Цифровой синтезатор является синтезатором , который использует цифровую обработку сигналов методы (DSP) , чтобы сделать музыкальные звуки. В этом отличие от более старых аналоговых синтезаторов , которые воспроизводят музыку с использованием аналоговой электроники , и сэмплеров , воспроизводящих цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов . Некоторые цифровые синтезаторы имитируют аналоговые синтезаторы; другие включают возможность выборки в дополнение к цифровому синтезу.
История
Самые первые эксперименты по цифровому синтезу проводились на компьютерах в рамках академических исследований в области генерации звука. В 1973 году [1] японская компания Yamaha лицензировала алгоритмы частотно-модулирующего синтеза (FM-синтез) у Джона Чоунинга , который экспериментировал с ним в Стэнфордском университете с 1971 года. [2] Инженеры Yamaha начали адаптировать алгоритм Чоунинга для использования в коммерческих целях. цифровой синтезатор, добавив такие улучшения, как метод «масштабирования ключа», чтобы избежать появления искажений, которые обычно возникают в аналоговых системах во время частотной модуляции , хотя потребовалось несколько лет, прежде чем Yamaha выпустила свои цифровые FM-синтезаторы. [3] В 1970-х годах Yamaha получила ряд патентов под прежним названием «Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha», развивая ранние работы Чоунинга по технологии FM-синтеза. [4] Yamaha построила первый прототип цифрового синтезатора в 1974 году. [1]
К концу 1977 года компания New England Digital (NED) выпустила Synclavier , первый коммерческий синтезатор, использующий чисто цифровую генерацию звука, а также первый в мире коммерческий FM-синтезатор. [5] [6] [7] [8]
Выпущенный в 1979 году, [9] Casio VL-1 был первый низкобюджетный цифровой синтезатор, [10] продается за $ 69,95. [9] Yamaha в конечном итоге коммерциализировала свою технологию FM-синтеза и выпустила первый цифровой синтезатор FM в 1980 году, Yamaha GS-1, но по дорогой розничной цене в 16000 долларов. [11]
В ранних коммерческих цифровых синтезаторах использовались простые аппаратные цифровые схемы для реализации таких методов, как аддитивный синтез и FM-синтез . Другие методы, такие как синтез волновых таблиц и физическое моделирование , стали возможны только с появлением высокоскоростных микропроцессоров и технологии цифровой обработки сигналов. Двумя другими ранними коммерческими цифровыми синтезаторами были Fairlight CMI , представленный в 1979 году, и New England Digital Synclavier II, представленный в 1979 году как модернизация оригинального Synclavier. [12] Fairlight CMI был первым в мире синтезатором сэмплирования, [13] в то время как Synclavier первоначально использовал технологию FM-синтеза, лицензированную у Yamaha, [14] до добавления первого в мире 16-битного потокового сэмплера с жестким диском в реальном времени в конце 1982 года. . [15] Fairlight CMI и Synclavier были как дорогостоящие системы, розничной торговли более чем $ 20 000 в начале 1980 - х годов. 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 не такой гибкий и мощный, как Fairlight CMI или Synclavier, его более низкая стоимость и портативность сделали его популярным.
Представленный в 1983 году, Yamaha DX7 стал революционным цифровым синтезатором, оказавшим большое влияние, как новаторским, так и доступным, что означало упадок аналоговых синтезаторов . [16] В нем использовался FM-синтез, и, хотя он был неспособен к синтезу семплов Fairlight CMI, его цена составляла около 2000 долларов, что делало его доступным для гораздо большего числа музыкантов. [17] DX-7 также был известен своим методом «масштабирования клавиш», чтобы избежать искажений, и своей узнаваемой яркой тональностью, отчасти из-за его высокой частоты дискретизации 57 кГц. [18] Он стал незаменим для многих музыкальных исполнителей 1980-х [19] и стал одним из самых продаваемых синтезаторов всех времен. [2]
В 1987 году Roland выпустил свой собственный влиятельный синтезатор того времени, D-50 . Этот популярный синтезатор открыл новые горизонты в доступном сочетании коротких семплов и цифровых осцилляторов, а также нововведение [20] встроенных цифровых эффектов (реверберация, хорус, эквалайзер [21] ). Роланд назвал это синтезом линейной арифметики (ЛА). Этот инструмент отвечает за некоторые из очень узнаваемых предустановленных синтезаторных звуков конца 1980-х, таких как звук Pizzagogo, использованный в " Orinoco Flow " Энии .
Постепенно стало возможным включать высококачественные сэмплы существующих инструментов вместо их синтеза. В 1988 году Korg представила последний из чрезвычайно популярного трио цифровых синтезаторов 1980-х годов после DX7 и D50, M1 . Это знаменовало как растущую популяризацию цифрового синтеза на основе сэмплов, так и появление синтезаторов для рабочих станций . [22] После этого многие популярные современные цифровые синтезаторы были описаны как неполные синтезаторы в самом точном смысле, поскольку они воспроизводят сэмплы, хранящиеся в их памяти. Тем не менее, они по-прежнему включают опции для формирования звуков с помощью огибающих , LFO , фильтров и эффектов, таких как реверберация. Серии клавиатур Yamaha Motif и Roland Fantom являются типичными примерами этого типа, которые называются «ROMplers»; в то же время они также являются примерами синтезаторов для рабочих станций.
С добавлением сложных секвенсоров на борту, теперь добавленных к встроенным эффектам и другим функциям, родился синтезатор « рабочая станция ». Они всегда включают в себя многодорожечный секвенсор и часто могут записывать и воспроизводить сэмплы, а в последующие годы - полные аудиодорожки, которые будут использоваться для записи всей песни. Обычно это также ROMplers, воспроизводящие сэмплы, чтобы дать широкий спектр реалистичных инструментов и других звуков, таких как барабаны, струнные инструменты и духовые инструменты, для создания последовательности и составления песен, а также звуки популярных клавишных инструментов, таких как электрические пианино и органы.
Поскольку интерес к аналоговым синтезаторам все еще сохранялся , а вычислительная мощность увеличивалась, в 1990-е годы возник другой тип синтезаторов: аналоговый синтезатор , или «виртуальный аналоговый» синтезатор. Они используют вычислительную мощность для моделирования традиционных аналоговых сигналов и схем, таких как огибающие и фильтры, с наиболее популярными примерами этого типа инструментов, включая Nord Lead и Access Virus .
По мере того как стоимость вычислительной мощности и памяти упала, появились новые типы синтезаторов, предлагающие множество новых вариантов синтеза звука. Станция OASYS был одним из таких примеров, упаковки нескольких цифровых синтезаторов в единое целое.
Цифровые синтезаторы теперь можно полностью эмулировать в программном обеспечении (« софтсинт ») и запускать на обычном оборудовании ПК. Такие программные реализации требуют тщательного программирования и быстрого ЦП, чтобы получить такую же задержку отклика, что и их выделенные эквиваленты. Чтобы уменьшить задержку, некоторые производители профессиональных звуковых карт разработали специализированное оборудование для цифровой обработки сигналов ([DSP]). Выделенные цифровые синтезаторы обладают преимуществом удобного пользовательского интерфейса (физические элементы управления, такие как кнопки для выбора функций и включения функций, а также ручки для установки переменных параметров). С другой стороны, программные синтезаторы обладают преимуществами богатого графического дисплея.
Сосредоточившись на ориентированных на производительность клавиатурах и цифровых компьютерных технологиях, производители коммерческих электронных инструментов создали одни из самых первых цифровых синтезаторов для студийного и экспериментального использования с компьютерами, способными обрабатывать встроенные алгоритмы синтеза звука. [23]
Аналоговый против цифрового
Основное отличие состоит в том, что цифровой синтезатор использует цифровые процессоры и обычно использует архитектуру прямого цифрового синтеза , тогда как аналоговый синтезатор использует аналоговую схему и контур фазовой автоподстройки частоты . Цифровой синтезатор использует генератор с числовым программным управлением, в то время как аналоговый синтезатор может использовать генератор, управляемый напряжением . Цифровой синтезатор - это, по сути, компьютер с (часто) фортепианной клавиатурой и ЖК-дисплеем в качестве интерфейса. Аналоговый синтезатор состоит из звуковой схемы , генерирующих и модуляторов. Поскольку компьютерные технологии быстро развиваются, часто можно предложить больше функций в цифровом синтезаторе, чем в аналоговом синтезаторе по заданной цене. Однако обе технологии имеют свои достоинства. Некоторые формы синтеза, такие как, например, семплирование и аддитивный синтез , невозможны в аналоговых синтезаторах, в то время как, с другой стороны, многие музыканты предпочитают аналоговые синтезаторы их цифровым эквивалентам.
Группы, использующие цифровые синтезаторы
Новая волна эпохи 1980 - х годов первый принес цифровой синтезатор для общественного уха. Такие группы, как Talking Heads и Duran Duran, использовали звуки, записанные в цифровом виде, на некоторых из своих самых популярных альбомов. Другие группы, более вдохновленные поп- музыкой, такие как Hall & Oates, начали использовать цифровой синтезатор в своем звучании 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 производит поток чисел. Звук из динамиков затем воспроизводится путем преобразования в аналоговую форму. Прямой цифровой синтез - типичная архитектура цифровых синтезаторов. Посредством генерации сигнала, обработки голоса и инструмента поток сигнала создается и управляется либо средствами MIDI, либо средствами управления на уровне голоса и инструмента. [24]
Рекомендации
- ^ a b "[Глава 2] Тональные FM-генераторы и рассвет домашнего музыкального производства" . 40 лет Yamaha Synth - История . Корпорация Yamaha. 2014 г.
- ^ а б Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . п. 257. ISBN. 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 .
- ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . С. 257–258. ISBN 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 .
- ^ Патент США 4,018,121
- ^ https://www.root-sounds.com/products/synclavier/index.shtml
- ^ http://www.500sound.com/synclavierhistory.html
- ^ https://web.archive.org/web/20091002070017/http://emusician.com/tutorials/electronic_century4/
- ^ https://www.mixonline.com/technology/1978-new-england-digital-synclavier-383609/383609
- ^ а б Марк Вейл. Синтезатор: подробное руководство по пониманию, программированию, игре и записи совершенного электронного музыкального инструмента . Издательство Оксфордского университета . п. 277.
- ^ Алекс Игудин (1997). Влияние MIDI на электроакустическую художественную музыку, Выпуск 102 . Стэнфордский университет . п. 26.
- ^ Кертис Роудс (1996). Учебник по компьютерной музыке . MIT Press . п. 226. ISBN. 0-262-68082-3. Проверено 5 июня 2011 .
- ^ http://www.500sound.com/synclavierhistory.html
- ^ http://www.anerd.com/fairlight/fairlightstory.htm
- ^ "Цифровой синклавир Новой Англии 1978 года" . Смешайте . Пентон Медиа. 1 сентября 2006 г.
- ^ http://www.500sound.com/synclavierhistory.html
- ^ «Ямаха DX7» . synthlearn.com .
- ^ Ле Херон, Ричард Б .; Харрингтон, Джеймс У. (2005). Новые экономические пространства: новые экономические географии . Издательство Ashgate. п. 41. ISBN 0-7546-4450-2.
- ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технологии, музыка и культура (3-е изд.). Тейлор и Фрэнсис . С. 257–259. ISBN 978-0-415-95781-6. Проверено 4 июня 2011 .
- ^ «Три продукта Yamaha, изменившие индустрию, отмечают 20-летие» . Музыкальные промыслы . Февраль 2004. С. 70–74. Архивировано из оригинала на 2008-10-19.
- ^ "Synth FX" . Звук на звук . Проверено 9 января 2014 .
- ^ Roland D-50 Руководство пользователя (базовое) (PDF) . Roland Corporation. c. 1987. с. 6. Архивировано из оригинального (PDF руководство) по 2013-05-31 . Проверено 1 сентября 2014 .
... D-50 состоит из четырех отдельных секций: / 1. Цифровой синтезатор / 2. Цифровой эквалайзер / 3. Секция цифрового хоруса / и 4. Секция цифровой реверберации.
- ^ «Корг М1» . Звук на звук . Архивировано из оригинала на 2013-10-20 . Проверено 9 января 2014 .
- ^ «Электронные инструменты» . Британская энциклопедия .
- ^ «Цифровой синтез» . Студия электронной музыки UCSC .
Внешние ссылки
- Vintage Synth Explorer , отличный ресурс по винтажным аналоговым и цифровым аппаратным синтезаторам.
- Psycle , бесплатно загружаемый модульный программный синтезатор и секвенсор / трекер (с открытым исходным кодом и совершенно бесплатно)
- Buzz , бесплатно загружаемый модульный программный синтезатор (бесплатный, но проприетарный)