Termin "synteza subtraktywna" może wydawać się wzniosłym i teoretycznym pojęciem. Niemniej jednak, jeśli kiedykolwiek zajmowałeś się produkcją muzyki przy użyciu syntezatora, istnieje duże prawdopodobieństwo, że jesteś już z nim zaznajomiony.

Synteza subtraktywna od dawna jest dominującym rodzajem syntezy, wywodzącym się z ery syntezatorów analogowych, ale przetrwałym w niezliczonych cyfrowych syntezatorach sprzętowych i syntezatorach VST. Zrozumienie koncepcji syntezy subtraktywnej może okazać się zniechęcające, zwłaszcza gdy dopiero stawiasz pierwsze kroki w świecie syntezatorów, ale nie obawiaj się, ponieważ w rzeczywistości nie jest to tak onieśmielające, jak mogłoby się wydawać.

W tym przewodniku przedstawimy kompleksowy podział syntezy subtraktywnej, abyś mógł pewniej pisać, grać i produkować za pomocą syntezatorów.

Czym jest synteza subtraktywna?

Sztuka syntezy subtraktywnej polega na tworzeniu dźwięków muzycznych, zaczynając od harmonicznie gęstego kształtu fali, a następnie udoskonalając go za pomocą filtrów i innych form przetwarzania.

Mówiąc o "harmonicznie gęstych" kształtach fal, mam na myśli bujne fale harmoniczne generowane przez podstawowe kształty, takie jak fale prostokątne lub piłokształtne. Podczas gdy elektroniczne oscylatory mogą bez wysiłku wytwarzać te podstawowe fale, same w sobie nie są w stanie oczarować słuchaczy.

Jeśli chcesz stworzyć więcej muzycznego uroku, musisz manipulować teksturami, rozkładem częstotliwości i dynamiką tych przebiegów.

W tym celu wykorzystujemy syntezę subtraktywną.

Na czym polega wyjątkowość syntezy subtraktywnej?

Istnieje wiele innych rodzajów syntezy, od syntezy addytywnej, przez syntezę wavetable, po syntezę FM i wiele innych. Przyjrzyjmy się kilku najpopularniejszym typom syntezy i ich różnicom w stosunku do syntezy subtraktywnej.

W ostatnich latach synteza wavetable stała się kluczowym narzędziem w świecie produkcji muzycznej. Dzięki możliwości generowania unikalnych dźwięków poprzez morfowanie fal oscylatora pochodzących z próbek audio, technika ta jest często określana jako synteza oparta na próbkach.

W przeciwieństwie do syntezy subtraktywnej, która opiera się na podstawowym kształcie fali, synteza wavetable wykorzystuje kolekcję ramek wavetable, które można przewijać, dając poczucie dynamicznego ruchu.

Z kolei inny popularny rodzaj syntezy, synteza z modulacją częstotliwości, znana również jako synteza FM, obejmuje modulację częstotliwości oryginalnego kształtu fali w celu wygenerowania nowego widma częstotliwości.

Synteza FM jest znana z generowania dźwięków, które charakteryzują się zuchwałością i metalicznością. Jeśli masz trudności z wyczarowaniem słuchowego przykładu, weź pod uwagę rosnące średnie basy, które były powszechne w gatunku bro step na początku 2010 roku.

Zawiłości przepływu sygnału w syntezatorach subtraktywnych

Zanim zaczniesz manipulować pokrętłami jak szalony naukowiec (co i tak gorąco polecam), zapoznajmy się z każdym komponentem w ścieżce sygnału i ich wkładem w ogólny dźwięk.

Po pierwsze, prawdopodobnie wiesz lub przynajmniej słyszałeś, że oscylator jest mózgiem operacji. Bez oscylatora syntezator subtraktywny nie byłby w stanie wytworzyć bogatego kształtu fali, który stanowiłby podstawę brzmienia.

Następnie mamy kilka innych parametrów, które sprawiają, że dźwięk oscylacyjny jest bardziej interesujący, w tym wzmacniacz, filtr, LFO i generator obwiedni. Moduły te są elementami składowymi typowego syntezatora subtraktywnego, a każdy z nich ma do odegrania unikalną rolę.

Nie martw się, przejdziemy przez każdy z nich szczegółowo. A żeby było jeszcze zabawniej, przygotowaliśmy mały diagram, który wizualnie pokazuje, jak każdy z tych modułów działa po kolei:

Patrząc na powyższe zdjęcie, pierwszą rzeczą, którą zauważysz, jest sekcja modulatora. Ważne jest, aby zrozumieć, że modulatory mogą być LFO lub generatorami obwiedni, choć rozwiniemy to nieco później.

Najważniejsze jest to, że większość syntezatorów subtraktywnych jest zgodna z tym układem. Jednak miłośnicy historii syntezatorów wiedzą, że nie zawsze tak było.

W tamtych czasach syntezatory OG składały się z patchworków oddzielnych modułów, z których każdy był połączony kablami, które użytkownik musiał ręcznie podłączyć.

To właśnie nazywamy syntezą modularną.

Ta dzika i szalona metoda jest nadal popularna wśród fanów Eurorack.

Wspaniałą rzeczą w nowoczesnych syntezatorach modularnych jest to, że nadal podążają za tą samą architekturą subtraktywną, co ich poprzednicy.

Oczywiście, największą elastyczność uzyskasz dzięki patchowaniu poszczególnych modułów, choć wielu projektantów syntezatorów zdawało sobie sprawę, że większość muzyków ma tendencję do przyzwyczajania się, ustawiając swoje przepływy sygnału w ten sam sposób za każdym razem.

Jedną z konsekwencji tego procesu myślowego było powstanie jednego z pierwszych w branży syntezatorów typu "wszystko w jednym", legendarnego Minimooga. Od tego momentu, gdybyś spojrzał na większość dzisiejszych syntezatorów subtraktywnych, zauważyłbyś, że mają one prawie taki sam przepływ.

Oczywiście to tylko wierzchołek góry lodowej! Przyjrzyjmy się nieco głębiej każdemu elementowi łańcucha sygnałowego, aby lepiej zrozumieć ich działanie.

Różne elementy syntezy

Oscylatory

Kiedy w końcu będziesz gotowy do wybrania słodkich dźwięków syntezatora, pierwszą rzeczą, od której zaczniesz, jest oscylator! Jak powiedzieliśmy wcześniej, jest to mózg operacji.

I choć jest to dopiero początek przepływu sygnału, ustawienia wybrane dla oscylatora będą miały znaczący wpływ na sposób, w jaki brzmi końcowy patch.

Większość oscylatorów syntezatorowych oferuje wybór różnych kształtów fal, które można wykorzystać jako punkty startowe. Są one jak różne smaki lodów - masz swoje klasyki i bardziej egzotyczne wybory.

Niektóre z najbardziej standardowych kształtów fali, które można znaleźć w syntezatorze, obejmują falę prostokątną, falę piłokształtną i falę trójkątną.

Zacznijmy od tego, który zaczyna się od tony zawartości harmonicznej - fali prost okątnej. Odtwórz falę prostokątną na syntezatorze, a nawet u jej podstawy zabrzmi ona jak brzęcząca pszczoła.

Oprócz jasnej, brzęczącej barwy, fale prostokątne mają w zanadrzu kilka innych ciekawych sztuczek.

Na przykład, niektóre oscylatory fali prostokątnej mają możliwość zmiany kształtu samej fali prostokątnej, która jest następnie nazywana falą impulsową. Dostosowując modulację szerokości impulsu, można uzyskać wszelkiego rodzaju dzikie i zwariowane rezultaty tonalne.

Wartości fal impulsowych mogą być nieco mylące, więc wróćmy do tematu.

Zamiast tego omówimy teraz następną w hierarchii harmoniczną - falę pił okształtną, znaną również jako fala piłokształtna. Fale piłokształtne charakteryzują się ostrymi punktami i nagłymi zmianami, które nadają im wyraźny brzęczący dźwięk.

Ale oto naprawdę fajna część - te ostre punkty i zmiany tworzą wzór częstotliwości harmonicznych, które stają się coraz cichsze. To właśnie nadaje fali piłokształtnej pełne, bogate brzmienie, które jest idealne do tworzenia wiodących melodii syntezatorowych.

Na koniec mamy najłagodniejszą z fal harmonicznych - falę trójkątną.

Podobnie jak fale prostokątne, fale trójkątne wykorzystują nieparzyste harmoniczne częstotliwości początkowej. Główna różnica polega na tym, że głośność tych harmonicznych zanika szybciej, dlatego fale trójkątne brzmią bliżej fali sinusoidalnej.

Oczywiście nadal można usłyszeć brzęczenie, które sprawia, że jest to świetny wybór dla niektórych dźwięków klawiszy, padów lub leadów.

Chociaż nie znajdziesz ich we wszystkich syntezatorach, niektóre syntezatory subtraktywne mają podstępne małe oscylatory sinusoidalne.

Wyobraź sobie spokojne i ciche jezioro w piękny dzień, z delikatnymi falami rozchodzącymi się płynnie we wszystkich kierunkach. To właśnie sinusoida, jeden z najczystszych i najbardziej podstawowych przebiegów w syntezie.

Ponieważ fale sinusoidalne nie mają żadnych ostrych zmian kształtu, tworzą gładkie i łagodne dźwięki, które są idealne do odtwarzania ciepłych i oddychających tonów instrumentów dętych drewnianych, takich jak organy i flety. Fale sinusoidalne są również świetne do tworzenia bujnych, ewoluujących padów, które wypełniają przestrzenie dźwiękowe kojącymi harmoniami.

Jeśli jednak posiadany syntezator nie ma fali sinusoidalnej, zawsze można filtrować falę trójkątną za pomocą filtra dolnoprzepustowego.

Teraz zostań ze mną na chwilę, ponieważ sprawy staną się nieco bardziej zawiłe. Wynika to z faktu, że wiele syntezatorów subtraktywnych posiada wiele oscylatorów.

To, co jest wspaniałe w tej często podwójnej architekturze oscylatora, to fakt, że możliwości są nieograniczone. Możesz dostosować częstotliwość, kształt i ilość odstrojenia każdego oscylatora do woli.

I tutaj zaczyna się prawdziwa zabawa, ponieważ łączenie dwóch oscylatorów, które używają różnych częstotliwości i kształtów, jest sposobem na budowanie bogatszych, pełniejszych i bardziej złożonych dźwięków w formacie syntezy subtraktywnej.

Na samym końcu sekcji oscylatora zwykle znajduje się sekcja miksera, która umożliwia miksowanie sygnałów oscylatora z innymi źródłami dźwięku znajdującymi się w syntezatorze, takimi jak źródło szumu (które świetnie nadaje się do dodawania ataku do krótszych dźwięków), zewnętrzne wejście audio lub sub-oscylator, który gra o oktawę niżej niż główny oscylator.

Filtry

Następnie przejdźmy do sekcji filtrów.

Pomyśl o tym jak o fantazyjnej tarce do sera dla ogólnego brzmienia, w której przepuszczasz sygnał przez filtr sterowany napięciem (VCF), aby zetrzeć wszelkie nieprzyjemne kawałki częstotliwości.

Chociaż istnieje wiele rodzajów filtrów, które można znaleźć w świecie syntezatorów, większość syntezatorów opiera się na dwóch kluczowych - filtrze górnoprzepustowym (HPF) i filtrze dolnoprzepustowym (LPF).

Filtr dolnoprzepustowy przepuszcza tylko niskie częstotliwości, odcinając całą zawartość wysokich częstotliwości.

Jest to sposób, w jaki ludzie tworzą dźwięki basowe o niskiej częstotliwości.

Z drugiej strony, filtry górnoprzepustowe ograniczają wszystkie niskie i średnie częstotliwości, pozwalając wyższym częstotliwościom zabłysnąć.

Obracając pokrętło odcięcia na syntezatorze, dostosowujesz punkt, w którym włącza się filtr.

Warto zauważyć, że filtry znajdujące się w większości syntezatorów nie wycinają dźwięku na sztywno. Zamiast tego wykorzystują łagodne zbocza, które stopniowo obniżają głośność filtrowanych częstotliwości.

Nachylenia te mierzymy w decybelach na oktawę (dB/okt). Im wyższa liczba dB, tym bardziej strome nachylenie i bardziej intensywny filtr. Na przykład, możesz znaleźć -12 lub -24dB/okt odcięcia filtra na swoim syntezatorze, który jest w samym środku pod względem stromości zbocza.

Oprócz parametru odcięcia, kolejnym istotnym elementem filtra jest parametr rezonansu.

Zazwyczaj pokrętło rezonansu, inaczej znane jako pokrętło "Q", jest obecne w większości filtrów. Sprzężenie zwrotne jest tworzone przez wysyłanie dźwięku w tym samym zakresie częstotliwości co odcięcie z powrotem do filtra, co powoduje efekt rezonansu.

Gdy poziom sprzężenia zwrotnego osiągnie ekstremalnie wysokie wartości, może wywołać samoscylację filtra, która z kolei wytwarza falę sinusoidalną. Zwiększając rezonans, dźwięki wokół częstotliwości odcięcia stają się bardziej obecne, oferując szereg kreatywnych zastosowań, takich jak tradycyjne efekty wah-wah lub syntezatorowe "piski".

Wzmocnienie

Po oscylatorze i filtrze, wzmacniacz jest kolejnym kluczowym elementem syntezatora subtraktywnego. Służy on do podniesienia sygnału audio do amplitudy, która może być skutecznie połączona z innym sprzętem, takim jak interfejs audio lub mikser.

Gdy mówimy o tym bez kontekstu, wzmacniacz sam w sobie może nie wydawać się najbardziej ekscytującą funkcją. Jednak to możliwość regulowania i manipulowania nim sprawia, że jest to potężne narzędzie do projektowania dźwięku.

W tym miejscu do gry wkraczają generatory kopert.

Generatory kopert

W syntezie subtraktywnej generatory obwiedni są niezbędnym środkiem do uzyskiwania zmian opartych na czasie w łatce syntezatora. Są one niezbędne dla tych, którzy chcą tworzyć urzekające dźwięki.

Chociaż w syntezatorze może znajdować się wiele generatorów obwiedni, najbardziej rozpowszechniony układ obejmuje jeden generator obwiedni wpływający na filtr i drugi kontrolujący wzmacniacz.

Zacznijmy od generatora obwiedni wzmacniacza, który jest stosunkowo łatwy do zrozumienia.

Wpływ generatora obwiedni na wzmacniacz syntezatora powoduje, że ogólna głośność dźwięku jest przekształcana w oparciu o kształt obwiedni.

Za każdym razem, gdy naciśniesz klawisz na syntezatorze, generator obwiedni inicjuje sekwencję, która obejmuje cztery różne etapy:

• Atak
• Rozpad
• Podtrzymanie
• Wydanie.

Etapy te są często określane skrótem ADSR.

Przejdźmy przez każdy z tych etapów, aby dokładnie przyjrzeć się ich wpływowi na dźwięk.

Atak

Parametr ataku dyktuje początkową fazę głośności syntezatora, określając, czy ma on bardziej stopniowe zanikanie, czy też gwałtowny, nagły początek.

Czas ataku jest zwykle mierzony w milisekundach i reguluje, jak szybko dźwięk osiąga maksymalną intensywność.

Dla ostrych i perkusyjnych dźwięków idealny jest minimalny czas ataku, podczas gdy dla eterycznych padów i pejzaży dźwiękowych bardziej odpowiednie są dłuższe ustawienia ataku.

Rozpad

Parametr decay określa czas potrzebny na ustabilizowanie się dźwięku na stałym poziomie do momentu zwolnienia klawisza. Podobnie jak w przypadku ataku, czas decay jest często mierzony w milisekundach.

Gdy czas zanikania jest ustawiony na minimum, dźwięk jest bardziej gwałtownie redukowany od poziomu szczytowego. Jest to powszechna technika generowania bardzo dynamicznych dźwięków, takich jak werble lub pluck, gdzie szybki spadek głośności jest niezbędny do uzyskania pożądanego efektu.

Podtrzymanie

Parametr sustain określa ogólny poziom, na jakim odtwarzany jest dźwięk po zakończeniu faz ataku i zanikania. Parametr ten jest mierzony w decybelach (dB).

Niższe wartości sustain wprowadzają bardziej znaczący kontrast pomiędzy początkowym atakiem dźwięku a jego utrzymującym się "ciałem", co skutkuje bardziej wyrazistą artykulacją.

Zwolnienie

Parametr zwolnienia reguluje czas, jaki jest potrzebny, aby dźwięk zmniejszył się z podtrzymywanego poziomu do ciszy po zwolnieniu klawisza.

Dłuższe czasy zwalniania wprowadzają do nut końcowy, atmosferyczny ogon, podczas gdy krótsze czasy zwalniania powodują bardziej gwałtowny spadek głośności natychmiast po zwolnieniu klawiszy.

Obwiednie filtra

Oprócz wzmacniaczy, obwiednie mogą modyfikować dowolny inny parametr, podobnie jak oscylatory niskiej częstotliwości (LFO). Filtry często zawierają obwiednie, które kontrolują modulację częstotliwości odcięcia w czasie.

Chociaż parametry ADSR działają podobnie w tym kontekście, ich wpływ na dźwięk jest inny. Eksperymentując z kontrolkami obwiedni na filtrze, można zbadać, jak zmiana ustawień wpływa na charakter dźwięku syntezatora.

LFO

Ostatnim krytycznym elementem przepływu sygnału syntezy subtraktywnej jest oscylator niskiej częstotliwości (LFO). Choć podobny do tradycyjnego oscylatora, oscylator niskiej częstotliwości ma unikalną cechę.

Podobnie jak oscylatory w podstawowych generatorach sygnału, LFO mają kształt fali. Jednak działają one na znacznie niższych częstotliwościach, do tego stopnia, że ich wyjście nie wytworzyłoby rozpoznawalnego tonu muzycznego, gdybyś słuchał go bezpośrednio.

Zamiast generować słyszalny ton, LFO wytwarza cykliczną modulację w dźwięku syntezatora, tworząc powtarzające się wzory.

Pomyśl o tym jak o dodatkowej ręce, która obraca pokrętło syntezatora w przód iw tył w stałym tempie za każdym razem.

Istnieje wiele parametrów syntezatora, które mogą być modulowane przez LFO. Aby dać ci wyobrażenie o możliwościach, oto kilka popularnych opcji routingu, o których wiadomo, że dają interesujące efekty:

Odkrywanie kreatywnych możliwości syntezy subtraktywnej

Pomimo liczby zaangażowanych komponentów, tworzenie dźwięków za pomocą syntezy subtraktywnej może być przyjemnym i instynktownym procesem.

Podsumujmy podstawowe kroki tworzenia dźwięku syntezatora subtraktywnego:

Najpierw wybierz oscylator, aby wygenerować początkowy dźwięk, a następnie dostosuj balans częstotliwości za pomocą filtra.

Po drugie, moduluj dźwięk za pomocą LFO, aby dodać mu ruchu.

Na koniec kształtuj obwiednię dźwięku za pomocą ADSR.

To jest sedno sprawy! Po zapoznaniu się z tym przepływem pracy, tworzenie niesamowitych dźwięków syntezatora będzie dziecinnie proste.

Teraz, gdy już dobrze zrozumiałeś podstawy syntezy subtraktywnej, wskocz z powrotem do swojego DAW i zacznij projektować niestandardowe patche!