
Про недоліки сучасних синтезаторів і як з ними боротися
Всі люблять музику. Але не всі здатні її грати. Лише деякі здатні її створювати, і ще менше людей створюють для цього музичні інструменти. Легендарні інструменти, нарівні з легендарними композиторами і музикантами, входять в історію, але мало хто цікавиться цими самими інструментами. Ми цікавимося. Так чому б не внести в історію свою мікроскопічну лепту?
Історія питання
Нагадую, що це - моє бачення історії. Хто боїться спотворення фактів, ну або просто її знає, може пропустити даний топік.
Все почалося в 60-х роках минулого століття, коли електронну музику нарізали і склеювали на магнітних стрічках якісь ентузіасти, які вірили, що за нею - майбутнє. Вони, звичайно, не прогадали, хоча умови для її запису, м'яко кажучи, тоді залишали бажати кращого, і дозволити собі таке могли лише досить багаті музиканти-інженери. Чому інженери? Тому що вони створювали ті самі «космічні» звуки на величезних, шафоподібних машинках, які звалися звуковими синтезаторами. Це були монофонічні інструменти, але поліфонія була їм не особливо потрібна - при натисканні на одну клавішу вони могли відтворити стільки голосів, наскільки був багатий музикант - синтезатор міг спокійно докомплектовуватися все новими і новими модулями, про які нижче. Найчастіше клавіатура була відсутня взагалі, або містила всього пару октав - вона майже не грала ролі. Щоб розібратися з синтезом звуку і записувати електронні композиції, недостатньо було бути тільки музикантом - при вигляді купи проводів і величезної шафи хотілося просто взяти свою гітару і пройти повз. Так музика стала писатися тими, хто був від неї далекий, що призвело до того, що синтезатори асоціюватися з тоннами проводів...
... і здоровими шафами!
Але вже в 70-х нагримілі звуки відомих «Модулярів», створених студентами під підлогами нудних інженерних універів, стали викликати прямо-таки очуменний інтерес майже у всіх тодішніх груп і музикантів. Величезну, ні, найбільшу роль у розвитку «електроніки» зіграла американська фірма «Moog», названа за прізвищем засновника і яка випускала до того часу лампові голови. Роберт Муг став просто супергероєм, присвятивши залишок свого життя аналоговим синтезаторам. Його фірма досі успішно існує, і її продукти являють собою ідеал якості звучання вінтажних аналогових синтезаторів.
До речі, In Soviet Russia теж робили аналогові синтезатори, які були відомі далеко за її межами. Ось класичний приклад того самого легендарного Полівокса.
Десь у 80-х роках з'явилися і почали розвиватися цифрові синтезатори; їх епоха триває і донині, як неважко помітити. Але люди мають тенденцію втомлюватися. Такі фірми, як Casio або Yamaha раптом несподівано втратили клієнтів (але не популярність), тому що люди, втомившись від піднадоїлих пресетів, згадавши тепле і таке різнобічне звучання старих громадин, кинулися до дідусів на горище за тим, щоб їх повернути. Ослабілі і фірми, які майже загнулися, досі випускали модульні синтезатори, просікли фішку і почали заламувати ціни. А деякі новостворені фірми, наприклад Waldorf, цю фішку не тільки просікли, але і зробили для себе корисні висновки, підготувавши сюрпризи на потім. Коли стало зрозуміло, що модульне задоволення не всім по кишені, а пресети дістали, Waldorf народила Waldorf Q, синтезатор нового покоління, який використовував новий метод хвильових таблиць і поєднував в собі все те, чого так не вистачало нам, любителям електронної музики: малі розміри, можливість повного контролю синтезу, та й до того ж був забезпечений плюшками для субтрактивної зміни звуку.
Waldorf Q у вмілих руках
Ну, а далі ви знаєте самі - комп'ютери, плагіни, більш дешеві радіодеталі... Зараз рівне право на існування мають всі види синтезаторів, всі вони затребувані, але все одно панують комп'ютери і цифровий синтез, а ще більше - пресети (так, так, саме тому ваш дабчик звучить часом так однаково - модуляція за тими ж параметрами, пресети всі схожі).
Ямашка воркстейшн, як приклад сучасного цифрового синтезатора Ну, з історією все, за маленьким винятком: великі модульні синтезатори ЗНОВУ повертаються. Деталі стали дешевшими, схеми, що зберігаються раніше фірмами в найсуворішому секреті, з'явилися в тепер вже швидкому Інтернеті. Так чому б не?.. Бать, де паяльник?
Власне, проект
Беручи до уваги всю історію цих інструментів, божевільні можливості комп'ютерів і дешевих каменів, доступність старих схем і навіть наявність по них покрокових інструкцій і туторіалів, ми вирішили створити дещо монстричне... Але спочатку я спробую перерахувати переваги і недоліки класичних модульних і сучасних цифрових синтезаторів (розглядатися будуть апаратні синтезатори, в сенсі фізично існуючі як інструменти).
Мінуси суто модульних синтезаторів:
- Вони ВЕЛИКІ;
- Вони нестабільні (нагрів компонентів і налаштування, не відноситься до сучасних доморощених модулярів з сучасними детальками);
- Тисячі дротів (з'єднання модулів патчкордами, в кращому випадку - матрицею контактів, але тоді можливості зменшуються і інструмент перестає бути «нескінченним»);
- Хочеться довбати акордом, але спрацює лише нижня клавіша;
- Хочеться зберегти дану конфігурацію для подальшого використання, а зараз зібрати що-небудь інше - вибачте, не вийде. Малюйте на папірці схемку, фоткайте положення потенціометрів, тумблерів і перемикачів - авось і відновіть;
- Кноби самі себе не повернуть. Якщо хочете одночасно повернути десять ручок з різною швидкістю для красивої зміни звуку - кличте багаторуких індійських богів.
Плюси:
- Патчкорди (незважаючи на незручність, це реальні, інтуїтивно зрозумілі і відчутні з'єднання, а не прописані в програмі, несучі тонни коду, лаги і нескінченні списки варіантів того, куди це можна приєднати і що з цим зробити);
- «Нескінченність» (З'явилися гроші? Купи новий модуль! - розміри і комплектація синтезатора обмежені лише фантазією володаря інструменту і товщиною його гаманця (ну і розмірами приміщення, хе-хе). Майже всі модулі незалежні і можуть бути підключені куди душа побажає, тільки подай кожному харчування;
- Гнучкість. (яку архітектуру захочу, таку і наворочу);
- Ваш звук абсолютно точно унікальний. Такого звуку немає в пресетах, його можна змінювати прямо зараз, під час гри. Широкий діапазон звучання - від нечутних низьких до нечутних верхніх з однаковою якістю як перших, так і других. Загалом, це саме ТОЙ звук.
Мінуси цифрових синтезаторів:
- Обмежена архітектура;
- Незмінна архітектура;
- Можливе неякісне відтворення нижніх частот, через що вони можуть розділитися за напрямками: для дабстепа, для ударних, для педів, фонів і шумів.
Плюси:
- Малі габарити;
- Надають абсолютно всі види синтезу (але кожен окремий інструмент зазвичай являє собою сукупність максимум двох з них);
- Можна зберігати конфігурації і завантажувати їх прямо під час відтворення одним натисканням кнопки;
- Поліфонія. Більше грошей - більше поліфонію;
- Дозволяють проводити широкий спектр робіт зі звуком, від відтворення і запису до відома, еквалізації та розподілу по каналах (відмінна риса т. зв. робочих станцій);
Захотілося з'єднати ці два види інструментів і постаратися позбутися деяких мінусів і не розгубивши при цьому їх гідності. Але для початку - навчалка по тому, як влаштований модульний синтезатор. Можете пошарити ось тут, зліва треба знайти розділ MFOS In The Classroom/Analog Synth 101 - там все чудово написано, правда англійською.
Ось основні модулі (коротко):
Генератор
Генератор (VCO, Voltage Controlled Oscillator). Зазвичай здатний генерувати синусоїдальну, пілоподібну, трикутну і прямокутну форму хвилі. До прямокутної форми хвилі додається налаштування ширини імпульсу (Pulse Width). Найбільший інтерес становить пілоподібна форма вільні - вона містить найбільше гармонік. Оскільки синтез у нас субтрактивний (вичитувальний - беремо сигнал і відфільтровуємо все непотрібне), то чим більше гармонік містить вихідний сигнал - тим краще. Частота генератора може бути промодульована за допомогою напруги з клавіатури або з іншого генератора. Чим більше генераторів, тим більше можливостей модуляції одних сигналів іншими і тим веселіше.
LFO
Генератор низької частоти (LFO - Low Frequency Oscillator) - особливий різновид генератора, призначений для генерації різних форм сигналів з дуже низькою частотою, що використовуються для модуляції. Період таких сигналів може досягати декількох хвилин, тому людині більша частина частотного діапазону цього генератора не буде чутна. Втім, у деяких зразків існує кілька режимів роботи для різних цілей.
Генератор огинаючої
Генератор огинаючої (Envelope Generator) - також джерело модуляції. Генерує сигнал особливої форми, що володіє такими характеристиками, як атака, спад, рівень і загасання. Атака - час, витрачений на зростання сигналу, поки не почнеться спад. Активується при натисканні клавіші на клавіатурі або при приході сигналу Gate на вхід генератора. Спад - час, витрачений на вбивання сигналу до Рівня, також регульованого. Загасання - час, витрачений на загасання сигналу від певного раніше рівня до нуля, починається при відпусканні клавіші або при спаді сигналу Gate на вході. Може бути спрощений до циклу Атака-Загасання.
Мікшер
Мікшер - просто змішує сигнали в різних пропорціях.
Фільтр
Фільтр (VCF - Voltage Controlled Filter) - фільтрує вхідний сигнал. Є різні типи фільтрів з різною жорсткістю фільтрації (зазвичай 12 або 24Дб на октаву) і різні види: фільтр низьких частот, високих частот і смуговий. Основні характеристики - частота зрізу і резонанс. Резонанс піднімає рівень частот, що знаходяться близько до частоти зрізу, у зв'язку з чим звук стає більш «жорстким». При максимальному резонансі відбувається самозабезпечення і починається генерація синусоїди з частотою, рівною частоті зрізу фільтра. Ці характеристики можуть змінюватися за допомогою модулюючого сигналу.
Підсилювач
Підсилювач (VCA - Voltage Controlled Amplifier) - використовується для додавання рівня сигналу іншим сигналом.
Для синтезатора звичайний мінімум - два генератори, мікшер з трьома входами і одним виходом, один фільтр, один LFO, два генератори огинаючої (ну, можна і один), один підсилювач. Такі маленькі системи навіть не забезпечуються патчкордами - комбінацій сполук небагато, можна обійтися кнопками і перемикачами. Звуки осциляторів, а також ілюстрацію роботи кожного модуля в різних режимах і відео, можна побачити на тому ж сайті MFOS - розділ Analog Synthesiser Modules/Path to Your MFOS Modular/< < вибраний модуль > >.
Плани, плани, плани...
Наше основне завдання - побудувати такий модульний синтезатор, всі параметри якого (виключаючи з'єднання модулів) будуть контролюватися мікрокомп'ютером, можуть бути забиті в пам'ять для подальшого використання. Це також відкриває можливості для істотного зменшення габаритів інструмента, оскільки більшу частину його розмірів складають не друковані плати і схеми, а передні панелі. Це можна обіграти таким чином: припустимо, ми хочемо мати три осцилятори, відповідно буде три однакові передні панелі. Можна зробити одну передню панель, на яку вивести входи/виходи всіх осциляторів, і три кнопки. Щоб змінити частоту першого осцилятора, треба натиснути на першу кнопку і повернути ручку частоти, щоб змінити частоту другого - натиснути на другу кнопку і повернути ту ж ручку, і так далі. При цьому економія місця виходить трохи менше, ніж утричі. При такому методі необхідно замінити всі резистори на передній панелі на енкодери, стан яких буде зчитувати і запам'ятовувати центральний контролер, і відповідно до цих даних змінювати опір резистора в схемі. Також за допомогою контролера можливий запис звуку і подальше використання цих шматків як пресетів, що безсумнівно зробить синтезатор на 20% крутішим. І ще... Та чого тільки не можна зробити з цим контролером! Щоб досягти своєї мети, хочемо ми того чи ні, доведеться зробити не один проміжний інструмент, бо тільки досвідченим шляхом можна зробити взагалі хоч щось (ну не з нуля ж, млинець).
Хотілося б дізнатися, як люди відреагують на подібну ідею, ось. Ну, сподіваюся, перший пост вдався, спасибі тим, хто дочитав до кінця.