsów) lub szumy. Dźwięk ze źródła przechodzi następnie przez zestaw filtrów, które kształtują jego barwę. Warto tu zauważyć pokrewieństwo z instrumentami naturalnymi, w których dźwięk pobudzający przechodzi przez zestaw rezonatorów (czyli akustycznych, mechanicznych filtrów). Dlatego też zestawy filtrów używane w technice syntezy subtraktywnej nazywane bywają rezonatorami. Stosowane są dwa sposoby łączenia filtrów:

Łączenie szeregowe. Filtry są połączone w szereg (jak ogniwa w łańcuchu). Dźwięk z wyjścia pierwszego filtru wchodzi na wejście drugiego, z wyjścia drugiego na wejście trzeciego etc. Konfiguracja taka jest korzystna wówczas, kiedy zależy nam na wycięciu z widma sygnału ze źródła określonych pasm częstotliwości. Przy szeregowym łączeniu filtrów konieczne jest zachowanie pewnej ostrożności w dobieraniu pasm częstotliwości i współczynników tłumienia, bowiem przy ich niewłaściwym ustaleniu sygnał może zostać nadmiernie stłumiony.

Łączenie równoległe. Przy połączeniu równoległym sygnał jest doprowadzany równocześnie do wejść wszystkich filtrów (przeważnie „po drodze” jest jeszcze jakaś regulacja wzmocnienia). Charakterystyka częstotliwościowa sygnału wyjściowego jest sumą charakterystyk poszczególnych filtrów. Stosowanie połączenia równoległego jest korzystniejsze, kiedy zależy nam na uwypukleniu pewnych częstotliwości w sygnale.

Synteza addytywna w swej klasycznej postaci nie zawiera żadnego oddziaływania zwrotnego filtrów, czy też sygnału wejściowego na sygnał ze źródła. Sygnał ten jest po prostu przepuszczany przez filtr i „odbierany po drugiej stronie”.

ZASTOSOWANIE: Ponieważ praktycznie każdy (przynajmniej komercyjny) syntezator wyposażony jest w taki, czy inny zestaw filtrów, można powiedzieć, że synteza subtraktywna jest jedną z najpowszechniej stosowanych metod. Rzadko jednakże bywa stosowana samodzielnie. Przeważnie łączona jest z innymi technikami takimi jak na przykład sampling lub modelowanie fizyczne. Synteza subtraktywna jest standardową techniką symulacji głosu. Dobre efekty daje także w przypadku symulacji instrumentów perkusyjnych.

ZALETY: C Prostota pojęciowa,
C Łatwość uchwycenia intuicyjnego,
C Stosunkowo prosta realizacja zarówno elektroniczna jak i programowa,
C Pewne pokrewieństwo z instrumentami naturalnymi,
C Niski koszt.

WADY: D Dokładna powtarzalność dźwięku za każdym naciśnięciem klawisza.
D Brak interakcji pomiędzy źródłem dźwięku a rezonatorem (uniemożliwiający oddanie subtelnych zmian kolejnych dźwięków, charakterystycznych dla instrumentów naturalnych).


cdn.

[mc]