Onder de talloze manieren om geluiden te maken met synthese, zijn additieve en subtractieve synthese twee van de vier belangrijkste pijlers naast FM en wavetable synthese.

Als je de basis van elke methode begrijpt, kun je een basis leggen voor een diepere band met je muziek en je synthesizers (zowel software als hardware), zodat je precies kunt verwoorden wat je in je geestesoog hoort.

In deze gids gaan we dieper in op additieve en subtractieve synthese, zodat je deze technieken kunt gaan gebruiken om je geluiden vorm te geven en nieuwe deuren te openen naar creatieve expressie.

Wat is additieve synthese?

Ik zie additieve synthese graag als schilderen met een leeg doek. Om het geluid te krijgen dat je wilt, moet je zorgvuldig één streek per keer toevoegen. In dit geval zijn dat harmonischen. Deze methode werkt volgens het principe dat elk complex geluid kan worden opgesplitst in zijn fundamentele componenten, die pure sinusgolven zijn met verschillende frequenties, amplitudes en fases.

Additieve synthese werkt door geluid vanaf de grond op te bouwen, wat een behoorlijk hoge mate van controle en precisie oplevert.

Natuurlijk denk je misschien,

Wat zijn harmonischen in vredesnaam?

In hun eenvoudigste definitie zijn harmonischen in wezen de meervoudige frequenties waaruit een geluid bestaat. Elke harmonische is een zuivere toon of sinusgolf die bijdraagt aan het algehele timbre en karakter van het geluid. De eerste harmonische, of de fundamentele frequentie, bepaalt de toonhoogte die we waarnemen, terwijl de daaropvolgende harmonischen (boventonen) textuur, rijkdom en kleur toevoegen.

In additieve synthese zijn harmonischen de kleine componenten die we kunnen modelleren en manipuleren om unieke geluiden te creëren.

Het proces begint met stilte. Van daaruit kunnen we selectief harmonischen toevoegen en hun frequenties, amplitudes en fases aanpassen om het gewenste geluid te creëren. Het nadeel van de nauwgezette aard van additieve synthese is echter dat het zowel CPU-intensief als veeleisend kan zijn wat betreft ons begrip van geluidsstructuur.

Een geschiedenis van additieve synthese

De geschiedenis van additieve synthese gaat terug tot een van de oudste en meest majestueuze muziekinstrumenten van de mensheid: het kerkorgel. Dit grote instrument belichaamde de principes van additieve synthese lang voordat de term werd bedacht, omdat het verschillende pijpen combineerde, die elk een enkele toon produceerden, om een voller, complexer geluid te creëren.

Door aan verschillende registers te trekken, konden organisten deze tonen effectief in lagen opbouwen, waarbij ze de mix van harmonischen in real-time konden regelen, een proces dat opmerkelijk veel lijkt op moderne additieve synthese.

Dit concept om geluiden op te bouwen uit losse componenten werd revolutionair en toegankelijker met de komst van het Hammondorgel in de jaren 1930. Het Hammond orgel verschilde op verschillende manieren van het traditionele pijporgel, met name hoe het geluid werd gegenereerd. In plaats van te vertrouwen op lucht die door pijpen stroomt, gebruikte het toonwielen om zijn oscillaties te creëren, wat een rijkere, ietwat complexere toon voortbracht. De Hammond introduceerde ook trekstangen, zodat spelers het geluid konden manipuleren op een manier die doet denken aan wat additieve synthese zou worden, zij het met een vaste set harmonische keuzes in plaats van de oneindige mogelijkheden.

De sprong naar echte additieve synthese in elektronische instrumenten werd gemarkeerd door de introductie van de Kawai K5 aan het eind van de jaren 1980. De K5 was een van de eerste digitale synths die additieve synthese gebruikte als belangrijkste methode om geluiden te genereren. In tegenstelling tot zijn voorgangers konden gebruikers met de K5 individuele harmonischen direct manipuleren, wat een ongekend niveau van controle bood.

Met deze synth kon je geluiden vormgeven door de amplitude, frequentie en fase van maximaal 128 harmonischen in realtime aan te passen, wat de weg vrijmaakte voor het ingewikkelde en gedetailleerde geluidsontwerp dat software-achtige additieve synthese vandaag de dag definieert.

Additieve synthese in het digitale tijdperk

Additieve synthese heeft een serieuze transformatie ondergaan in het digitale oor, waarvan veel is aangedreven door pure computerkracht. Tegenwoordig kun je eindeloos veel softwaresynthesizers vinden die de kracht en mogelijkheden van additieve synthese benutten. Hier zijn een paar van mijn favorieten:

Logic Pro - Alchemie

Ooit was Alchemy een standalone synthesizer, maar uiteindelijk integreerde Apple het in Apple Logic Pro. Deze synthesizer heeft een robuuste additieve engine met een mix van sampling en synthese. Het is vooral sterk voor morphing tussen geluiden.

Naast de spectrale en additieve synthesemogelijkheden vind je een enorme bibliotheek met bronnen en effecten, waardoor het een veelzijdige tool is voor het maken van weelderige pads en dynamische leads.

Beeldlijn - Harmor

Harmor benadert geluidsontwerp op een allesomvattende manier, precies zoals je van Image-Line zou verwachten. Het tilt additieve synthese naar een hoger niveau door de integratie van beeldsynthese, waarbij je beelden letterlijk kunt omzetten in geluid, wat een unieke brug vormt tussen visuele en auditieve media.

Met de hersynthesemogelijkheden kun je bestaande geluiden ook op harmonisch niveau manipuleren, waardoor het een krachtig hulpmiddel is voor zowel het creëren van nieuwe geluiden als het transformeren van gesamplede audio.

Native Instruments - Scheermes

Razor is een van mijn favoriete additieve synthesizers. Hij heeft een niche in de digitale synthesizermarkt veroverd met zijn geavanceerde, ultramoderne ontwerp. Hij is gemaakt met de hedendaagse producer in gedachten en levert scherpe, rijke en enorm gedetailleerde geluiden.

De interface is prachtig en biedt een overvloed aan visuele feedback die het ingewikkelde proces van het vormgeven van harmonischen intuïtief en boeiend maakt. In feite is een van de belangrijkste functies van Razor waar ik van hou de mogelijkheid om geluid te manipuleren in een visueel meeslepende omgeving. Plus, met een dynamisch scala aan filters, effecten en modulatoren, kun je alles maken van agressieve, Hans Zimmer-achtige bassen tot zweverige, etherische pads. Het is misschien wel een van de meest veelzijdige synths op de huidige markt.

Wat is subtractieve synthese?

Weg van de rijke, gelaagde wereld van additieve geluidssynthese bevinden we ons in het heilige rijk van subtractieve synthese, een synthesizertaal die het geluid van ontelbare platen heeft gevormd.

Terwijl additieve synthese geluiden opbouwt door harmonischen in lagen aan te brengen, volgt subtractieve synthese de tegenovergestelde benadering.

Je begint met een harmonisch rijke golfvorm, zoals een blok-, zaagtand- of pulsgolf, en haalt er frequenties uit met behulp van filters, LFO's en envelopgeneratoren om het geluid vorm te geven en te kneden. Denk aan het beeldhouwen van marmer, waarbij je materiaal verwijdert om de vorm binnenin te onthullen.

Subtractieve synthese kan vele vormen aannemen, maar het is al lang beroemd om de warme, resonerende geluiden die het produceert. Een typisch voorbeeld van subtractieve synthese aan het werk is het iconische nummer "Jump" van Van Halen. De memorabele lead-synthlijn van het nummer werd gespeeld op een Oberheim OB-Xa, die aantoonbaar een van de populairste hardwaresynths aller tijden werd.

Een geschiedenis van subtractieve synthese

We kunnen subtractieve synthese helemaal terugvoeren tot de vroege experimenten met elektronische instrumenten.

De opkomst van subtractieve analoge synthesizers wordt echter vaak toegeschreven aan het pionierswerk van Robert Moog en Donald Buchla in de jaren 1960. Vooral Moog speelde een cruciale rol met de introductie van de Moog synthesizer, die synoniem werd met subtractieve synthese.

Dit instrument had oscillatoren die rijke, rauwe klanken genereerden, die vervolgens met behulp van filters, enveloppen en modulatoren konden worden omgevormd tot een groot aantal verschillende tonen. In veel opzichten was het de synthesizer van Moog die subtractieve synthese naar de voorgrond van de muziek bracht.

Een van de eerste en meest invloedrijke composities waarin subtractieve synthese werd gebruikt, was "Switched-On Bach" van Wendy Carlos in 1968. Dit baanbrekende album gaf een nieuwe vorm aan Bachs composities met behulp van Moog synthesizers en demonstreerde het muzikale potentieel van elektronische instrumenten, waardoor ze een solide basis kregen als serieuze instrumenten voor moderne muziekproductie.

Terwijl Robert Moog vaak wordt geprezen voor het populariseren van subtractieve synthese, waren de bijdragen van Donald Buchla even baanbrekend, zij het met een andere filosofie. Buchla werkte rond dezelfde tijd als Moog aan de westkust van de Verenigde Staten, toen hij de Buchla Box introduceerde, een instrument dat de nadruk legde op experimentele geluiden en complexe modulatie in plaats van de traditionele keyboardinterface waar Moog de voorkeur aan gaf.

Buchla's benadering van synthese en instrumentontwerp was van grote invloed op avant-garde en elektronische muziek. Hij verlegde de grenzen van wat mogelijk was met elektronische muziek, hoewel zijn werk misschien minder mainstream is dan dat van Moog.

Naarmate de technologie voortschreed, evolueerde subtractieve synthese met de introductie van polyfone synthesizers aan het eind van de jaren 1970 en digitale synthesizers in de jaren 1980. Deze ontwikkelingen breidden de mogelijkheden van subtractieve synthese uit en boden complexere golfvormen en geluidsontwerpopties. Bovendien vergemakkelijkte het de integratie in zowat elk genre, van rock tot pop tot hiphop.

Hoe werkt subtractieve synthese?

Subtractieve synthese is uniek omdat het begint met het genereren van een rijke, complexe golfvorm, meestal geproduceerd door een oscillator. Deze golfvorm, vaak een zaagtand-, blok- of pulsgolf, bevat een breed spectrum aan harmonischen.

Gebruikers kunnen dat ruwe geluid vervolgens omvormen tot iets muzikaal aangenaams of interessants door bepaalde frequenties weg te laten. Het belangrijkste gereedschap voor deze taak is het filter, dat selectief frequenties uit het geluid verwijdert. Laagdoorlaatfilters, die frequenties onder een bepaald afkappunt doorlaten en hogere frequenties verzwakken, zijn vooral gebruikelijk in subtractieve synthese. Hoogdoorlaat- en banddoorlaatfilters hebben een vergelijkbare functie, hoewel ze zich op verschillende delen van het frequentiespectrum richten.

Enkele andere belangrijke besturingselementen in subtractieve synthese zijn envelopgeneratoren, die de amplitude van het geluid in de loop van de tijd vormgeven en bepalen hoe het evolueert vanaf het moment dat een noot wordt gespeeld tot het vervaagt. Envelopes hebben meestal vier stadia: attack, decay, sustain en release (ADSR), waardoor gebruikers ze op veel manieren kunnen vormgeven.

Laagfrequente oscillatoren (LFO's) bieden ook modulatiemogelijkheden, die beweging toevoegen aan het geluid als een speler verschillende parameters moduleert, zoals toonhoogte, filter cutoff of amplitude, bij een lage frequentie.

Een van de redenen waarom ik subtractieve synthese verkies boven additieve synthese is dat je met subtractieve synths vaak een meer intuïtieve en onmiddellijke respons krijgt. Het vormgeven van geluid door frequenties te verwijderen is een zeer praktische aanpak en het verkrijgen van warme, rijke geluiden die goed in een mix passen kan snel worden gedaan, vooral voor bassen, leads en pads.

Bovendien hebben zowel hard- als softwarematige subtractieve synths meestal gebruiksvriendelijke interfaces die aanzetten tot experimenteren, wat het veel gemakkelijker maakt voor beginners die gewoon de basis van synthese onder de knie willen krijgen.

Subtractieve synthese in het digitale tijdperk

Hoewel hardwarematige subtractieve synthesizers weer helemaal in zijn, kan het prijzig zijn om die voelbare knoppen en faders in handen te krijgen. Gelukkig kun je wat geld besparen en een heel analoog geluid krijgen met de vele subtractieve softwaresynthesizers die er zijn.

Sterker nog, veel subtractieve softwaresyntheses overtreffen hun hardware tegenhangers op het gebied van flexibiliteit, waardoor ze geweldig zijn voor geluidsontwerpers en mensen die graag experimenteren. Laten we eens kijken naar een paar van de beste opties.

Xfer Records - Serum

Serum is al heel lang een van de beste softwaresynths die er zijn. Het heeft niet alleen de schoonste en meest flexibele oscillatoren van alle VST-synths die ik kan bedenken, maar het biedt ook eindeloze modulatiemogelijkheden en een intuïtieve visuele interface die complexe geluidsontwerpprocessen demystificeert.

Wat Serum onderscheidt, is de mogelijkheid tot wavetable synthese. Je kunt naadloos wisselen tussen een groot aantal golfvormen, niet alleen de klassieke zaagtand-, blok- of sinusgolven die typisch zijn voor subtractieve synthese. Deze flexibiliteit, gecombineerd met een krachtige dubbele filtersectie die geluiden serieel of parallel kan verwerken, stelt je in staat geluiden te genereren variërend van subtiele pads tot wiebelende bassen en nog veel meer.

De drag-and-drop modulatietoewijzing maakt het proces nog eenvoudiger, terwijl de real-time golfvormvisualisatie onmiddellijke visuele feedback geeft. In veel opzichten is het ook een educatieve tool! Als kers op de taart krijg je een hoogwaardig effectenrek met onder andere reverb, delay en distortion, waarmee je alle tools in handen hebt om de finishing touch aan elk geluid te geven.

Native Instruments - Massive X

Massive X is een zwaargewicht in de categorie subtractieve synthese en heeft zijn reputatie door de jaren heen verdiend met zijn kenmerkende "vette" geluid en uitgebreide modulatiemogelijkheden. De eerste versie van Massive was in zijn eentje verantwoordelijk voor enkele van de grootste EDM-hits van begin jaren 2000.

Native Instruments ontwierp Massive met de focus op het produceren van rijke, diepe bassen en stijgende leads, waarvan er veel niet meer weg te denken zijn uit de elektronische muziek. De unieke benadering van routing en modulatie, waarbij vrijwel elke parameter met slepen en neerzetten kan worden gemoduleerd, biedt ongekende creatieve vrijheid.

Met de performers en stepper modulatiebronnen kun je statische geluiden transformeren in evoluerende, ritmische texturen. Bovendien kan de oscillatorgedeelte van de synthesizer zowel klassieke analoge golfvormen als ingewikkelde digitale timbres produceren, dus wat voor soort muzikale geluiden je ook zoekt, Massive kan het leveren. Een must voor iedereen die elektronische muziek maakt.

LennarDigital - Sylenth1

Sylenth1 voelt voor sommigen misschien wat gedateerd aan, maar wat betreft de legendarische status van softwaresynths verdient het alle liefde die het kan krijgen.

Het heeft een zeer helder, digitaal geluid en een eindeloze reeks patches en presets waarmee je zo'n beetje elke toon kunt kiezen die je maar kunt bedenken. Desondanks emuleert het prachtig de subtiele imperfecties van hardware oscillatoren en filters, waardoor het een levensechte kwaliteit krijgt.

De architectuur van Sylenth1 bestaat uit vier oscillatoren, twee filtersecties en een reeks modulatieopties, waardoor een breed scala aan geluiden mogelijk is. Met een gestroomlijnde en gerichte gebruikersinterface is het net zo toegankelijk voor beginners als opwindend voor experts.

Laatste gedachten

De meeste synthgebruikers die ik ken hebben geen serieuze voorkeur tussen additieve en subtractieve synthese, omdat ze allebei nuttig zijn in bepaalde situaties. Ik zou aanraden om een aantal van de bovenstaande VST-opties uit te proberen en te experimenteren om erachter te komen wat het beste bij je past!