Waveshapers zijn een geweldige manier om de harmonischen van elk elektrisch instrument te verrijken en een unieke geluidssignatuur te creëren. Je hebt waarschijnlijk al ontelbare keren effecten met waveshaping gebruikt bij het maken van muziek zonder dat je het wist!

Als je je begint te verdiepen in de wereld van de waveshapers, kun je gemakkelijk verdwalen in de zee van wiskundige functies en vergelijkingen. In dit artikel verkennen we het concept van waveshaping in eenvoudige bewoordingen en laten we zien hoe je het kunt gebruiken om een uniek geluid te creëren.

Golfvormer: De naam zegt het al

Het eerste dat je moet onthouden is dat een waveshaper precies doet wat zijn naam impliceert: hij manipuleert geluidsgolven en brengt meer gearticuleerde geluiden tot leven.

Bij digitale audioproductie wordt wave-shaping gedaan door een digitaal signaal zo te veranderen dat de harmonische inhoud wordt versterkt. Het is een geluidssynthesetechniek die een originele golfvorm verandert om extra harmonischen te creëren.

Vervorming en verzadiging vallen onder de paraplu van waveshaping, omdat deze effecten in feite de geluidsgolf manipuleren. Wat een waveshaper meer biedt dan een verzadigingsplugin is meer controle over hoe het signaal zich gedraagt, waardoor je de harmonische inhoud volledig kunt controleren.

Afhankelijk van de vormgevingscurve kan de waveshaper zowel oneven harmonischen als even harmonischen aan het geluid toevoegen door specifieke overdrachtsfuncties toe te passen. Zo kan het gebruik van polynomiale golfvormingsfuncties helpen om alleen even harmonischen of oneven harmonischen te genereren, afhankelijk van de gebruikte polynoom. Daarover later meer.

De aard van digitale audio

Begrijpen hoe geluiden digitaal worden opgenomen is cruciaal als je wilt weten hoe waveshapers werken.

We noemen geluid "digitale audio" als het wordt opgeslagen en verwerkt op computers en andere elektronische apparaten. In tegenstelling tot analoog geluid, dat een vloeiend en continu signaal is, breekt digitale audio geluid op in kleine momentopnames die samples worden genoemd. Deze samples zijn individuele foto's van het geluid die op specifieke tijdstippen worden genomen.

Twee dingen bepalen de kwaliteit van digitale audio: bemonsteringsfrequentie en bitdiepte.

Sample rate is het aantal samples dat elke seconde wordt genomen om de digitale versie van het geluid te maken. Het wordt gemeten in Hertz (Hz) en een hogere sample-rate betekent een betere geluidskwaliteit.

Muziek-CD's gebruiken bijvoorbeeld een samplefrequentie van 44.100 samples per seconde. Hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe beter golfvormende gereedschappen hoogfrequente componenten kunnen verwerken, waardoor aliasing wordt verminderd en een zuiverder uitgangssignaal wordt geproduceerd.

De bitdiepte bepaalt hoe gedetailleerd elk sample is. Hoe meer bits, hoe gedetailleerder en nauwkeuriger het geluid kan zijn. Dit is cruciaal voor het vastleggen van zowel rustige als luide delen van een geluid.

Een hogere bitdiepte geeft meer controle over de amplitude, wat vooral belangrijk is als je waveshaping-functies toepast om vloeiende of complexe golfvormen te maken zonder ongewenste ruis of artefacten te introduceren.

Hoe beïnvloeden golfvormers de golfvorm?

Ze veranderen de golfvorm door een waveshaping-functie toe te passen op het signaal. Deze vormgevingsfunctie kan worden aangepast om specifieke harmonischen te versterken of geheel nieuwe klankkleuren te creëren.

Beginnen met een eenvoudige sinusvormige input en een golfvormingsfunctie toepassen kan een rijker spectrum aan harmonischen genereren, waardoor een eenvoudige toon wordt getransformeerd in een complexer geluid.

Zoals je misschien al hebt geraden, is de mate van controle die je hebt over de golfvorm veel beter met een waveshaper dan met een gewoon vervormings- of verzadigingseffect.

Door de wave shaping functie zorgvuldig te selecteren en aan te passen, kun je de harmonische inhoud voorspellen en manipuleren en zo van alles creëren, van analoog-achtige warmte tot agressief vervormde texturen.

Diverse technieken voor golfvorming

Het volgende gedeelte kan een beetje overweldigend zijn als je niet bekend bent met wiskundige functies.

Een overdrachtsfunctie is een wiskundige formule die definieert hoe een signaal moet worden veranderd om een uitgangssignaal te produceren. Afhankelijk van de golfvormende overdrachtsfunctie die gebruikt wordt, krijg je verschillende uitgangen. Hier zijn een paar veelgebruikte technieken:

Polynomiale golfvorming

Polynomial wave shaping wordt zo genoemd omdat het polynomiale vergelijkingen toepast om het ingangssignaal te transformeren.

De geluidsoutput is een functie van het ingangssignaal verhoogd tot een vermogen, waardoor een golfvorm met extra harmonischen wordt versterkt.

Laten we voor het gemak een sinus gebruiken als ingangssignaal. Door een kubische polynoomfunctie toe te passen (bijvoorbeeld y=x3y = x^3y=x3), wordt de sinus vervormd, waardoor harmonischen van de derde orde worden geïntroduceerd.

Dit kan een rijke, analoog-achtige vervorming toevoegen, versterkt door de oneven harmonischen in het uitgangsspectrum.

Exponentiële golfvorming

Exponentiële golfvorming past een exponentiële functie toe op het signaal, waardoor je een scherpe vervorming krijgt. De intensiteit van het effect wordt geregeld door de basis van de exponentiële functie.

Volgens hetzelfde voorbeeld dat we gebruikten voor polynomiale golfvorming, als je een exponentiële functie zoals y=ex-1y = e^x - 1y=ex-1 toepast op een sinusgolf, wordt de golfvorm vervormd om een agressiever geluid te creëren met een hoog harmonisch gehalte (d.w.z. met scherpe hoeken).

Dit type shaping-functie is geweldig als je hoogfrequente harmonischen wilt creëren met een meer vervormde uitvoer.

Opzoektabel Golfvorming

Misschien wel de meest complexe golfvormingsfunctie, lookup table wave shaping koppelt ingangssignaalwaarden aan een vooraf gedefinieerde set uitgangswaarden opgeslagen in een tabel, waardoor complexe, niet-lineaire transformaties tot leven komen.

Hier worden de ingangswaarden van de sinusgolf toegewezen aan een curve die wordt gedefinieerd door de opzoektabel. Dit kan onvoorspelbare en zeer aanpasbare geluiden produceren, en daarom zijn experimentele componisten er dol op.

Lookup table wave shaping stelt je in staat om unieke golfvormen te ontwerpen die niet eenvoudig te bereiken zijn met eenvoudige polynomiale of exponentiële functies, waardoor je in staat bent om geheel nieuwe geluidsspectra te maken.

Golven vormen onder de knie krijgen

Laten we de stappen die nodig zijn om de kunst van het golfvormen onder de knie te krijgen eens op een rijtje zetten in chronologische volgorde:

Ken alle golfvormende functies

Verschillende golfvormende functies produceren verschillende harmonische structuren.

Door te begrijpen en te voorspellen hoe een golfvorm zal veranderen op basis van de functie die je gebruikt, kun je het gewenste geluid creëren zonder uren bezig te zijn met het vormgeven van geluidsgolven.

Begin eenvoudig. Gebruik een sinus als basissignaal en begin met het toepassen van verschillende golfvormfuncties. Houd bij hoe elke functie de golfvorm verandert en het geluid tot leven brengt.

Het is cruciaal om een spectrum analyzer te gebruiken, vooral als je een beginner bent. De visuele feedback helpt je te begrijpen hoe golfvorming het geluid beïnvloedt en maakt het gemakkelijker om het gewenste geluid te bereiken.

Als je bijvoorbeeld een functie toepast op een sinusvormige invoer, kun je de nieuwe harmonische inhoud die verschijnt in het frequentiespectrum direct observeren, zodat je begrijpt hoe verschillende vormgevingsparameters het geluid beïnvloeden.

Probeer verschillende ingangssignalen

Sinusgolven, blokgolven en complexe golfvormen reageren allemaal anders op dezelfde golfvormfunctie.

Aangezien het effect van golfvorming verandert afhankelijk van het ingangssignaal, probeer dezelfde golfvormingsfunctie toe te passen op een sinusgolf en een zaagtandgolf en let op de verschillen in de harmonische inhoud.

Deze oefening helpt je te begrijpen hoe verschillende golfvormen worden getransformeerd en hoe je de resultaten van golfvorming op verschillende geluiden kunt voorspellen.

Ingebouwde tools voor golfvorming

De meeste DAW's worden geleverd met gereedschappen voor wave-shaping die perfect zijn om mee te beginnen.

Ableton Live is een van de populairste DAW's en wordt geleverd met een Saturator waarmee je verschillende golfvormingscurves kunt toepassen en zelfs je eigen curve kunt tekenen.

Als je het eens wilt proberen, begin dan met de standaardinstelling "Analoge Clip" op een baslijn en pas vervolgens de curve aan of schakel over naar een andere modus (zoals "Soft Sine") om te zien hoe het geluid verandert.

Beste software voor golfvorming

FabFilter Saturnus 2

FabFilter Saturn 2 is een fantastische distortion en wave-shaping plugin die veel distortion stijlen en multi-band audio processing biedt. Het wordt ook geleverd met eindeloze modulatieopties om het geluid zelf vorm te geven.

De Saturn 2, een evolutie van de al uitstekende FabFilter Saturn, heeft een opnieuw ontworpen interface, extra vervormingsstijlen, verbeterde envelopgeneratoren en betere modulatiemogelijkheden.

De plugin biedt precieze controle over de harmonische inhoud en spectra van je audio, ongeacht of je op zoek bent naar subtiele warmte of extreme vervorming.

Serum (Xfer Records)

Serum is een uitstekende wavetable synthesizer met uitzonderlijke golfvormingsmogelijkheden via de Warp-modi.

Je kunt verschillende golfvormende algoritmes zoals Bend, Mirror of Sync direct toepassen op de wavetable, waarbij de coëfficiënten in real-time worden gewijzigd. Om dat te doen, laadt u een basis wavetable in Serum en past u de "Bend +" Warp-modus toe. Terwijl je de hoeveelheid verhoogt, zal de golfvorm buigen en van vorm veranderen, waardoor nieuwe harmonischen worden geïntroduceerd.

Serum verbetert creatieve manipulatie van de ingangsgolfvorm en biedt realtime visuele feedback, zodat je precies kunt zien hoe je wijzigingen het uitgangssignaal beïnvloeden.

Waves MetaFilter

Waves MetaFilter combineert filteren met golfvorming, waardoor je het geluid vorm kunt geven terwijl het wordt gefilterd.

Je kunt vervorming toevoegen aan het gefilterde signaal, waardoor je agressieve texturen krijgt die organisch en op onvoorspelbare manieren kunnen evolueren. Deze betaalbare plugin biedt veel vormgevingsfuncties, envelope-volging, LFO en sequencer controle, drive, bit-crushing opties, delay, sidechain en MIDI learn.

u-H-Zebra 2

Zebra is een modulaire synthesizer waarmee je je eigen golfvormcurves kunt tekenen. Het is erg populair omdat het intuïtief is, een beginnersvriendelijke interface heeft en overvloedige aanpassingsmogelijkheden voor golfvormen biedt.

Om een eenvoudige oscillator in Zebra te maken en deze door de waveshaper te leiden, teken je een asymmetrische golfvormingscurve om gelijkmatige harmonischen te introduceren. Vervolgens moduleer je de parameters van de curve met een LFO om een dynamisch en analoog geluid te creëren.

Laatste gedachten

Ik hoop dat deze gids een deel van de verwarring rond de zogenaamde waveshaping tools heeft weggenomen. Om audio in die mate te manipuleren, moet je alles leren over de aard van geluid en hoe het wordt vertaald naar digitale inhoud.

De principes van wave shaping kunnen in het begin moeilijk te implementeren zijn, maar als je ze eenmaal onder de knie hebt, zul je beseffen dat dit gereedschap je sonische palet enorm kan uitbreiden en je volledige controle kan geven over je muziekproductie.

Veel plezier!