FM Synthesis er den soniske arkitekten bak noen av de mest ikoniske låtene på 80- og 90-tallet. På mange måter revolusjonerte den musikkproduksjonen med sine særegne og eklektiske lyder.

FM-syntesen la grunnlaget for en ny bølge av musikk, fra det elektriske suset fra forvrengte basslinjer til det krystallklare skimret fra digitale bjeller. Men for mange håpefulle produsenter kan FM-syntese føles komplisert og overveldende, spesielt når du begynner å grave deg ned i det intrikate nettet av modulatorer og bærere.

Men frykt ikke! I denne artikkelen skal vi avmystifisere FM-syntese, bryte ned komponentene og utforske noen forskjellige alternativer for maskinvare- og programvaresynther du kan legge til i arsenalet ditt i dag.

Hva er FM-syntese?

FM-syntese er en forkortelse for frekvensmodulasjonssyntese.

I bunn og grunn dreier det seg om å modulere en bølgeforms frekvens (bærebølgen) med en annen bølgeforms frekvens (modulatoren), noe som skaper komplekse harmoniske og inharmoniske lyder som er både rike og dynamiske. Samspillet mellom bærebølge og modulator kan produsere et stort spekter av klangfarger, fra naturlig klingende instrumenter til helt nye, digitale lyder som er vanskelige å kategorisere.

Prosessen starter med bærebølgen, for eksempel en enkel bølgeform som en sinusbølge, som i seg selv høres ren og beskjeden ut. Modulatoren, en annen bølgeform, endrer deretter frekvensen til bærebølgen og introduserer nye frekvenser som kalles sidebånd. Frekvensen og amplituden til modulatoren bestemmer karakteren og intensiteten til den resulterende lyden. Ved å justere disse parameterne, sammen med modulasjonsindeksen, kan du generere et bredt spekter av lydstrukturer.

Det som gjør FM-syntesen spesielt kraftfull, er dens evne til å skape komplekse lyder ved hjelp av relativt lite regnekraft. Dette er en av grunnene til at den var så populær i digitale synthesizere på 1980-tallet. Til tross for den tekniske kompleksiteten kan du åpne opp en verden av muligheter for lyddesign når du forstår den grunnleggende arbeidsflyten.

Komponentene i FM-syntese

For å forstå FM-syntesens magi fullt ut, må du først forstå dens nøkkelkomponenter, som hver for seg spiller en tydelig rolle i utformingen av den endelige lyden. Fra operatørene som fungerer som byggesteinene i FM-tonene til dansen mellom bærebølge og modulatorer, er det flere elementer som spiller sammen for å skape lydene FM-syntese er kjent for. La oss dykke dypere ned i hvert enkelt element!

Operatører

FM-operatorer er de grunnleggende lydgenererende komponentene i FM-syntese. Disse fungerer i hovedsak som individuelle analoge oscillatorer. Hver FM-operator kan enten fungere som en bærer, som produserer hørbar lyd, eller som en modulator, som påvirker frekvensen og dermed klangfargen til bæresignalet.

Operatørene genererer grunnleggende bølgeformer - som sinusbølger - som deretter kan moduleres for å skape mer komplekse lyder. FM-syntesens sanne kraft ligger imidlertid i hvordan disse operatørene kobles sammen og moduleres. Resultatet er at du får tilgang til et stort utvalg av lyder.

Bærere og modulatorer

"Bærere" og "modulatorer" refererer til rollene som operatørene kan spille i synteseprosessen.

Bærebølger er de operatørene som produserer den faktiske lyden du hører, og som fungerer som det grunnleggende lydsignalet, mens modulatorer ikke produserer lyd som er direkte hørbar for lytteren. I stedet påvirker eller "modulerer" de frekvensen til bærebølgen, og endrer dermed det harmoniske innholdet og klangfargen.

Det er samspillet mellom disse to som genererer de komplekse lydene som finnes i FM-syntese. Når du varierer frekvensen, amplituden og modulasjonsindeksen til modulatorene, kan du skape alt fra subtile vibratoeffekter til dramatiske endringer i lydens harmoniske struktur.

Algoritmer

Jeg liker å se på FM-algoritmer som planene som dikterer hvordan operatørene er koblet sammen. Hver algoritme representerer en spesifikk operatørkonfigurasjon, og bestemmer hvordan de påvirker hverandre.

Algoritmene definerer modulasjonsstrukturen, og angir hvilke operatorer som modulerer andre, og i hvilken rekkefølge interaksjonene skjer. Dette strukturelle rammeverket er avgjørende, ettersom det har direkte innvirkning på de klanglige mulighetene. Ulike algoritmer kan gi svært forskjellige resultater ved hjelp av ulike typer modulasjonsruting, selv med det samme settet med operatorer.

Konvoluttgeneratorer

Deretter har vi envelope-generatorer, som er der for å forme den dynamiske konturen til en lyd over tid. De bestemmer hvordan amplituden til både bærere og modulatorer endrer seg fra det øyeblikket en tone utløses til den slutter, noe som påvirker det generelle uttrykket og bevegelsen i lyden.

Envelop-generatorer bruker vanligvis ADSR-parametere - Attack, Decay, Sustain og Release - for nøyaktig kontroll over hvor raskt en lyd når toppvolumet (Attack), hvordan den avtar til Sustain-nivået, og til slutt hvordan den fader ut (Release).

Ved å bruke envelope-generatorer i FM-syntese kan vi ikke bare forme lydens volumkonvolutt, men også dramatisk endre klangkarakteristikken gjennom hele lydens varighet.

Forholdstall

Forholdet mellom frekvensene til bæresignalet og modulatorsignalet er definert av et frekvensforhold, og det er dette forholdet som avgjør om lyden som sendes ut, er harmonisk eller ikke.

Når forholdet består av hele tall (for eksempel 1:1, 2:1, 3:2), får du harmoniske og musikalsk konsonante lyder, som ofte ligner på tradisjonelle musikkinstrumenter. Dette er lyder der frekvensene til de produserte overtonene er heltallsmultipler av en grunnfrekvens.

Når forholdet derimot ikke er heltall (f.eks. 1,5:1, 2,7:1), blir resultatet uharmoniske og ofte mer perkussive eller klokkelignende lyder, som er musikalsk dissonante. Disse inharmoniske lydene har ikke overtoner som er heltallsmultipler av en grunnfrekvens, og derfor får man ofte mer komplekse toner eller metalliske FM-lyder.

Tilbakemeldinger

Feedback oppstår når utgangen fra en operatør (i denne sammenhengen en sinusgenerator) rutes tilbake til seg selv. Denne prosessen skaper en mer kompleks bølgeform, og introduserer ekstra overtoner eller overtoner for å berike lydens tekstur.

Det er verdt å merke seg at tilbakekobling oftest brukes på en modulator. Når en modulator modulerer sin egen frekvens gjennom feedback, endrer den bølgeformen og går fra en enkel sinusbølge til en mer kompleks form. Denne kompleksiteten tilfører lyden et harmonisk eller inharmonisk innhold, avhengig av hvor mye feedback som brukes.

Resultatet er at du kan få en rekke komplekse klangfarger, fra tykke leads til aggressive, forvrengte basser. Det er også et flott verktøy for lyddesignere som ønsker å skape klanger som utvikler seg.

En kort historikk om FM-syntese

FM-syntesen kan takke John Chowning for mye av sin utvikling og popularisering. På slutten av 1960-tallet begynte Chowning, en komponist og forsker ved Stanford University, å utforske potensialet i FM-syntese som et middel til å skape komplekse lyder.

Hans banebrytende oppdagelse - at man ved å modulere frekvensen til en bølgeform med en annen kunne produsere et bredt spekter av både harmoniske og inharmoniske lyder - la grunnlaget for FM-syntese. Metoden var ikke bare nyskapende, men også svært effektiv, noe som gjorde den egnet for digital implementering. Chownings arbeid førte til at Stanford University lisensierte teknologien til Yamaha, noe som markerte begynnelsen på FM-syntesens kommersielle reise.

Yamaha GS-1 ble lansert i 1980 og var den første kommersielle FM-synthesizeren som gjorde sitt inntog i musikkbransjen. På grunn av sin størrelse, kompleksitet og pris var GS-1 imidlertid bare tilgjengelig for en håndfull musikere og studioer.

Denne eksklusiviteten endret seg med introduksjonen av Yamaha DX7 i 1983. DX7 brukte Chownings FM-synteseprinsipper, men den var banebrytende når det gjaldt lydegenskaper, pris og bærbarhet. Lyden var utrolig distinkt og hadde den lyse, fyldige, digitale klangfargen som var en viktig del av 1980-tallets musikk, spesielt innen pop og rock.

På mange måter markerte introduksjonen av denne FM-synthen et betydelig skifte i musikkproduksjonslandskapet, og oppmuntret til å ta i bruk digitale synthesizere.

Arven etter FM-syntesen stoppet selvfølgelig ikke med maskinvaren.

Da verden gikk over i den digitale tidsalderen, fikk FM-syntesen nytt liv i form av VST-plugins (Virtual Studio Technology). Disse programvaresynthesizerne etterligner lyden og funksjonaliteten til tradisjonelle FM-synthesizere, samtidig som de tilbyr større fleksibilitet og integrering i DAW-er.

I dag er FM-synther fortsatt i utvikling, og gir musikere og produsenter en stadig voksende verktøykasse for lyddesign.

FM-syntetisatorer for maskinvare

FM-synthesizere i maskinvare kom for fullt på 1980-tallet, og noen av modellene ble klassiske FM-synthesizere som fortsatt er i bruk den dag i dag. La oss ta en titt på noen av de mest ikoniske FM-apparatene.

Yamaha DX7

Som vi allerede har vært inne på, er Yamaha DX7 noe av en monumental figur innen FM-syntese. På mange måter var det denne FM-syntesen som innvarslet den utbredte bruken av frekvensmodulasjonssyntese i musikkproduksjon.

DX7 kom på markedet i 1983 og forandret landskapet med sin klarhet, komplekse harmonikk og uendelige lydmuligheter. Musikere elsket den for dens ufattelige palett av lyder, inkludert de elektriske pianoene og bassene som definerte 80-tallets poplyd. I dag kan vi fortsatt høre de drømmende padsene og de gjennomtrengende leadsene i synthwave-musikken.

Det virkelig fine med DX7 var imidlertid grensesnittet, som besto av et beskjedent antall knapper og en enkelt glidebryter for data. Dette var et brudd med datidens analoge synther med mange knapper, og utfordret musikere til å utforske lyddesign på nye måter. Til tross for læringskurven var DX7 likevel en relativt effektiv synth. Med sin dype programmering tilbød den en kreativitet uten sidestykke på den tiden.

Selv i dag er den en av de mest holdbare og pålitelige klassiske synthene, og det er grunnen til at den ble en fast inventar i studioer og på scener over hele verden.

Elektron Digitone

Skaperne av Elektron Digitone tok en moderne vri på tradisjonell FM-syntese, og blandet kompleksiteten i digital lydgenerering med den intuitive arbeidsflyten som Elektron er kjent for.

Denne kompakte digitale FM-synthen ble lansert på slutten av 2010-tallet, og den har gjort FM-syntesen mer tilgjengelig og musikalsk uttrykksfull enn noen gang tidligere. I motsetning til mange andre FM-synther er den laget med et elegant, brukervennlig grensesnitt og en robust konstruksjon. Første gang jeg spilte med den, ble jeg overrasket over hvor enkelt det var å velge forskjellige lyder uten den bratte læringskurven som ofte forbindes med FM-syntese.

Kjernen i Digitone er en kraftig FM-motor med fire operatorer, supplert med Elektron's karakteristiske step-sequencer, som gjør det mulig å lage intrikate rytmiske mønstre og sekvenser. Den har en mer innovativ tilnærming til FM-syntese ved å forenkle modulasjonsmatrisen og tilby praktisk kontroll over lydformingen.

Det er langt mer intuitivt enn man skulle tro å sette seg inn i lyddesignet med denne synthen, og med multimode-filtre og effekter får du en fin varme og dybde som fungerer som en motvekt til den potensielt kalde presisjonen i digitale FM-lyder.

I tillegg til at den briljerer som et frittstående instrument, sørger MIDI- og Overbridge-funksjonene for at den passer perfekt inn i ethvert oppsett og bygger bro mellom maskinvare- og programvaremiljøer for musikkproduksjon.

Korg Opsix

Korg Opsix var et stort sprang fremover i utviklingen av frekvensmodulasjonssyntese. Den kombinerte dybden og allsidigheten til tradisjonell FM-lydgenerering med et nivå av tilgjengelighet og praktisk kontroll som vanligvis ikke forbindes med FM-synther.

Opsix ble introdusert i 2020, midt i en tilsynelatende verdenskollaps, og var et lyspunkt for FM-syntese og maskinvaresyntesefans generelt. Den gjorde digital FM-syntese mer tilgjengelig for et bredt spekter av brukere, uten at det gikk på bekostning av den lydmessige kompleksiteten som har gjort den så verdsatt.

En av de mest iøynefallende funksjonene til Opsix er det innovative grensesnittet, som inkluderer en detaljert OLED-skjerm og en rekke knotter og skyveknapper som gir umiddelbar taktil kontroll over parametrene. Jeg elsker en taktil synth som er enkel å navigere i, siden det gjør det mye mer intuitivt å velge komplekse klangfarger.

Opsix utvider paletten utover tradisjonell FM med en hybridtilnærming som inkluderer bølgeforming, filtrering og effekter. Du kan skape et mye bredere spekter av lyder, fra krystallklare bjeller til pads i utvikling.

Opsix briljerer også med sin evne til å gå utover de klassiske oppsettene med 4 eller 6 operatører, og tilbyr en "endret" FM-modus som introduserer nye operatørmoduser og moduleringsalternativer. Den polyfoniske sequenceren, bevegelsessekvenseringen og arpeggiatoren gjør den til et absolutt kraftverk for både studioproduksjon og liveopptredener.

Programvare-FM-syntetisatorer

Programvare dominerer markedet for musikkproduksjon i dag, og takket være de mange store merkene og utviklerne finnes det et stort utvalg av fantastiske FM-synther å velge mellom.

Native Instruments FM8

Native Instruments' FM8 har blitt noe av en titan i landskapet av programvare-FM-synthesizere. Siden den ble lansert som FM7 i 2002, har den vært kjent for sin sofistikerte dybde og fleksibilitet.

FM8 bygger på FM-syntesens rike arv, men har snart 18 år på baken, og tilbyr en relativt moderne vri med et brukervennlig grensesnitt og uendelige lydmuligheter. Den kombinerer de intrikate, harmoniske teksturene som kjennetegner FM-syntese, med et moderne design som forenkler programmeringsprosessen og gjør den tilgjengelig for alle typer brukere.

Det var en av de første programvaresynthene jeg fikk tak i, og jeg bruker den fortsatt den dag i dag.

Hjertet i FM8 er den kraftige lydmotoren, som er mer enn i stand til å produsere alt fra varme, klassiske klokketoner som minner om vintage FM-synther, til banebrytende teksturer og leads som flytter grensene for digital syntese helt ut.

Matriseskjermen føles kanskje litt utdatert på dette tidspunktet, men med det enorme biblioteket med forhåndsinnstillinger har du alltid et godt utgangspunkt for å begynne å utforske.

Bølger Strømning Bevegelse

Waves Flow Motion er kanskje en av mine favorittprogramvaresynther som har kommet ut det siste tiåret. Det er bare noe med den tøffe og skarpe FM-lyden som er vanskelig å finne andre steder.

Den kombinerer tradisjonelle FM-syntese-teknikker med et visuelt engasjerende og svært intuitivt grensesnitt. En av måtene Waves klarte å skille ut denne synthen på, var ved å tilby brukerne en umiddelbar og praktisk opplevelse. Hvis du ikke allerede har skjønt temaet i denne artikkelen, kan FM-syntese ofte føles komplisert og utilgjengelig, og det er derfor jeg er en stor fan av programvare som forenkler prosessen.

Det innovative grafiske grensesnittet gjør det enkelt å lage, koble til og manipulere FM-lyder, og se hvordan de ulike komponentene i lydene utvikler seg i sanntid ved hjelp av dynamisk visuell tilbakemelding.

Med så mange flotte forhåndsinnstillinger lar Flow Motion deg raskt finne den lyden du hører i hodet ditt. Du får fire fleksible FM-oscillatorer med en allsidig modulasjonsmatrise og en rekke innebygde effekter, noe som gir deg uendelig inspirasjon, uansett hva slags musikk du lager.

Jeg har egentlig aldri tenkt på Waves som en VST-instrumentdesigner, og Flow Motion har på mange måter endret alt dette for meg.

Arturia DX7 V

Uansett om du mangler penger eller studioeiendom, betyr ikke det at du ikke kan få tak i lydene fra en av de mest berømte FM-synthesizerne gjennom tidene.

Arturia DX7 V er en omhyggelig digital gjenskapning av den ikoniske Yamaha DX7. Den bringer alle de viktigste lydene fra FM-syntesen inn i moderne produksjon med bemerkelsesverdig autentisitet (som med mange Arturia-produkter).

Som selskapet gjør med alle sine synth-emuleringer, har Arturia strukket seg langt for å sikre at DX7 V ikke bare emulerer de særegne klanglige egenskapene til sin forgjenger, men også utvider den med nye funksjoner som passer til dagens arbeidsflyter for musikkproduksjon.

Med sitt intuitive grensesnitt bryter DX7 V ned den originale DX7s beryktede komplekse programmeringsbarriere, og tilbyr brukerne en mer tilgjengelig måte å utforske og skape lyder på. Med den nye modulasjonsmatrisen, de nye oscillatoralternativene og den innebygde effektmotoren utvider DX7 V mulighetene for lyddesign betydelig utover det som var mulig med det opprinnelige instrumentet.

Nå kan du enkelt navigere gjennom lag med FM-syntese og skape nesten hvilken som helst lyd du måtte ønske på det som føles som et øyeblikk.

Avsluttende tanker

Frekvensmodulasjon er et komplekst dyr, og jeg håper at denne korte guiden har gjort det litt mer tilgjengelig for deg. Fra grunnlaget som ble lagt av John Chownings banebrytende arbeid til programvareinnovasjonene som fortsetter å presse FM-syntese inn i nye kreative territorier, er det en synteseform som er vel verdt å utforske.

Enten du skal arrangere din neste synthwave-hit, designe lyder til en storfilm eller bare prøve deg frem med en ny FM-synth, er det så mye å utforske! Ha det gøy og bli eksperimentell.