Udtrykket "subtraktiv syntese" kan virke som et højtflyvende og teoretisk begreb. Men hvis du nogensinde har forsøgt dig med musikproduktion ved hjælp af en synthesizer, er der gode chancer for, at du allerede kender til det.

Subtraktiv syntese har længe været den fremherskende form for syntese, som stammer fra den analoge synth-æra, men som lever videre i utallige digitale hardware-synths og synth-VSTs. At forstå begreberne subtraktiv syntese kan vise sig at være skræmmende, især når du lige er begyndt at få våde fødder i synthesizerens verden, men frygt ikke, for det er faktisk ikke så skræmmende, som det måske ser ud til.

I denne guide giver vi en omfattende gennemgang af subtraktiv syntese, så du kan skrive, spille og producere med synthesizere med større selvtillid.

Hvad er subtraktiv syntese?

Kunsten at lave subtraktiv syntese går ud på at skabe musikalske lyde ved at starte med en harmonisk tæt bølgeform og derefter forfine den via filtre og andre former for behandling.

Med "harmonisk tætte" bølgeformer henviser jeg til de frodige harmoniske bølgeformer, der genereres af elementære former som firkant- eller savbølger. Mens elektroniske oscillatorer kan producere disse grundbølger uden besvær, kan de ikke fange lytterne alene.

Hvis du vil skabe mere musikalsk tiltrækningskraft, skal du manipulere teksturerne, frekvensfordelingen og dynamikken i disse bølgeformer.

For at gøre det bruger vi subtraktiv syntese.

Hvordan er subtraktiv syntese unik?

Der findes mange andre typer syntese, fra additiv syntese til wavetable-syntese til FM-syntese og meget mere. Lad os se på nogle af de mest populære typer syntese, og hvordan de adskiller sig fra subtraktiv syntese.

I de senere år er wavetable-syntese blevet et afgørende værktøj i musikproduktionsverdenen. Med evnen til at generere unikke lyde ved at morphe oscillatorbølger fra lydprøver kaldes denne teknik ofte for samplebaseret syntese.

I modsætning til subtraktiv syntese, som er afhængig af en grundlæggende bølgeform, bruger wavetable-syntese en samling wavetable-rammer, som man kan scrolle igennem, hvilket giver en følelse af dynamisk bevægelse.

I modsætning hertil involverer en anden populær type syntese, frekvensmodulationssyntese, også kendt som FM-syntese, modulation af frekvensen af den oprindelige bølgeform for at generere et nyt frekvensspektrum.

FM-syntese er kendt for at producere lyde, der er karakteriseret som frække og metalliske. Hvis du har svært ved at komme i tanke om et auditivt eksempel, så tænk på de knurrende mellembasser, der var fremherskende i bro step-genren i begyndelsen af 2010'erne.

Det komplicerede signalflow i subtraktive synthesizere

Før du begynder at skrue på knapperne som en gal videnskabsmand (hvilket jeg stærkt anbefaler at gøre alligevel), så lad os blive fortrolige med hver enkelt komponent i signalvejen, og hvordan de bidrager til den samlede lyd.

Først og fremmest ved du sikkert, eller har i det mindste hørt, at oscillatoren er hjernen bag operationen. Uden en oscillator ville din subtraktive synth ikke have nogen mulighed for at producere en fyldig bølgeform, der kunne danne grundlaget for dit patch.

Så har du nogle af de andre parametre, der gør den oscillerede lyd mere interessant, herunder forstærkeren, filteret, LFO'en og envelope-generatoren. Disse moduler er byggestenene i en typisk subtraktiv synth, og hver af dem har en unik rolle at spille.

Bare rolig, vi gennemgår dem alle i detaljer. Og for at gøre det endnu sjovere har vi lavet et lille diagram, der visuelt viser, hvordan hvert af disse moduler fungerer efter hinanden:

Når man ser på billedet ovenfor, er det første, man lægger mærke til, modulatorsektionen. Det er vigtigt at forstå, at modulatorer enten kan være LFO'er eller envelope-generatorer, men det uddyber vi lidt senere.

Det vigtigste at bemærke er, at de fleste subtraktive synthesizere følger dette layout. Men de, der kender synthesizerens historie, ved, at det ikke altid har været sådan.

I gamle dage bestod OG-synths af patchworks af separate moduler, som hver især var forbundet med kabler, som brugeren manuelt skulle tilslutte.

Det, mine venner, er det, vi kalder modulær syntese.

Denne vilde og uldne metode er stadig populær i dag blandt Eurorack-fans.

Det fantastiske ved moderne modulære synths er, at de stadig følger den samme subtraktive arkitektur som deres forgængere.

Selvfølgelig får du mest fleksibilitet ved at patche individuelle moduler, men der var mange synth-designere, der indså, at de fleste musikere har en tendens til at være vanedyr og sætte deres signalflow op på samme måde hver gang.

En af konsekvenserne af denne tankegang var fødslen af en af branchens første alt-i-en-synths, den legendariske Minimoog. Hvis man ser på de fleste af nutidens subtraktive synths, vil man opdage, at de stort set har det samme flow.

Det er selvfølgelig kun toppen af isbjerget! Lad os grave lidt dybere ned i hvert element i signalkæden for at få en bedre forståelse af, hvad de alle gør.

De forskellige elementer i syntese

Oscillatorer

Når du endelig er klar til at lave nogle fede synth-lyde, er det første, du starter med, oscillatoren! Som vi sagde før, er dette hjernen i operationen.

Og selv om det kun er begyndelsen af signalflowet, vil de indstillinger, du vælger for din oscillator, have en betydelig indflydelse på, hvordan dit endelige patch lyder.

De fleste synthoscillatorer derude vil give dig et udvalg af forskellige bølgeformer, som du kan bruge som udgangspunkt. Det er som forskellige slags is - du har dine klassikere og mere eksotiske valg.

Nogle af de mest almindelige bølgeformer, du kan forvente at finde på en synth, er firkantbølgen, savtandsbølgen og trekantbølgen.

Lad os begynde med den, der starter med masser af harmonisk indhold - firkantbølgen. Spil en firkantet bølge på en synthesizer, og selv i sin grundform lyder den som en summende bi.

Ud over deres lyse, summende tonalitet har firkantbølger nogle andre interessante tricks i ærmet.

For eksempel har nogle firkantoscillatorer mulighed for at ændre formen på selve firkantsmønsteret, som så kaldes en pulsbølge. Ved at justere pulsbreddemoduleringen kan man få alle mulige vilde og skøre klanglige resultater.

Værdier for pulsbølger kan være lidt forvirrende i øjeblikket, så lad os vende tilbage.

I stedet vil vi lige nu diskutere den næste i det harmoniske hierarki - savbølgen, også kendt som savtandsbølgen. Savtandsbølger er kendetegnet ved skarpe punkter og pludselige ændringer, som giver dem den tydelige summende lyd.

Men nu kommer det virkelig seje - de skarpe punkter og ændringer skaber et mønster af harmoniske frekvenser, der bliver mere og mere stille, som de går. Det er det, der giver savtandsbølgen dens fyldige, rige lyd, som er perfekt til at skabe lead-synth-melodier.

Endelig har vi den blødeste af de harmoniske bølgeformer - trekantbølgen.

Ligesom firkantbølger udnytter trekantbølger de ulige overtoner i startfrekvensen. Den største forskel er, at lydstyrken af disse overtoner forsvinder hurtigere, hvilket er grunden til, at trekantbølger lyder tættere på en sinusbølge.

Selvfølgelig får du stadig det strejf af summen, der gør den til et godt valg til visse key-, pad- eller lead-lyde.

Du finder dem ikke i alle synthesizere, men nogle subtraktive synthesizere har små snedige sinusoscillatorer.

Forestil dig en rolig og fredfyldt sø på en smuk dag med blide krusninger, der breder sig jævnt ud i alle retninger. Det er en sinusbølge, en af de reneste og mest grundlæggende bølgeformer inden for syntese.

Fordi sinusbølger ikke har nogen skarpe formændringer, skaber de glatte og bløde lyde, der er perfekte til at genskabe de varme og åndfulde toner fra træblæseinstrumenter som orgler og fløjter. Sinusbølger er lige så gode til at skabe frodige, udviklende pads, der fylder lydrummet med beroligende harmonier.

Men hvis den synth, du har, ikke har en sinusbølge, kan du altid filtrere en trekantbølge ved hjælp af et lavpasfilter.

Bliv lige hængende et øjeblik, for nu bliver det hele lidt mere indviklet. Det skyldes, at mange subtraktive synthesizere har flere oscillatorer.

Det vidunderlige ved denne ofte dobbelte oscillatorarkitektur er, at mulighederne er uendelige. Du kan finjustere frekvensen, formen og detuning-mængden for hver oscillator, som du vil.

Og det er her, det rigtig sjove begynder, for ved at blande to oscillatorer, der bruger forskellige frekvenser og former, begynder man at bygge rigere, fyldigere og mere komplekse lyde i det subtraktive synteseformat.

I slutningen af oscillatorsektionen finder du normalt en mixersektion, som giver dig mulighed for at blande dine oscillatorsignaler med de andre lydkilder, der findes i din synth, f.eks. en støjkilde (som er fantastisk til at tilføje attack til kortere lyde), en ekstern lydindgang eller en suboscillator, der spiller en oktav lavere end din hovedoscillator.

Filtre

Lad os nu gå videre til filtersektionen.

Tænk på det som et fancy rivejern til din samlede lyd, hvor du kører dit signal gennem et spændingsstyret filter (VCF) for at rive alle ubehagelige frekvensstykker væk.

Der findes mange typer filtre i synthesizer-verdenen, men de fleste synthesizere er afhængige af to vigtige filtre - et højpasfilter (HPF) og et lavpasfilter (LPF).

Dit lavpasfilter lader kun lave frekvenser komme igennem ved at skære alt det højfrekvente indhold fra.

Det er den måde, folk skaber lavfrekvente baslyde på.

På den anden side giver højpasfiltre baghjul til alle de lave og mellemste frekvenser, så de højere frekvenser kan skinne igennem.

Når du drejer på cutoff-knappen på din synth, justerer du det punkt, hvor filteret træder i kraft.

Det er værd at bemærke, at de filtre, der findes på de fleste synthesizere, ikke bare skærer hårdt i lyden. I stedet bruger de blide hældninger, der gradvist sænker lydstyrken på de filtrerede frekvenser.

Vi måler disse hældninger i decibel pr. oktav (dB/oct). Jo højere dB-tallet er, jo stejlere er hældningen, og jo mere intenst er filteret. Du kan f.eks. finde en filtergrænse på -12 eller -24 dB/oct på din synth, hvilket er lige i midten, når det gælder stejlhed.

Ud over cutoff-parameteren er et andet vigtigt element i et filter resonansparameteren.

De fleste filtre har typisk en resonansknap, også kendt som en "Q"-knap. Feedback skabes ved at sende lyden inden for samme frekvensområde som cutoff tilbage til filteret, hvilket resulterer i en resonanseffekt.

Når feedbackniveauet når ekstremt høje værdier, kan det fremkalde filterets selvoscillation, som igen producerer en sinusbølge. Ved at øge Resonance bliver lydene omkring cutoff-frekvensen mere nærværende, hvilket giver en række kreative anvendelsesmuligheder som f.eks. traditionelle wah-wah-effekter eller synth-"skrig".

Forstærkning

Efter oscillatoren og filteret er forstærkeren den næste vigtige byggesten i en subtraktiv synthesizer. Den har til formål at hæve lydsignalet til en amplitude, der effektivt kan forbindes med andet udstyr, f.eks. et lydinterface eller en mixer.

Når man taler om det uden for kontekst, virker forstærkeren i sig selv måske ikke som den mest spændende funktion. Men det er muligheden for at regulere og manipulere den, der gør den til et potent lyddesignværktøj.

Det er her, kuvertgeneratorerne kommer ind i billedet.

Konvolutgeneratorer

I subtraktiv syntese er envelope-generatorer et vigtigt middel til at opnå tidsbaserede ændringer i din synth-patch. De er uundværlige for dem, der ønsker at skabe fængslende lyde.

Der kan være flere envelope-generatorer i en synth, men det mest udbredte arrangement er, at en envelope-generator påvirker filteret, og en anden styrer forstærkeren.

Lad os begynde med forstærkerens envelope-generator, som er relativt let at forstå.

Envelope-generatorens påvirkning af synthesizerens forstærker resulterer i, at lydens samlede volumen transformeres på baggrund af envelopens form.

Når du trykker på en tast på din synthesizer, starter envelope-generatoren en sekvens, der omfatter fire forskellige trin:

• Angreb
• Forfald
• Opretholde
• Udgivelse.

Du vil ofte se disse trin forkortet som ADSR.

Lad os gennemgå hvert af disse stadier for at se nærmere på, hvordan de påvirker din lyd.

Angreb

Attack-parameteren dikterer den indledende fase af din synthesizers lydstyrke og bestemmer, om den har en mere gradvis fade-in eller en hurtig, pludselig start.

Attacktid måles normalt i millisekunder og regulerer, hvor hurtigt en lyd opnår sin maksimale intensitet.

Til skarpe og perkussive lyde er den minimale attacktid ideel, mens længere attackindstillinger er mere velegnede til æteriske pads og soundscapes.

Forfald

Decay-parameteren styrer, hvor lang tid det tager for din lyd at stabilisere sig på det vedvarende niveau, indtil tasten slippes. I lighed med attack måles decay-tiden også ofte i millisekunder.

Når decay-tiden er sat til et minimum, får man en mere brat reduktion af lydstyrken fra topniveauet. Det er en almindelig teknik til at skabe meget dynamiske lyde, som f.eks. snares eller plucks, hvor et hurtigt fald i lydstyrken er nødvendigt for at opnå den ønskede effekt.

Opretholde

Sustain-parameteren styrer det generelle niveau, som lyden spiller på, når attack- og decay-faserne er afsluttet. Denne parameter måles i decibel (dB).

Lavere sustain-værdier giver en mere markant kontrast mellem lydens første anslag og dens vedvarende "krop", hvilket resulterer i en mere udtalt artikulation.

Udgivelse

Release-parameteren bestemmer, hvor lang tid det tager for lyden at falde fra sit vedvarende niveau til stilhed, når tasten er sluppet.

Længere release-tider giver tonerne en atmosfærisk hale, mens kortere release-tider giver et mere brat fald i lydstyrken umiddelbart efter, at man har sluppet tangenterne.

Filterindstillinger

Ud over forstærkere kan envelopes ændre alle andre parametre, ligesom lavfrekvente oscillatorer (LFO'er). Filtre har ofte envelopes, der styrer moduleringen af cutoff-frekvensen over tid.

Selvom ADSR-parametrene fungerer på samme måde i denne sammenhæng, er deres indvirkning på lyden forskellig. Ved at eksperimentere med envelope-kontrollerne på dit filter kan du udforske, hvordan forskellige indstillinger påvirker synth-lydens karakter.

LFO'er

Den sidste kritiske komponent i den subtraktive synteses signalflow er lavfrekvensoscillatoren (LFO). Selv om den ligner en traditionel oscillator, har en lavfrekvensoscillator en unik funktion.

Ligesom oscillatorerne i dine primære signalgeneratorer har LFO'er bølgeformer. Men de arbejder ved meget lavere frekvenser, så deres output ikke ville give en genkendelig musikalsk tone, hvis man lyttede direkte til det.

I stedet for at generere en hørbar tone producerer LFO'er cyklisk modulation i din synth-lyd og skaber gentagne mønstre.

Tænk på det som at have en ekstra hånd, der drejer en knap på din synth frem og tilbage i et fast tempo hver gang.

Der er mange parametre i din synth, som kan moduleres med LFO'er. For at give dig en idé om mulighederne er her nogle populære routing-muligheder, som er kendt for at give interessante effekter:

Udforskning af de kreative muligheder ved subtraktiv syntese

På trods af antallet af komponenter, der er involveret, kan det være en fornøjelig og instinktiv proces at skabe lyde med subtraktiv syntese.

Lad os rekapitulere de grundlæggende trin til at skabe en subtraktiv synth-lyd:

Vælg først oscillatoren til at generere den oprindelige lyd, og juster derefter frekvensbalancen med filteret.

For det andet kan du modulere lyden med LFO'er for at tilføje bevægelse.

Til sidst kan du forme lydens envelope med ADSR.

Det er kernen i det hele! Når du først er blevet fortrolig med denne arbejdsgang, bliver det en leg at skabe fantastiske synthlyde.

Nu, hvor du har en god forståelse af det grundlæggende i subtraktiv syntese, kan du hoppe tilbage til din DAW og begynde at designe nogle brugerdefinerede patches!