Как уже говорилось, на протяжении длительного времени индустрию электронной музыки возглавлял субтрактивный синтез. Эти синтезаторы были одними из первых добившихся коммерческого успеха, мало того, они и по сей день остаются одними из самых успешных.

По своей природе субтрактивный синтез ограничен. Хотя с его помощью можно достичь очень много. Аддитивные синтезаторы работают по обратному принципу. Вместо того чтобы отрезать все лишнее от сложного сигнала, сложные звуки создаются путем нагромождения простых сигналов, изменяя при этом их высоту и амплитуду.

Сама идея далеко не новая, впервые была предложена Джозефом Фурье, который предположил, что любая сложная периодическая волна может быть разложена на множество простых синусоид. Применительно к звуку, эти волны известны как составляющие.

Следует понимать, что при достаточном количестве осцилляторов и генераторов огибающей, вы можете получить практически любой звук, который вы захотите услышать. Проблема в том, что для воссоздания простейшего правдоподобного натурального акустического звука могут понадобиться сотни синусоид. Когда вы добавляете к процессу генераторы огибающей, возможности моментально увеличиваются. В зените славы аналоговых синтезаторов среднестатистический синтезатор имел два, может быть три осциллятора и, если повезет, раздельную пару 4-х фазных генераторов огибающей.

Надо отметить, что совсем немногие аддитивные инструменты были созданы для продвижения на коммерческом рынке, и даже если модель предназначалась для продажи, то она выпускалась ограниченным тиражом, была очень дорогой и тяжелой в освоении. Например, известный в ранних 80-х DK Synergy использовал 32 составляющие, каждая со своим собственным генератором огибающей для высоты тона и амплитуды. Каждый из которых имел 12 ступеней. В свое время эти генераторы огибающей выглядели очень впечатляюще. Лишь немногие пользователи знали что с ними делать. Это был хороший инструмент.

Причиной неуспеха аддитивного синтеза в немалой степени стал успех вездесущих на тот момент FM‑синтезаторов. Очевидно, на рынке не было места для двух технологий  цифрового синтеза. Исключением были некоторые, скорее модные, инструменты от Kawai. Аддитивный синтез был не удел до тех пор,  пока технология не была улучшена настолько, чтобы стать достаточно легкой в использовании и достаточно доступной по цене.

Синусы, синусы…

От дней минувших вернемся в день сегодняшний. Аддитивные синтезаторы по прежнему занимают малую долю, но, благодаря значительным количествам ОЗУ и сверхскоростным процессорам, имеющимся в среднем домашнем компьютере, они, наконец, получили хороший шанс завоевать популярность.

Хотя некоторые из старых недостатков остались — они по-прежнему тяжелы в программировании. Аддитивный инструмент содержит 500 и более составляющих и вдвое больше генераторов огибающей — это просто потрясающее количество потенциальных параметров. Многие разработчики поставили один или пару фильтров в секцию аддитивных осцилляторов. В то время как другие предпочли упростить свои модели и ограничить количество генераторов огибающей.

Одним из основных недостатков аддитивных синтезаторов является то, что они слишком слабо работают с шумом. В статье про субтрактивный синтез мы говорили, что шум это комбинация слышимых частот играющих одновременно. Хаотическая природа шума не может быть легко репродуцирована с помощью аддитивного синтеза. Но немалое количество моделей переступили через это ограничение и установили «на борт» старый, хорошо известный генератор шума. Он не идеальный, но делает свое дело.

Еще одним распространенным методом является использование сигналов, которые значительно сложнее стандартной синусоиды. Современные аддитивные синтезаторы используют треугольные, пилообразные и другие формы сигнала.

Ресинтез

Производители и разработчики аддитивных синтезаторов с самого начала задумывались об упрощении программирования этих инструментов. Ресинтез — это один из лучших способов сэкономить время. Метод доступен с момента появления первых аддитивных машин. Суть следующая, существующий аудио файл анализируется  и воссоздается с использованием различных параметров синтезатора. Некоторые алгоритмы ресинтеза используют только короткий отрывок звука. Другие же могут обрабатывать целые треки,  полностью воссоздавая  характер используемого микрофона и преампа.

Возможность ресинтеза реализована на  большинстве программных аддитивных инструментов. Некоторые из них, такие как DiscoDSP от Vertigo, хороши для создания атонального материала, такого как барабанные петли, в то время как другие, например, Camel Audio Cameleon 500, лучше подходят для создания отдельных нот сэмплированных инструментов.

Какие преимущества использования ресинтезированного звука вместо сэмплированного? Все очень просто. При ресинтезе, вы можете использовать всего несколько нот с различными уровнями громкости, а аддитивные синтезаторы могут вставить недостающие составляющие. Это очень удобно для создания патчей, позволяющих играть широкий диапазон нот с различной скоростью без использования огромного количества мультисэмплов.

Что более важно, это значит, что вы можете создавать патчи, которые перетекают плавно из одного тембра в другой. Например, вы можете использовать источник модуляции, такой как velocity для изменения звука с человеческого голоса , скажем, на флейту. Эта техника использовалась при создании некоторых звуковых эффектов, которые вам приходилось слышать в фильмах и ТВ-программах. Как вы могли догадаться, такая техника является бездонным кладезем для различного рода электронных и экспериментальных музыкантов.

Источник: Computer Music Special 26

Продолжение: Аддитивный синтез на практике.

Перейти к  содержанию: Синтез звука. Основы.