stringtranslate.com

Цифровой синтезатор

Джордан Рудесс выступает с цифровым синтезатором

Цифровой синтезатор — это синтезатор , который использует методы цифровой обработки сигналов (DSP) для создания музыкальных звуков. Это в отличие от старых аналоговых синтезаторов , которые создают музыку с использованием аналоговой электроники , и сэмплеров , которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов . Некоторые цифровые синтезаторы имитируют аналоговые синтезаторы; другие включают возможность дискретизации в дополнение к цифровому синтезу.

История

Самые ранние эксперименты по цифровому синтезу проводились с помощью компьютеров в рамках академических исследований генерации звука.

В 1957 году Макс Мэтьюз на IBM 704 в Bell Labs в 1957 году разработал первый язык программирования для компьютерной музыки , MUSIC . [1] Он генерирует цифровые аудиосигналы посредством прямого синтеза.

EMS MUSYS-3 (1970) (на основе Нунцио, 2014 г.)

Примерно в 1969 году система EMS MUSYS 3 была разработана Питером Грогоно (программное обеспечение), Дэвидом Кокереллом (аппаратное обеспечение и интерфейс) и Питером Зиновьевым (проектирование и эксплуатация системы) в их лондонской (Путни) студии. Система работала на двух мини-компьютерах Digital Equipment PDP-8 . У них была пара быстрых цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, [2] [3] 12 000 (12 КБ) байт основной памяти ( ОЗУ ), подкрепленной жестким диском емкостью 32 КБ и ленточным хранилищем (DecTape). [4] [5] [6] Самая ранняя цифровая выборка была сделана на этой системе в 1971–1972 годах для « Хронометра » Харрисона Бертвистла , выпущенного в 1975 году. [2] [7] [8]

В 1972–1974 годах Дартмутский цифровой синтезатор был разработан профессорами Дартмутского колледжа Джоном Эпплтоном и Фредериком Дж. Хувеном совместно с соучредителями NED Сиднеем А. Алонсо и Кэмероном В. Джонсом.

В 1977 году Хэл Алес из Bell Labs разработал цифровой синтезатор Bell Labs . [9]

В 1977 году [10] New England Digital (NED) выпустила Synclavier , первый коммерческий синтезатор, использующий чисто цифровую генерацию звука, а также первый в мире коммерческий FM-синтезатор. [11] [12] [13]

Fairlight CMI series II (1982), представлен на выставке NAMM Show.

Ранние коммерческие цифровые синтезаторы использовали простую проводную цифровую схему для реализации таких методов, как аддитивный синтез и FM-синтез . Другие методы, такие как волновой синтез и физическое моделирование , стали возможны только с появлением высокоскоростных микропроцессоров и технологий цифровой обработки сигналов. [ нужна цитация ] Двумя другими ранними коммерческими цифровыми синтезаторами были Fairlight CMI , представленный в 1979 году, и New England Digital Synclavier II, представленный в 1979 году как обновление оригинального Synclavier. [11] Fairlight CMI был одним из первых синтезаторов сэмплирования, [14] в то время как Synclavier изначально использовал технологию FM-синтеза, лицензированную у Yamaha, [15] а затем позже добавил первый в мире 16-битный потоковый сэмплер с жестким диском в реальном времени. в 1982 году. [11] Fairlight CMI и Synclavier были дорогими системами, их розничная цена в начале 1980-х превышала 20 000 долларов. Стоимость цифровых синтезаторов начала быстро падать в начале 1980-х годов. E-mu Systems представила синтезатор сэмплирования Emulator в 1982 году по розничной цене 7900 долларов. Хотя он и не такой гибкий и мощный, как Fairlight CMI или Synclavier, его более низкая стоимость и портативность сделали его популярным.

Clavia Nord Lead — популярный виртуальный аналоговый синтезатор.

С добавлением сложных секвенсоров, которые теперь были добавлены к встроенным эффектам и другим функциям, родился синтезатор « рабочая станция ». Они всегда включают в себя многодорожечный секвенсор и часто могут записывать и воспроизводить семплы, а в последующие годы и полные звуковые дорожки, которые будут использоваться для записи всей песни. Обычно это также ROMplers, воспроизводящие сэмплы для создания широкого спектра реалистичных инструментов и других звуков, таких как барабаны, струнные и духовые инструменты, для упорядочения и составления песен, а также звуки популярных клавишных инструментов, таких как электрические пианино и органы.

Поскольку интерес к аналоговым синтезаторам все еще сохранялся , а также с увеличением вычислительной мощности, в 1990-х годах возник другой тип синтезатора: аналоговое моделирование или «виртуальный аналоговый» синтезатор. Они используют вычислительную мощность для моделирования традиционных аналоговых сигналов и схем, таких как огибающие и фильтры, причем наиболее популярные примеры инструментов этого типа включают Nord Lead и Access Virus .

Цифровые синтезаторы теперь можно полностью эмулировать с помощью программного обеспечения (« softsynth ») и запускать на обычном оборудовании ПК. Такие мягкие реализации требуют тщательного программирования и быстрого процессора, чтобы получить ту же задержку , что и их специализированные эквиваленты. Чтобы уменьшить задержку, некоторые профессиональные производители звуковых карт разработали специализированное оборудование цифровой обработки сигналов ([DSP]). Специализированные цифровые синтезаторы имеют преимущество удобного пользовательского интерфейса (физические элементы управления, такие как кнопки для выбора функций и включения функций, а также ручки для настройки переменных параметров). С другой стороны, программные синтезаторы имеют преимущества, предоставляемые богатым графическим дисплеем.

Сосредоточив внимание на клавиатурах, ориентированных на производительность, и цифровых компьютерных технологиях, производители коммерческих электронных инструментов создали одни из первых цифровых синтезаторов для студийного и экспериментального использования, при этом компьютеры могли обрабатывать встроенные алгоритмы синтеза звука. [16]

В Японии

GS-1 был первым коммерческим цифровым синтезатором Yamaha, основанным на FM-синтезе. За $16 000 покупатель также получил настольный компьютер для его программирования.

В 1973 году [17] японская компания Yamaha лицензировала патент на синтез частотной модуляции (FM-синтез) у Джона Чоунинга , который экспериментировал с ним в Стэнфордском университете с 1971 года. [18] Инженеры Yamaha начали адаптировать алгоритм Чоунинга для использования в коммерческих целях. цифровой синтезатор, добавив такие улучшения, как метод «ключевого масштабирования», чтобы избежать внесения искажений, которые обычно возникают в аналоговых системах во время частотной модуляции , хотя прошло несколько лет, прежде чем Yamaha выпустила свои цифровые FM-синтезаторы. [19] В 1970-х годах Yamaha получила ряд патентов под прежним названием компании «Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha», развивая ранние работы Чоунинга по технологии FM-синтеза. [20] Компания Yamaha построила первый прототип цифрового синтезатора в 1974 году. [17] [ проверка не удалась ]

Выпущенный в 1979 году [21] Casio VL-1 был первым малобюджетным цифровым синтезатором, [22] продававшимся по цене 69,95 долларов. [21] В конечном итоге Yamaha коммерциализировала свою технологию FM-синтеза и в 1980 году выпустила первый цифровой FM-синтезатор компании, Yamaha GS-1, но по дорогой розничной цене в 16 000 долларов. [23]

Yamaha DX7 (1983) ознаменовал появление цифровых синтезаторов. Кроме того, благодаря доступной цене (около 2000 долларов) он имел огромный успех: было продано около 200 000 единиц. Несмотря на то, что его, как известно, сложно программировать пользователем, его предустановленные звуки существенно повлияли на поп- и рок-музыку 1980-х годов.

Представленный в 1983 году, Yamaha DX7 стал прорывным цифровым синтезатором, оказавшим большое влияние, как инновационным, так и доступным по цене, что означало упадок аналоговых синтезаторов . [24] Он использовал FM-синтез, и, хотя он был неспособен к синтезу семплов, как Fairlight CMI, его цена составляла около 2000 долларов, что делало его доступным для гораздо большего числа музыкантов. [25] DX-7 также был известен своим методом «масштабирования клавиш», позволяющим избежать искажений, и своей узнаваемо яркой тональностью, которая отчасти объяснялась высокой частотой дискретизации 57 кГц. [26] Он стал незаменимым для многих музыкальных исполнителей 1980-х годов, [27] и стал одним из самых продаваемых синтезаторов всех времен. [18]

В 1987 году компания Roland выпустила собственный влиятельный синтезатор того времени D-50 . Этот популярный синтезатор открыл новые горизонты в доступном сочетании коротких сэмплов и цифровых генераторов, а также в виде инноваций [28] встроенных цифровых эффектов (реверберация, хорус, эквалайзер [29] ). Роланд назвал это синтезом линейной арифметики (LA). Этот инструмент отвечает за некоторые из очень узнаваемых пресетных звуков синтезатора конца 1980-х годов, таких как звук Pizzagogo, использованный в песне Enya « Orinoco Flow ».

Постепенно стало возможным включать высококачественные образцы существующих инструментов, а не синтезировать их. В 1988 году Korg представила последний из чрезвычайно популярного трио цифровых синтезаторов 1980-х годов после DX7 и D50 — M1 . Это ознаменовало как растущую популяризацию цифрового синтеза на основе семплов, так и появление синтезаторов « рабочих станций ». [30] После этого многие популярные современные цифровые синтезаторы стали описываться как не полноценные синтезаторы в самом точном смысле этого слова, поскольку они воспроизводят сэмплы, хранящиеся в их памяти. Тем не менее, они по-прежнему включают возможности формирования звука с помощью огибающих , LFO , фильтров и эффектов, таких как реверберация. Серии клавиатур Yamaha Motif и Roland Fantom являются типичными примерами этого типа, называемыми «ROMplers»; в то же время они также являются примерами синтезаторов «рабочих станций».

Поскольку стоимость вычислительной мощности и памяти упала, появились новые типы синтезаторов, предлагающие множество новых возможностей синтеза звука. Korg Oasys был одним из таких примеров, объединив несколько цифровых синтезаторов в одном устройстве.

Аналоговый и цифровой

Аналоговый синтезатор создает звук с помощью электронных схем, таких как генераторы, управляемые напряжением , и фильтры, управляемые напряжением . Напротив, цифровой синтезатор генерирует поток чисел, часто используя тот или иной процессор цифровых сигналов , которые затем преобразуются в звук с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Цифровой синтезатор, по сути, представляет собой компьютер с (часто) клавиатурой фортепиано или органа и ЖК-дисплеем в качестве пользовательского интерфейса. Поскольку компьютерные технологии быстро развиваются, часто можно предложить больше возможностей в цифровом синтезаторе, чем в аналоговом синтезаторе по заданной цене. Однако обе технологии имеют свои преимущества. Некоторые формы синтеза, такие как, например, семплирование и аддитивный синтез , невозможны в аналоговых синтезаторах, в то время как, с другой стороны, многие музыканты предпочитают характер аналоговых синтезаторов их цифровому эквиваленту.

Использование в популярной музыке

Эпоха новой волны 1980-х годов впервые представила публике цифровой синтезатор. Такие группы, как Talking Heads и Duran Duran, использовали звуки, созданные в цифровом формате, в некоторых из своих самых популярных альбомов. Другие группы, более вдохновленные поп -музыкой, такие как Hall & Oates, начали включать цифровой синтезатор в свое звучание в 1980-х годах. Благодаря технологическим прорывам 1990-х годов многие современные синтезаторы используют DSP .

Цифровой синтез

Работая более или менее одинаково, каждый цифровой синтезатор похож на компьютер . При постоянной частоте дискретизации цифровой синтез создает поток чисел. Звук из динамиков затем преобразуется в аналоговую форму. Прямой цифровой синтез — типичная архитектура цифровых синтезаторов. Посредством генерации сигнала, обработки голоса и инструментов поток сигналов создается и контролируется либо с помощью возможностей MIDI, либо с помощью элементов управления на уровне голоса и инструментов. [31]

Рекомендации

  1. ^ Дороги, Кертис ; Мэтьюз, Макс (зима 1980 г.). «Интервью с Максом Мэтьюзом». Компьютерный музыкальный журнал . 4 (4): 15–22. дои : 10.2307/3679463. JSTOR  3679463.
  2. ^ Аб Кокерелл, Дэвид (1 октября 2013 г.), Интервью - Дэвид Кокерелл (интервью) , заархивировано из оригинала 21 октября 2017 г.
    на «Этих обнадеживающих машинах», заархивировано из оригинала 21 октября 2017 г.
    как часть радиопрограммы Sound Lounge , Radio New Zealand , [Q] ...Chronometer [3], насколько я понимаю, звуки часовых механизмов и всего остального эффективно сэмплировались АЦП, сохранялись и манипулировал компьютером, а затем снова выплюнул. В чем же заключался прорыв... [A] Питер продолжал покупать новейшие компьютеры, которые выходили, и конечно же память увеличивалась. Затем я построил ему записывающее устройство с жестким диском, чтобы можно было сохранять на этом жестком диске некоторые звуки. ...
  3. ↑ Нунцио, Алекс Ди (16 мая 2014 г.). "Структура". МУЗИС . Архивировано из оригинала 21 октября 2017 года . Проверено 21 октября 2017 г. Рисунок 2. Сводная информация, показывающая положение двух PDP-компьютеров в системе MUSYS и всех подключенных к ним устройств. {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь ) ( рис. 2 )CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ))
  4. ↑ Хинтон, Грэм (27 декабря 2002 г.). «Студия Путни (1970)». EMS: Внутренняя история . Корнуолл , Великобритания: Студии электронной музыки . Архивировано из оригинала 13 мая 2016 года.
  5. ^ Грогоно, Питер (1973). «МЮСИС: Программное обеспечение для студии электронной музыки». Программное обеспечение: практика и опыт . 3 (4): 369–383. дои : 10.1002/спе.4380030410. ISSN  1097-024X. S2CID  206507040. [РЕЗЮМЕ] MUSYS — это система программ, используемых для создания электронной музыки в компьютерной студии Electronic Music Studios в Лондоне. В этой статье описывается язык программирования, используемый композиторами, а также реализация его компилятора и других программ в системе. Показано, что с помощью макрогенератора можно построить эффективную и полезную систему из простого программного обеспечения на небольшом компьютере.
  6. ^ Грогоно, Питер (27 ноября 2014 г.). «Студия электронной музыки (Лондон) Ltd». Кафедра компьютерных наук, факультет инженерии и компьютерных наук, Университет Конкордия . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г.(См. Также: «Язык программирования для мыши». Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г.).)
  7. ^ Холл, Том (2015), «Перед маской: сотрудничество Бертвистла в электронной музыке с Питером Зиновьевым», в Beard, Дэвид; Глоаг, Кеннет; Джонс, Николас (ред.), Harrison Birtwistle Studies , Cambridge University Press , стр. 63–94, ISBN 978-1-107-09374-4, заархивировано из оригинала 20 декабря 2017 г.
  8. ^ Бертвистл, Харрисон (1975). Хронометр .на тему «Триумф времени / Хронометр» (Фонд Калуста Гюльбенкяна, серия №8) (Винил, LP, Альбом). Великобритания: Арго. ЗРГ 790.(видео заархивировано 20 декабря 2017 г. на сайте Wayback Machine на YouTube)
    • По словам Кокерелла (2013), это произведение было « реализовано в 1971–72 годах Питером Зиновьевым в студии Путни ».
  9. ^ Хэл Аллес, «Портативная цифровая система синтеза звука», Computer Music Journal , Том 1, номер 3 (осень 1976 г.), стр. 5-9
  10. ^ "Журнал электронного музыканта" . Архивировано из оригинала 2 октября 2009 г.
  11. ^ abc "Ранняя история Синклавира".
  12. ^ "Цифровой синклавир Новой Англии, 1978 год" . Сентябрь 2006 г.
  13. ^ "Корневые звуки".
  14. ^ "Вся история Fairlight" .
  15. ^ "Цифровой синклавир Новой Англии, 1978 год" . Смешать . Пентон Медиа. 1 сентября 2006 г.
  16. ^ «Электронные инструменты». Британская энциклопедия .
  17. ^ ab «[Глава 2] Генераторы FM-тонов и зарождение домашнего музыкального производства». 40-летие Yamaha Synth — История . Корпорация Ямаха. 2014. Архивировано из оригинала 23 октября 2014 г.
  18. ^ Аб Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка». Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . п. 257. ИСБН 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 г.
  19. ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка». Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . стр. 257–258. ISBN 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 г.
  20. ^ «Патент США 4018121».
  21. ^ аб Марк Вейл. Синтезатор: подробное руководство по пониманию, программированию, игре и записи идеального электронного музыкального инструмента . Издательство Оксфордского университета . п. 277.
  22. ^ Алекс Игуден (1997). Влияние MIDI на электроакустическое искусство музыки, выпуск 102. Стэнфордский университет . п. 26.
  23. ^ Кертис Роудс (1996). Урок компьютерной музыки. МТИ Пресс . п. 226. ИСБН 0-262-68082-3. Проверено 5 июня 2011 г.
  24. ^ "Ямаха DX7" . Synthlearn.com .
  25. ^ Ле Херон, Ричард Б.; Харрингтон, Джеймс В. (2005). Новые экономические пространства: новые экономические географии . Издательство Эшгейт. п. 41. ИСБН 0-7546-4450-2.
  26. ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка». Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . стр. 257–259. ISBN 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 г.
  27. ^ «Три продукта Yamaha, изменившие отрасль, отмечают 20-летие» . Музыкальные торги . Февраль 2004 г., стр. 70–74. Архивировано из оригинала 19 октября 2008 г.
  28. ^ "Синт FX". Звук на звуке . Проверено 9 января 2014 г.
  29. ^ Руководство пользователя Roland D-50 (базовое) (PDF) . Корпорация Роланд. в. 1987. с. 6. Архивировано из оригинала (руководство в формате PDF) 31 мая 2013 г. Проверено 1 сентября 2014 г. ... D-50 имеет четыре отдельные секции: / 1. Цифровой синтезатор / 2. Цифровой эквалайзер / 3. Секция цифрового хоруса / и 4. Секция цифровой реверберации.
  30. ^ "Корг М1". Звук на звуке . Архивировано из оригинала 20 октября 2013 г. Проверено 9 января 2014 г.
  31. ^ «Цифровой синтез». Студии электронной музыки UCSC . Архивировано из оригинала 15 октября 2009 г. Проверено 21 октября 2009 г.

Внешние ссылки