I waveshapers sono un ottimo modo per arricchire le armoniche di qualsiasi strumento elettrico e creare una firma sonora unica. Probabilmente avrete usato innumerevoli volte effetti che impiegano il waveshaping per fare musica senza nemmeno saperlo!

Quando si inizia ad addentrarsi nel mondo dei waveshapers, è facile perdersi nel mare di funzioni ed equazioni matematiche. In questo articolo esploreremo il concetto di waveshaping in termini semplici e vi mostreremo come utilizzarlo per creare un suono unico.

Waveshaper: Il nome dice tutto

La prima cosa da ricordare è che un waveshaper fa proprio quello che il suo nome implica: manipola le onde sonore, dando vita a suoni più articolati.

Nella produzione audio digitale, il wave-shaping consiste nel modificare un segnale digitale in modo da aumentarne il contenuto armonico. È una tecnica di sintesi sonora che modifica una forma d'onda originale per creare armoniche aggiuntive.

La distorsione e la saturazione rientrano nell'ambito del waveshaping, in quanto questi effetti manipolano l'onda sonora. Ciò che un waveshaper offre in più rispetto a un plugin di saturazione è un maggiore controllo sul comportamento del segnale, consentendo di controllare completamente il contenuto armonico.

A seconda della curva di modellazione, il waveshaper può aggiungere al suono sia armoniche dispari che armoniche pari applicando funzioni di trasferimento specifiche. Ad esempio, l'uso di funzioni di waveshaping polinomiali può aiutare a generare solo armoniche pari o armoniche dispari, a seconda del polinomio utilizzato. Per saperne di più, si veda più avanti.

La natura dell'audio digitale

Capire come vengono registrati i suoni in digitale è fondamentale per capire come funzionano i waveshapers.

Un suono viene chiamato "audio digitale" quando viene memorizzato ed elaborato su computer e altri dispositivi elettronici. A differenza del suono analogico, che è un segnale omogeneo e continuo, l'audio digitale scompone il suono in piccole istantanee chiamate campioni. In pratica, questi campioni sono singole immagini del suono scattate in momenti specifici.

Due elementi definiscono la qualità dell'audio digitale: la frequenza di campionamento e la profondità di bit.

La frequenza di campionamento è il numero di campioni prelevati ogni secondo per creare la versione digitale del suono. Si misura in Hertz (Hz) e una frequenza di campionamento più alta significa una migliore qualità del suono.

Ad esempio, i CD musicali utilizzano una frequenza di campionamento di 44.100 campioni al secondo. Più alta è la frequenza di campionamento, più gli strumenti di wave-shaping sono in grado di elaborare i componenti ad alta frequenza, riducendo l'aliasing e producendo un segnale di uscita più pulito.

La profondità di bit controlla il grado di dettaglio di ciascun campione. Maggiore è il numero di bit, più dettagliato e preciso può essere il suono. Questo è fondamentale per catturare sia le parti tranquille che quelle forti di un suono.

Una maggiore profondità di bit offre un maggiore controllo sull'ampiezza, particolarmente importante quando si applicano funzioni di waveshaping per creare forme d'onda morbide o complesse senza introdurre rumore o artefatti indesiderati.

In che modo i waveshapers influenzano la forma d'onda?

Modificano la forma d'onda applicando una funzione di modellamento al segnale. Questa funzione può essere regolata per esaltare armoniche specifiche o creare timbri completamente nuovi.

Partendo da una semplice onda sinusoidale in ingresso e applicando una funzione di wave shaping si può generare uno spettro più ricco di armoniche, trasformando un tono semplice in un suono più complesso.

Come si può intuire, il livello di controllo sulla forma d'onda è di gran lunga superiore con un waveshaper rispetto a un normale effetto di distorsione o saturazione.

Selezionando e regolando con attenzione la funzione di wave shaping, è possibile prevedere e manipolare il contenuto armonico, creando qualsiasi cosa, dal calore analogico a texture aggressivamente distorte.

Varie tecniche di Waveshaping

La prossima sezione potrebbe risultare un po' troppo impegnativa se non si ha familiarità con le funzioni matematiche.

Una funzione di trasferimento è una formula matematica che definisce il modo in cui un segnale deve essere alterato per produrre un segnale di uscita. A seconda della funzione di trasferimento utilizzata, si otterranno risultati diversi. Ecco alcune tecniche comuni:

Modellazione d'onda polinomiale

Il wave shaping polinomiale è chiamato così perché applica equazioni polinomiali per trasformare il segnale di ingresso.

L'uscita sonora è una funzione del segnale d'ingresso elevato a una certa potenza, che esalta una forma d'onda con armoniche aggiuntive.

Per semplicità, utilizziamo un'onda sinusoidale come segnale di ingresso. Applicando una funzione polinomiale cubica (ad esempio, y=x3y = x^3y=x3), l'onda sinusoidale viene distorta, introducendo armoniche del terzo ordine.

Ciò può aggiungere una distorsione ricca e simile a quella analogica, esaltata dalle armoniche dispari nello spettro di uscita.

Forma d'onda esponenziale

Il wave shaping esponenziale applica una funzione esponenziale al segnale, ottenendo una distorsione netta. L'intensità dell'effetto è controllata dalla base della funzione esponenziale.

Seguendo lo stesso esempio utilizzato per il modellamento delle onde polinomiali, se si applica una funzione esponenziale come y=ex-1y = e^x - 1y=ex-1 a un'onda sinusoidale, la forma d'onda viene rimodellata per creare un suono più aggressivo con un elevato contenuto armonico (cioè con angoli acuti).

Questo tipo di funzione di sagomatura è ideale se si desidera creare armoniche ad alta frequenza con un'uscita più distorta.

Tabella di ricerca Waveshaping

Forse la funzione di wave shaping più complessa, il lookup table wave shaping abbina i valori del segnale di ingresso a un insieme predefinito di valori di uscita memorizzati in una tabella, che dà vita a trasformazioni complesse e non lineari.

In questo caso, i valori d'ingresso dell'onda sinusoidale sono mappati su una curva definita dalla tabella di ricerca. Ciò può produrre suoni imprevedibili e altamente personalizzabili, motivo per cui i compositori sperimentali lo adorano.

Il wave shaping delle tabelle di lookup consente di progettare forme d'onda uniche che non possono essere facilmente ottenute con semplici funzioni polinomiali o esponenziali, dando la possibilità di creare spettri sonori completamente nuovi.

Come padroneggiare il Waveshaping

Vediamo i passi necessari per padroneggiare l'arte del wave shaping in ordine cronologico:

Conoscere tutte le funzioni di modellamento dell'onda

Funzioni di wave-shaping diverse producono strutture armoniche diverse.

Capire e prevedere come cambierà la forma d'onda in base alla funzione utilizzata vi aiuterà a creare il suono desiderato senza passare ore a modellare le onde sonore.

Iniziate in modo semplice. Utilizzate un'onda sinusoidale come segnale di base e iniziate ad applicare diverse funzioni di wave-shaping. Tenete traccia di come ogni funzione modifica la forma d'onda e il suono che ne deriva.

È fondamentale utilizzare un analizzatore di spettro, soprattutto se si è alle prime armi. Il feedback visivo vi aiuterà a capire come la formazione delle onde influisce sul suono e renderà più facile ottenere il suono desiderato.

Ad esempio, quando si applica una funzione a un ingresso sinusoidale, si può osservare direttamente il nuovo contenuto armonico che appare nello spettro di frequenza, aiutando a capire come i diversi parametri di modellazione influenzano il suono.

Provare diversi segnali di ingresso

Le onde sinusoidali, le onde quadre e le forme d'onda complesse reagiscono in modo diverso alla stessa funzione di modellamento dell'onda.

Poiché l'effetto del wave shaping cambia a seconda del segnale di ingresso, provare ad applicare la stessa funzione di wave shaping a un'onda sinusoidale e a un'onda a dente di sega e prestare attenzione alle differenze nel contenuto armonico.

Questo esercizio vi aiuterà a capire come vengono trasformate le diverse forme d'onda e a prevedere i risultati del wave shaping su diversi suoni.

Strumenti di Waveshaping integrati

La maggior parte delle DAW dispone di strumenti per la modellazione delle onde, perfetti per iniziare.

Ableton Live è una delle DAW più diffuse e dispone di un Saturatore che consente di applicare diverse curve di modellamento delle onde e persino di disegnarne di proprie.

Se volete provare, partite dall'impostazione predefinita "Analog Clip" per una linea di basso, quindi modificate la curva o passate a una modalità diversa (come "Soft Sine") per vedere come cambia il suono.

Il miglior software di Waveshaping

FabFilter Saturn 2

FabFilter Saturn 2 è un fantastico plugin di distorsione e wave-shaping che offre numerosi stili di distorsione ed elaborazione audio multi-banda. È inoltre dotato di infinite opzioni di modulazione per modellare il suono in modo autonomo.

Il Saturn 2, evoluzione del già eccellente FabFilter Saturn, presenta un'interfaccia ridisegnata, stili di distorsione aggiuntivi, generatori di inviluppo potenziati e migliori capacità di modulazione.

Il plugin offre un controllo preciso sul contenuto armonico e sugli spettri del vostro audio, sia che cerchiate un calore sottile o una distorsione estrema.

Siero (Xfer Records)

Serum è un eccellente sintetizzatore wavetable con eccezionali capacità di modellare le onde attraverso le modalità Warp.

È possibile applicare vari algoritmi di wave-shaping come Bend, Mirror o Sync direttamente alla wavetable, modificando i coefficienti in tempo reale. Per farlo, caricate una wavetable di base in Serum e applicate la modalità Warp "Bend +". Aumentando la quantità, la forma d'onda si piegherà e cambierà forma, introducendo nuove armoniche.

Serum migliora la manipolazione creativa della forma d'onda in ingresso, offrendo un feedback visivo in tempo reale che consente di vedere esattamente come le modifiche influiscono sul segnale in uscita.

Waves MetaFilter

Waves MetaFilter combina il filtraggio con il wave shaping, consentendo di modellare il suono mentre viene filtrato.

È possibile aggiungere la distorsione al segnale filtrato, per ottenere texture aggressive che possono evolvere in modo organico e imprevedibile. Questo conveniente plugin offre numerose funzionalità di modellamento, di seguito all'inviluppo, di controllo dell'LFO e del sequencer, di drive, di opzioni di bit-crushing, di delay, di sidechain e di MIDI learn.

u-he Zebra 2

Zebra è un sintetizzatore modulare che consente di disegnare le proprie curve di forma d'onda. È estremamente popolare perché è intuitivo, ha un'interfaccia facile da usare per i principianti e offre numerose opzioni di personalizzazione della forma d'onda.

Per creare un semplice oscillatore in Zebra e farlo passare attraverso il waveshaper, disegnate una curva di wave shaping asimmetrica per introdurre armoniche uniformi, quindi modulate i parametri della curva con un LFO per creare un suono dinamico e analogico.

Pensieri finali

Spero che questa guida abbia contribuito a chiarire un po' di confusione che ruota attorno ai cosiddetti strumenti di waveshaping. Manipolare l'audio a tal punto richiede di imparare tutto ciò che riguarda la natura del suono e il modo in cui viene tradotto in contenuti digitali.

I principi del wave shaping potrebbero essere difficili da applicare all'inizio, ma una volta acquisiti, vi renderete conto che questo strumento può ampliare notevolmente la vostra tavolozza sonora e darvi il pieno controllo sulla vostra produzione musicale.

Divertitevi!