Сэмплер — это электронный музыкальный инструмент , который записывает и воспроизводит сэмплы (части звукозаписей ). Сэмплы могут включать такие элементы, как ритм, мелодия, речь, звуковые эффекты или более длинные фрагменты музыки.
В середине 20 века появились клавишные инструменты, которые воспроизводили звуки, записанные на пленку, такие как меллотрон . По мере совершенствования технологий появились более дешевые автономные сэмплеры с большим объемом памяти , такие как E-mu Emulator , Akai S950 и Akai MPC .
Сэмплы могут быть загружены или записаны пользователем или производителем. Сэмплы могут быть воспроизведены с помощью самой программы сэмплера, MIDI-клавиатуры , секвенсора или другого устройства запуска (например, электронных барабанов ). Поскольку эти сэмплы обычно хранятся в цифровой памяти, к информации можно быстро получить доступ. Один сэмпл может быть смещен по высоте тона на разные высоты тона для создания музыкальных гамм и аккордов .
Часто сэмплеры предлагают фильтры , блоки эффектов , модуляцию посредством низкочастотных колебаний и другие синтезаторные процессы, которые позволяют изменять исходный звук многими различными способами. Большинство сэмплеров имеют возможности мультитембральности — они могут воспроизводить разные звуки одновременно. Многие также являются полифоническими — они могут воспроизводить более одной ноты одновременно.
До появления сэмплеров на основе компьютерной памяти музыканты использовали ленточные воспроизводящие клавиатуры, которые сохраняли записи на аналоговой ленте. При нажатии клавиши головка магнитофона контактировала с движущейся лентой и воспроизводила звук. Mellotron был самой известной моделью, использовавшейся рядом групп в конце 1960-х и 1970-х годах, но такие системы были дорогими и тяжелыми из-за множества задействованных ленточных механизмов, а диапазон инструмента был ограничен максимум тремя октавами. Для смены звуков в инструмент приходилось устанавливать новый набор лент. Появление цифрового сэмплера сделало сэмплирование гораздо более практичным.
Самая ранняя цифровая выборка была сделана на системе EMS Musys, разработанной Питером Грогоно (программное обеспечение), Дэвидом Кокереллом (аппаратное обеспечение и интерфейс) и Питером Зиновьевым (проектирование и эксплуатация системы) в их лондонской (Putney) студии около 1969 года. Система работала на двух мини-компьютерах, Digital Equipment PDP-8 . Они имели пару быстрых ЦАП и АЦП , [1] [2] 12 000 (12 К) байт основной памяти ( RAM ), подкрепленной жестким диском на 32 К и ленточным накопителем (DecTape). [3] [4] [5] Оборудование EMS использовалось для управления первой в мире цифровой студией (EMS London (Putney) Studio), и их самая ранняя цифровая выборка была сделана на этой системе в 1971–1972 годах для " Chronometer " Харрисона Биртвистла , выпущенного в 1975 году. [1] [6] [7]
Первым коммерчески доступным синтезатором сэмплов был Computer Music Melodian Гарри Менделла (1976), а первым полифоническим цифровым синтезатором сэмплов был австралийский Fairlight CMI , впервые представленный в 1979 году. Эти ранние синтезаторы сэмплов использовали синтез на основе таблично-волновых сэмплов . [8]
Сэмплерные клавиатуры отличались высокой ценой, которая была не по карману большинству работающих музыкантов — ранние Fairlight начинались с $30 000. E-mu Emulator снизил цену до менее $10 000, но только в середине 1980-х годов на рынке начали появляться по-настоящему доступные сэмплеры клавишных: Ensoniq Mirage в 1985 году и E-mu Emax в следующем году, которые стоили менее $2000. Вскоре после этого появились Korg DSS-1 и Roland S-Series.
В 1980-х годах гибридные синтезаторы начали использовать короткие сэмплы (например, фазу атаки инструмента) вместе с цифровым синтезом для создания более реалистичных имитаций инструментов, чем это было возможно ранее. Примерами являются Korg M1 , Roland U-110 , серия SY от Yamaha и серия инструментов Kawai K. Ограничивающими факторами в то время были стоимость физической памяти ( RAM ) и ограничения внешних устройств хранения данных, и этот подход наилучшим образом использовал небольшой объем памяти, доступный инженерам-конструкторам.
Перкуссионный сэмплер E -mu SP-1200 , выпущенный в августе 1987 года, популяризировал использование цифровых сэмплеров в хип-хоп музыке в конце 1980-х годов. Akai был пионером во многих методах обработки, таких как кроссфейдное зацикливание и «растягивание по времени» для сокращения или удлинения сэмплов без влияния на высоту тона и наоборот. Akai MPC60 , выпущенный в 1988 году, стал самым влиятельным сэмплером в хип-хоп музыке. [9] В том же году был выпущен Ensoniq EPS — преемник Mirage — и стал первой сэмплерной клавиатурой, которая была разработана специально для живого исполнения, а не была чисто студийным инструментом, как большинство сэмплеров до этого.
Музыкальная рабочая станция 2010-х годов обычно использует сэмплирование, будь то простое воспроизведение или сложное редактирование, которое соответствует всем, кроме самых продвинутых специализированных сэмплеров, а также включает такие функции, как секвенсор . Сэмплеры, вместе с традиционными исполнителями Foley , являются основой современного производства звуковых эффектов . Используя цифровые технологии, различные эффекты могут быть смещены по высоте тона и иным образом изменены способами, которые потребовали бы многих часов при использовании ленты.
В Японии с 1980-х годов [ источник ненадёжный ?] использовались цифровые сэмплеры с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) [8] [ источник ненадёжный? ] как и у предшественников в 1970-х годах, упомянутых выше. Первым цифровым сэмплером PCM [ источник ненадёжный ? ] для музыкального производства в Японии может быть LMD-649 от Toshiba , [10] [ источник ненадёжный? ] созданный в 1981 году инженером Кэндзи Мурата для японской электронной музыкальной группы Yellow Magic Orchestra , который использовал его для обширного сэмплирования и зацикливания в своём альбоме 1981 года Technodelic . [11] LMD-649 воспроизводил и записывал сэмплы PCM с глубиной звука 12 бит и частотой дискретизации 50 кГц , сохраняемые в 128 КБ динамической оперативной памяти . [10] LMD-649 также использовался другими японскими исполнителями синтипопа в начале 1980-х годов, включая Чиеми Манабэ [12] и Logic System . [13]
Обычно сэмплер управляется подключенной музыкальной клавиатурой или другим внешним MIDI- контроллером или источником. Каждое сообщение-нота, полученное сэмплером, обращается к определенному сэмплу. Часто на клавиатуре размещается несколько сэмплов, каждый из которых назначается ноте или группе нот. Отслеживание клавиатуры позволяет сэмплам смещаться по высоте тона на соответствующую величину, обычно в полутонах и тонах. Каждая группа нот, которой назначен один сэмпл, часто называется «клавишной зоной», а результирующий набор зон называется раскладкой клавиатуры .
Например, на рис. 1 была создана карта клавиш с четырьмя различными сэмплами. Каждый сэмпл, если он настроен, должен быть связан с определенной центральной высотой тона. Первый сэмпл (скрипка G#2) распределен по трем различным нотам: G2, G#2 и A2. Если получена нота G#2, сэмплер воспроизведет сэмпл скрипки G#2 на его исходной высоте тона. Если получена нота G2, сэмплер сместит сэмпл на полутон вниз, а нота A2 воспроизведет его на полутон выше. Если введена следующая нота (Bb2), сэмплер выберет сэмпл скрипки B2, воспроизведя его на полутон ниже его центральной высоты тона B2.
В целом, сэмплеры могут воспроизводить любой тип записанного аудио. Большинство сэмплеров предлагают инструменты редактирования, которые позволяют пользователю изменять и обрабатывать аудио и применять широкий спектр эффектов . Это делает сэмплер мощным и универсальным музыкальным инструментом.
Сэмплер организован в иерархию постепенно усложняющихся структур данных. Внизу лежат сэмплы , отдельные записи любого звука, записанные с определенной частотой дискретизации и разрешением. В то время как обычным звуком для сэмплирования является игра на музыкальном инструменте (например, пианист, играющий ноту на фортепиано, или органист, играющий на духовом органе ), сэмплом может быть любой звук, включая «немузыкальные» звуки, такие как стук пишущей машинки или лай собаки. Центральная опорная высота тона указывает фактическую частоту записанной ноты. Сэмплы также могут быть «зациклены» путем определения точек, в которых начинается и заканчивается повторяющийся раздел сэмпла, что позволяет относительно короткому сэмплу воспроизводиться бесконечно. В некоторых случаях указывается «петлевой кроссфейд», позволяющий менее очевидные переходы в точке цикла путем постепенного затухания конца цикла при постепенном увеличении его начала.
Раскладки клавиш организованы в инструменты . На этом уровне могут быть добавлены параметры для определения того, как воспроизводятся раскладки клавиш. Фильтры могут применяться для изменения окраски звука, в то время как низкочастотные осцилляторы и генераторы огибающей могут формировать амплитуду, высоту тона, фильтр или другие параметры звука. Инструменты могут иметь несколько слоев раскладок клавиш для воспроизведения более одного сэмпла одновременно, и каждая раскладка клавиш может иметь разный набор параметров, так что входящие нотные события по-разному влияют на каждый слой. Например, два слоя могут иметь разную чувствительность к скорости входящей ноты, изменяя результирующий тембр в зависимости от того, насколько сильно играется нота.
На этом уровне существует два основных подхода к организации сэмплера. При банковском подходе каждый инструмент назначается на отдельный MIDI-канал, и можно сохранить несколько банков для перенастройки сэмплера. Другой и более мощный подход заключается в том, чтобы связать каждый инструмент с номером патча или идентификатором, чтобы каждый MIDI-канал можно было настроить отдельно, отправив информацию контроллера на отдельный канал.
Многие сэмплеры работают так, как описано выше: система сопоставления клавиш «распределяет» сэмпл по определенному диапазону клавиш. Это имеет побочные эффекты, которые могут быть желательны в некоторых контекстах, например, ускорение или замедление барабанных циклов. Однако более высокие и более низкие части такой раскладки клавиш могут звучать неестественно. Например, если сэмплировать клавесин в его нижнем регистре, а затем сэмплы поднять до очень высоких тонов, высокие ноты могут звучать неестественно и не аутентично. При размещении инструмента с определенной высотой тона на нескольких раскладках клавиш переход от одной к другой может быть слишком заметным для реалистичной имитации инструмента — искусство состоит в том, чтобы сделать переходы как можно более плавными.
Некоторые фразовые сэмплеры более оптимизированы для запуска отдельных «одноразовых» звуков, таких как удары барабана. Каждая раскладка клавиатуры охватывает только одну клавишу, требуя большого количества зон (61 на пятиоктавной клавиатуре), каждая со своими собственными настройками. «Фразовое сэмплирование» направлено на упрощение этого, особенно в таких интерфейсах, как 16 пэдов в серии Akai MPC : тот факт, что каждый пэд на самом деле является нотой, скрыт от пользователя. Механизм сэмплирования не перестраивает сэмплы, он только воспроизводит их. Пользовательский интерфейс упрощен. Фразовые сэмплеры часто имеют формат грувбокса , что делает их легкими, простыми в эксплуатации и удобными для переноски.
Пробоотборники можно классифицировать по нескольким характеристикам;
Computer Music Inc. была основана в Нью-Джерси, США, в 1972 году Гарри Менделлом и Дэном Кореном. Компания была основана для разработки и продажи музыкальных инструментов на основе компьютерного программного обеспечения. Melodian, разработанный в 1976 году, [14] [15] был основан на компьютере PDP-8 компании Digital Equipment Corporation . Он включал в себя функции цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования, а также фильтры сглаживания . Melodian впервые был использован Стиви Уандером в его альбоме Stevie Wonder's Journey Through "The Secret Life of Plants" (1979).
Melodian был монофоническим синтезатором с 12-битной аналого-цифровой дискретизацией с частотой до 22 кГц. Он был разработан для совместимости с аналоговыми синтезаторами и имел функцию, позволяющую ему синхронизироваться с высотой тона аналогового синтезатора, такого как ARP 2600. Это означало, что Melodian улавливал все эффекты частотной модуляции, включая те, которые производились с помощью сенсорного ленточного управления ARP. Он также мог запускаться с клавиатуры ARP, таким образом функционируя как гибрид сэмплера и аналогового синтезатора и максимально используя технологии, доступные в то время.
Система Synclavier была одним из первых цифровых синтезаторов и сэмплеров, выпускаемых компанией New England Digital. Впервые выпущенная в 1977 году, она оказала большое влияние как на музыкальных продюсеров, так и на электронных музыкантов благодаря своей универсальности, передовым технологиям и отличительному звучанию. Системы Synclavier были дорогими — самая высокая цена, когда-либо заплаченная за одну, составляла около 500 000 долларов, хотя средние цены на системы были ближе к 200 000–300 000 долларов. Хотя это делало ее недоступной для большинства музыкантов, она нашла широкое применение среди продюсеров и профессиональных студий звукозаписи и конкурировала на этом рынке с другими высококлассными производственными системами, такими как Fairlight CMI . Несмотря на свою редкость, Synclavier по сей день используется во многих студиях.
Fairlight Instruments была основана в Сиднее в 1975 году Питером Фогелем и Ким Райри . Изначально компания была основана как производитель и продавец оборудования для создания видеоспецэффектов.
Fairlight CMI или компьютерный музыкальный инструмент, выпущенный в 1979 году, начал свою жизнь как Qasar M8. M8 был собран вручную, и легенда гласит, что для его загрузки требовалось два часа. CMI был первым коммерчески доступным полифоническим цифровым сэмплирующим инструментом. Оригинальный Fairlight CMI сэмплировал с разрешением 8 бит на сэмпл, [17] с частотой 24 кГц и использовал два 8-битных процессора Motorola 6800 (позже модернизированных до более мощного 16/32-битного Motorola 68000 ). [18] Он был оснащен двумя шестиоктавными клавиатурами, алфавитно-цифровой клавиатурой и интерактивным видеодисплеем (VDU), на котором звуковые волны можно было редактировать или даже рисовать с нуля с помощью светового пера . Программное обеспечение позволяло редактировать, зацикливать и микшировать звуки, которые затем можно было воспроизводить с помощью клавиатуры или программного секвенсора. Он продавался по цене около 25 000 долларов США.
Позднее Fairlight выпустила Series IIx, которая увеличила частоту дискретизации до 32 кГц [18] и стала первой, которая имела базовую функциональность MIDI. В 1985 году Series III была выпущена с двумя значительными обновлениями: битрейт и частота дискретизации были увеличены до качества CD (16 бит/44,1 кГц), а также теперь поддерживался временной код SMPTE . Известными пользователями Fairlight CMI являются Питер Гэбриел , Херби Хэнкок , Тревор Хорн , Art of Noise , Yello , Pet Shop Boys , Жан Мишель Жарр , Duran Duran и Кейт Буш . Хорн, которого считают «Человеком, который изобрел восьмидесятые», впервые использовал свои известные методы сэмплирования в альбоме Adventures in Modern Recording , втором студийном альбоме, выпущенном под названием его проекта The Buggles . Говоря, что он был «весьма очарован духовыми инструментами Fairlight и всеми этими вещами, с которыми Джеффри и я начали возиться до того, как он уехал в Азию», методы сэмплирования на Adventures позже будут использоваться в записях Хорна, таких как Slave to the Rhythm Грейс Джонс , The Seduction Клода Дебюсси Art of Noise и Welcome to the Pleasuredome Frankie Goes To Hollywood . [ 19]
E-mu Emulator (1981) был первым набегом E-mu Systems на сэмплирование и спас компанию от финансовой катастрофы после полного провала Audity из -за ценника в $70 000. Название «Emulator» появилось в результате листания тезауруса и идеально соответствовало названию компании. Emulator выпускался в 2-, 4- и 8-голосной полифонии, 2-голосная версия была исключена из-за ограниченного интереса, и имел максимальную частоту дискретизации 27,7 кГц, четырехоктавную клавиатуру и 128 КБ памяти.
E-mu Emulator II (1984) был разработан для преодоления разрыва между Fairlight CMI и Synclavier и Ensoniq Mirage . Он имел 8-голосную полифонию, 8-битную выборку, 512 КБ ОЗУ (1 МБ в EII+, хотя был доступен только как два независимых банка по 512 КБ), 8-дорожечный секвенсор и аналоговую фильтрацию. С добавлением опции жесткого диска Emulator II был сопоставим с сэмплерами, выпущенными 5 лет спустя.
E-mu SP-12 (1986) был предшественником E-mu SP-1200 .
E-mu Emulator III (1987) был 16-битным стерео цифровым сэмплером с 16-голосной полифонией, максимальной частотой дискретизации 44,1 кГц и имел до 8 МБ памяти. Он включал 16-канальный секвенсор, SMPTE и жесткий диск на 40 МБ.
E-mu SP-1200 (1987) был и остается одним из самых высоко оцененных сэмплеров для использования в производстве, связанном с хип-хопом . Его 12-битный сэмплерный движок придал желаемую теплоту инструментам и грубый удар барабанам. Он включал 10 секунд сэмпла, распределенных по четырем 2,5-секундным секциям.
E-mu Emax , продававшийся в период с 1985 по 1995 год и ориентированный на нижний ценовой сегмент рынка.
E-mu ESI-32 (1994) был урезанным, гораздо более дешевым и упрощенным EIIIx и мог использовать те же сэмплы. Устройство могло вмещать до 32 МБ ОЗУ, 32-голосную полифонию, а звуки могли быть направлены внутрь на один из четырех полифонических выходов. Через дополнительный интерфейс SCSI ESI-32 мог получать доступ к внешнему CD-ROM, Zip-100 и жестким дискам.
Akai вошла в мир электронных музыкальных инструментов в 1984 году, когда Роджер Линн , создатель Linn LM-1 , Linn 9000 и LinnDrum , объединился с японско-сингапурской корпорацией Akai для создания сэмплеров, похожих на те, что были созданы в собственной компании Линна, Linn Electronics . С этим появился первый в серии доступных сэмплеров, S612, 12-битный цифровой модуль сэмплера. В 1986 году S612 был заменен на S900.
Akai S900 (1986) был первым по-настоящему доступным цифровым сэмплером. Он был 8-нотным полифоническим и имел 12-битную выборку с диапазоном частот до 40 кГц и до 750 КБ памяти, что позволяло работать чуть менее 12 секунд при наилучшей частоте выборки. Он мог хранить в памяти максимум 32 сэмпла. Операционная система была программной и допускала обновления, которые приходилось загружать каждый раз при включении сэмплера.
Akai MPC60 Digital Sampler/Drum Machine and MIDI Sequencer (1988) был первой выпущенной моделью, не монтируемой в стойку. Это также первый раз, когда AKAI выпустила сэмплер с сенсорными триггерными пэдами, что дало начало популярной серии сэмплерных секвенсоров MPC .
Akai S950 (1988) представлял собой улучшенную версию S900 с максимальной частотой дискретизации 48 кГц и некоторыми функциями редактирования современной модели S1000.
Akai S1000 (1988) был, возможно, самым популярным 16-битным 44,1 кГц стереосемплером своего времени. Он имел 16 голосов, до 32 МБ памяти и 24-битную внутреннюю обработку, включая цифровой фильтр (18 дБ/октаву), LFO и два генератора огибающей ADSR (для амплитуды и фильтрации). S1000 также предлагал до 8 различных точек цикла. Дополнительные функции включали Autolooping, Crossfade Looping, Loop in Release (который циклически проходит через цикл по мере затухания звука), Loop Until Release (который циклически проходит через цикл, пока нота не начнет затухать), Reverse и Time Stretch (версия 1.3 и выше).
Другие семплеры, выпущенные AKAI, включают S01, S20, S700, S2000, S2800, S3000, S3000XL, S3200, S5000, S6000, MPC 500, MPC1000, MPC2000, MPC2000XL, MPC2500, MPC3000, MPC3000XL, MPC3000LE, MPC4000, MPC5000, Z4 и Z8.
Корпорация Roland выпустила серию S. Это были настоящие сэмплеры, которые обеспечивали все описанные выше функции, включая сэмплирование, редактирование сэмплов, транспонирование высоты тона и отображение зон клавиш:
Совсем недавно Roland представила концепцию Groove Sampler . Эти устройства славятся своей простотой использования, но некоторым из них не хватает возможностей транспонирования высоты тона и отображения зон клавиш, которые есть у большинства сэмплеров. Некоторые из них имеют ограничения по рендерингу циклов или сэмплов звуковых эффектов, которые воспроизводятся с той же высотой тона, с которой они были записаны. Хотя эти машины оснащены широким спектром встроенных эффектов, некоторым не хватает транспонирования высоты тона и отображения зон клавиш, что значительно снижает их полезность. Линейка Roland Groove Sampler включает в себя следующее:
Будучи подразделением корпорации Roland, компания Boss также внесла свой вклад в концепцию Groove Sampler/Groove Box, выпустив несколько сэмплеров.
Большинство старых сэмплеров используют SCSI в качестве протокола для загрузки и выгрузки данных сэмплера. Интерфейсы SCSI были либо стандартными для сэмплера, либо предлагались в качестве опции. SCSI обеспечивает возможность перемещения больших объемов данных в сэмплер и из него за разумное время. Жесткие диски, приводы CD-ROM, Zip-дисководы и съемные картриджные приводы, такие как Syquest и Iomega Jaz, являются наиболее популярными устройствами SCSI, используемыми с сэмплерами. У каждого есть свои сильные и слабые стороны, причем жесткие диски являются самыми быстрыми устройствами. Современные (после 2000 года) сэмплеры используют твердотельные карты памяти (такие как Compact Flash или SmartMedia) для хранения и передачи сэмплов.
В 1990-х и 2000-х годах рост мощности компьютеров и объема памяти позволил разрабатывать программные приложения, которые предоставляют те же возможности, что и аппаратные устройства. Обычно они производятся как подключаемые инструменты, например, с использованием системы VST . Некоторые такие сэмплеры предоставляют относительно простые возможности воспроизведения сэмплов, требуя от пользователя обращения к другому программному обеспечению для таких задач, как редактирование сэмплов, запись сэмплов и эффекты DSP, в то время как другие предоставляют функции, выходящие за рамки возможностей стоечных устройств.
В 1980-х годах пользователи домашних компьютеров изобрели трекеры . Секвенсоры — это программные сэмплеры, поскольку передискретизация в реальном времени является необходимой возможностью для концепции трекера. [20] С 1980-х годов трекеры могли выполнять 4-канальную передискретизацию в реальном времени с использованием чипа Paula на Amiga . С начала 1990-х годов трекеры выполняли на ПК многодорожечную передискретизацию в реальном времени как чисто программное решение. Это было возможно при использовании высокооптимизированного ассемблерного кода , ранним примером является InertiaPlayer, выпущенный в 1993 году. [21] Недавний трекер для ПК с хорошими возможностями сэмплера — например, Renoise Tracker. [20] [22]
[Q]
... Chronometer [3], насколько я понимаю, звуки часовых механизмов и всего остального эффективно сэмплировались АЦП, сохранялись и обрабатывались компьютером, а затем снова выдавались. В чем был прорыв ...
[A]
Питер продолжал покупать новейшие компьютеры, которые появлялись, и, конечно, память увеличивалась. Затем я построил ему жесткий диск, чтобы можно было сохранять некоторые звуки на этом жестком диске. ...
Рисунок 2.
Сводка, показывающая положение двух компьютеров PDP в системе MUSYS и всех подключенных к ним устройств.
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ) ( рисунок 2CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ))1976 / COMPUTER MUSIC MELODIAN / Созданный на базе компьютера DEC PDP-8, он имел неслыханное на тот момент разрешение 12 бит/22 кГц.
Я даю интервью на NPR за изобретение первого цифрового сэмплирующего синтезатора