Waveshapers är ett utmärkt sätt att berika övertonerna i alla elektriska instrument och skapa en unik ljudsignatur. Du har förmodligen använt effekter som använder waveshaping otaliga gånger när du gör musik utan att ens veta om det!

När du börjar dyka ner i waveshapers värld är det lätt att gå vilse i ett hav av matematiska funktioner och ekvationer. I den här artikeln går vi igenom begreppet waveshaping på ett enkelt sätt och visar hur du kan använda det för att skapa ett unikt ljud.

Vågformare: Namnet säger allt

Det första man bör komma ihåg är att en waveshaper gör precis det som namnet antyder: den manipulerar ljudvågor och ger liv åt mer artikulerade ljud.

Inom digital ljudproduktion används vågformning för att ändra en digital signal på ett sätt som förstärker dess harmoniska innehåll. Det är en ljudsyntesteknik som ändrar en ursprunglig vågform för att skapa ytterligare övertoner.

Distorsion och mättnad faller under paraplyet waveshaping, eftersom dessa effekter i själva verket manipulerar ljudvågen. Vad en waveshaper erbjuder mer än ett mättnadsplugin är mer kontroll över hur signalen beter sig, så att du kan kontrollera det harmoniska innehållet helt och hållet.

Beroende på formningskurvan kan waveshapern lägga till både udda övertoner och jämna övertoner i ljudet genom att använda specifika överföringsfunktioner. Om du t.ex. använder polynomfunktioner för vågformning kan du bara generera jämna övertoner eller udda övertoner, beroende på vilket polynom som används. Mer om detta senare.

Digitala ljudets natur

Att förstå hur ljud spelas in digitalt är avgörande om du vill veta hur waveshapers fungerar.

Vi kallar ett ljud för "digitalt ljud" när det lagras och bearbetas på datorer och andra elektroniska enheter. Till skillnad från analogt ljud, som är en jämn och kontinuerlig signal, bryts ljudet i digitalt ljud ned till små ögonblicksbilder som kallas samplingar. I princip är dessa samplingar individuella bilder av ljudet som tagits vid specifika tidpunkter.

Det finns två saker som avgör kvaliteten på digitalt ljud: samplingsfrekvens och bitdjup.

Samplingsfrekvensen är antalet sampel som tas varje sekund för att skapa den digitala versionen av ljudet. Det mäts i Hertz (Hz), och en högre samplingsfrekvens innebär bättre ljudkvalitet.

På CD-skivor med musik används t.ex. en samplingsfrekvens på 44.100 samplingar per sekund. Ju högre samplingsfrekvens, desto bättre kan vågformningsverktygen bearbeta högfrekventa komponenter, vilket minskar aliasing och ger en renare utsignal.

Bitdjupet styr hur detaljerat varje sampel är. Ju fler bitar, desto mer detaljerat och exakt kan ljudet bli. Detta är avgörande för att fånga både tysta och högljudda delar av ett ljud.

Ett högre bitdjup ger mer kontroll över amplituden, vilket är särskilt viktigt när man använder vågformningsfunktioner för att skapa jämna eller komplexa vågformer utan att införa oönskat brus eller artefakter.

Så hur påverkar vågformare vågformen?

De ändrar vågformen genom att applicera en vågformningsfunktion på signalen. Denna formningsfunktion kan justeras för att förstärka specifika övertoner eller skapa helt nya klangfärger.

Om du börjar med en enkel sinusvåg och använder en vågformningsfunktion kan du generera ett rikare spektrum av övertoner och omvandla en enkel ton till ett mer komplext ljud.

Som du kanske har gissat är den kontroll du har över vågformen mycket större med en waveshaper än med en vanlig distorsions- eller mättnadseffekt.

Genom att noggrant välja och justera vågformningsfunktionen kan du förutsäga och manipulera det harmoniska innehållet och skapa allt från analogliknande värme till aggressivt förvrängda texturer.

Olika tekniker för vågformning

Nästa avsnitt kan kännas lite överväldigande om du inte är bekant med matematiska funktioner.

En överföringsfunktion är en matematisk formel som definierar hur en signal ska ändras för att producera en utsignal. Beroende på vilken vågformande överföringsfunktion som används får du olika utdata. Här är några vanliga tekniker:

Polynomisk vågformning

Polynomvågformning kallas så eftersom den använder polynomekvationer för att omvandla insignalen.

Ljudutgången är en funktion av ingångssignalen upphöjd till en effekt, vilket förstärker en vågform med extra övertoner.

För enkelhetens skull använder vi en sinusvåg som insignal. Genom att använda en kubisk polynomfunktion (t.ex. y=x3y = x^3y=x3) förvrängs sinusvågen, vilket ger övertoner av tredje ordningen.

Detta kan ge en fyllig, analogliknande distorsion, som förstärks av de udda övertonerna i utgångsspektrumet.

Exponentiell vågformning

Exponentiell vågformning applicerar en exponentiell funktion på signalen, vilket ger en skarp distorsion. Effektens intensitet styrs av basen på den exponentiella funktionen.

Om du följer samma exempel som vi använde för polynomisk vågformning och tillämpar en exponentiell funktion som y=ex-1y = e^x - 1y=ex-1 på en sinusvåg, omformas vågformen för att skapa ett mer aggressivt ljud med högt harmoniskt innehåll (dvs. med skarpa hörn).

Den här typen av shapingfunktion är perfekt om du vill skapa högfrekventa övertoner med en mer förvrängd utgång.

Uppslagstabell Vågformning

Den kanske mest komplexa vågformningsfunktionen, vågformning med uppslagstabell, matchar ingångssignalvärden med en fördefinierad uppsättning utgångsvärden som lagras i en tabell, vilket ger liv åt komplexa, icke-linjära transformationer.

Här mappas sinusvågens ingångsvärden till en kurva som definieras av lookup-tabellen. Detta kan ge oförutsägbara och mycket anpassningsbara ljud, vilket är anledningen till att experimentella kompositörer älskar det.

Med vågformning med lookup-tabeller kan du skapa unika vågformer som inte enkelt kan uppnås med enkla polynom- eller exponentialfunktioner, vilket ger dig möjlighet att skapa helt nya ljudspektra.

Hur man bemästrar vågformning

Låt oss identifiera de steg som är nödvändiga för att bemästra konsten att forma vågor i kronologisk ordning:

Känn till alla vågformningsfunktioner

Olika vågformningsfunktioner ger olika harmoniska strukturer.

Genom att förstå och förutse hur en vågform kommer att förändras beroende på vilken funktion du använder kan du skapa önskat ljud utan att behöva ägna timmar åt att forma ljudvågor.

Börja enkelt. Använd en sinusvåg som grundsignal och börja använda olika vågformningsfunktioner. Håll koll på hur varje funktion förändrar vågformen och det ljud som den ger upphov till.

Det är viktigt att använda en spektrumanalysator, särskilt om du är nybörjare. Den visuella återkopplingen hjälper dig att förstå hur vågformningen påverkar ljudet och gör det lättare att uppnå önskat ljud.

När du t.ex. använder en funktion på en sinusformad ingång kan du direkt observera det nya harmoniska innehållet i frekvensspektrumet, vilket hjälper dig att förstå hur olika formningsparametrar påverkar ljudet.

Prova olika ingångssignaler

Sinusvågor, fyrkantsvågor och komplexa vågformer reagerar alla olika på samma vågformningsfunktion.

Eftersom effekten av vågformning ändras beroende på insignalen kan du försöka använda samma vågformningsfunktion på en sinusvåg och en sågtandsvåg och uppmärksamma skillnaderna i övertonsinnehållet.

Den här övningen hjälper dig att förstå hur olika vågformer omvandlas och hur du kan förutsäga resultatet av vågformning på olika ljud.

Inbyggda verktyg för vågformning

De flesta DAW:er har verktyg för vågformning som är perfekta för att komma igång.

Ableton Live är en av de mest populära DAW:erna och levereras med en Saturator som gör att du kan använda olika vågformningskurvor och till och med rita dina egna.

Om du vill prova kan du börja med standardinställningen "Analog Clip" till en baslinje och sedan justera kurvan eller byta till ett annat läge (t.ex. "Soft Sine") för att se hur ljudet förändras.

Bästa programvaran för vågformning

FabFilter Saturnus 2

FabFilter Saturn 2 är ett fantastiskt distorsions- och vågformningsplugin som erbjuder massor av distorsionsstilar och multibands ljudbearbetning. Det kommer också med oändliga moduleringsalternativ för att forma ljudet på egen hand.

Saturn 2, en utveckling av den redan utmärkta FabFilter Saturn, har ett omdesignat gränssnitt, ytterligare distorsionsstilar, förbättrade envelope-generatorer och bättre moduleringsmöjligheter.

Plugin-programmet ger exakt kontroll över det harmoniska innehållet och spektrumen i ditt ljud, oavsett om du letar efter subtil värme eller extrem distorsion.

Serum (Xfer Records)

Serum är en utmärkt wavetable-synthesizer med exceptionella vågformningsmöjligheter genom sina Warp-lägen.

Du kan tillämpa olika vågformningsalgoritmer som Bend, Mirror eller Sync direkt på wavetabellen och ändra koefficienterna i realtid. För att göra det laddar du en grundläggande vågform i Serum och använder "Bend +" Warp-läget. När du ökar mängden kommer vågformen att böjas och ändra form och introducera nya övertoner.

Serum förbättrar kreativ manipulation av ingångsvågformen och erbjuder visuell feedback i realtid så att du kan se exakt hur dina ändringar påverkar utsignalen.

Waves MetaFilter

Waves MetaFilter kombinerar filtrering med vågformning, så att du kan forma ljudet när det filtreras.

Du kan lägga till distorsion till den filtrerade signalen, vilket ger dig aggressiva texturer som kan utvecklas organiskt och på oförutsägbara sätt. Detta prisvärda plugin erbjuder massor av shaping-funktioner, envelope following, LFO- och sequencer-kontroll, drive, bit-crushing-alternativ, delay, sidechain och MIDI learn.

u-he Zebra 2

Zebra är en modulär synthesizer som låter dig rita dina egna vågformade kurvor. Den är extremt populär eftersom den är intuitiv, har ett nybörjarvänligt gränssnitt och erbjuder rikliga anpassningsalternativ för vågform.

För att skapa en enkel oscillator i Zebra och leda den genom waveshapern, rita en asymmetrisk vågformningskurva för att införa jämna övertoner och sedan modulera kurvans parametrar med en LFO för att skapa ett dynamiskt och analogliknande ljud.

Slutliga tankar

Jag hoppas att den här guiden har hjälpt till att reda ut en del av förvirringen kring de så kallade waveshaping-verktygen. Att manipulera ljud i en sådan utsträckning kräver att man lär sig allt om ljudets natur och hur det översätts till digitalt innehåll.

Principerna för vågformning kan vara svåra att tillämpa till en början, men när du väl har fått grepp om dem kommer du att inse att det här verktyget kan utöka din ljudpalett och ge dig full kontroll över din musikproduktion.

Ha det så kul!