La síntesis, que genera y combina formas de onda para producir sonidos complejos, puede parecer una montaña para escalar para los primeros productores y los nuevos diseñadores de sonido.
Términos desconocidos, conceptos desconocidos y una variedad de perillas, interruptores y gráficos vagos: ¿por dónde empezar?
Estos sentimientos son totalmente normales de tener, pero la síntesis no tiene que ser tan abrumadora para sumergirse en ella.
Al dividir cada concepto en pasos, los nuevos productores y diseñadores de sonido pueden comprender mejor los conceptos de síntesis de manera integral, abriéndose a oportunidades para un mayor crecimiento.
Y eso es exactamente lo que vamos a hacer en este artículo!
Nos centraremos principalmente en los conceptos básicos de la síntesis sustractiva. Este es uno de los tipos más básicos de síntesis e implica quitar frecuencias antes de combinar formas de onda. Repasaremos las herramientas que usamos para hacer esto y su aplicación.
En nuestra exploración de la síntesis sustractiva, también discutiremos ideas que se trasladan a todas las ramas de la síntesis. Vamos a saltar en él!

Flujo de señal en Síntesis

El concepto más importante a entender al abordar la síntesis (y potencialmente la producción en general) es el flujo de señal.
Esta es la ruta que una señal (sonido) toma de su fuente a la salida. Con este contexto, comprender el flujo de señal en la síntesis sustractiva será mucho más fácil.
La síntesis sustractiva consiste en varios componentes que interactúan entre sí. Llegaremos a los componentes y sus funciones pronto, pero es importante entender primero cómo la señal viaja de un componente al siguiente.
En el marco de la síntesis, algo genera una señal inicial, que luego es procesada por varios componentes en el sintetizador. Cada uno de estos componentes tiene su propio trabajo y se puede usar para alterar la señal como le plazca al diseñador de sonido.
Tenga en cuenta que estos componentes en un sintetizador son similares a los complementos que insertará en un canal en su DAW. En un canal, el sonido entra en la cadena de señales y se mueve a través de los complementos a lo largo del camino, procesándose de forma incremental hasta que alcanza la salida.
Una señal generalmente puede fluir a través de estos componentes de síntesis de dos maneras, en serie o en paralelo.
 Cimática-Síntesis Sustractiva-Diagrama de flujo 03
En el diagrama anterior, la señal se genera en el Bloque 1 (esto podría ser un oscilador), luego se envía al Bloque 2 (esto podría ser un filtro), luego al Bloque 3 (esto podría ser un amplificador) y luego al Bloque 4 (esto podría ser la salida).

Debido a que la señal viaja linealmente del Bloque 1 al Bloque 2 al Bloque 3 al Bloque 4, decimos que estos componentes están dispuestos «en serie».
 Cimática-Síntesis Sustractiva-Diagrama de flujo 02
En este diagrama, la señal comienza de nuevo en la fuente, Bloque 1. Luego se divide y viaja una vez al bloque 2 y una vez más por separado al Bloque 3. En este ejemplo, tanto el bloque 2 como el 3 podrían ser filtros. La señal sale de estos filtros y se mezcla de nuevo en el bloque 4, la salida.
Tenga en cuenta que si los bloques 2 y 3 están configurados para tener parámetros diferentes, esto sonará diferente en comparación con el ejemplo anterior.
Decimos que los bloques 2 y 3 están dispuestos «en paralelo».

Componentes de síntesis

Ahora que entendemos las formas en que una señal puede moverse a través de un sintetizador, echemos un vistazo a algunos componentes que implementamos síntesis sustractiva. Ya hemos mencionado los tres principales: osciladores, filtros y amplificadores.

Osciladores

Un oscilador actúa como fuente, generando y emitiendo una forma de onda repetida. En la mayoría de los sintetizadores, este oscilador tendrá:

    • Una frecuencia / tono ajustable (medido en Hz / nota musical respectivamente)

    • Una forma de onda (seno, triángulo, cuadrado, diente de sierra, etc.)

    • Una amplitud (medida en dB o un porcentaje con un 0% de silencio y un 100% de nivel completo)

Los osciladores en sintetizadores, especialmente los sintetizadores de software, generalmente responderán a la entrada MIDI de un teclado o controlador MIDI y ajustarán el tono en consecuencia.
Muchos «sintetizadores suaves» (sintetizadores de software) también permiten que un oscilador sea transpuesto por incrementos de semitono y centavo.
Por ejemplo, el tono de un oscilador se puede establecer en +5 semitonos, y al introducir una C en un controlador MIDI, el oscilador reproduciría una F.
Puede ver que en este oscilador aquí, en los Masivos de Native Instrument:
Cimática-Síntesis sustractiva-Osciladores masivos 01
en la mayoría de los sintetizadores tienen la capacidad de emitir varias formas de onda.
Cada una de estas formas repite una forma de onda diferente, y cada una tiene su propio contenido de timbre y frecuencia. Las formas de onda comunes que probablemente encontrará se muestran a continuación, tomadas de un oscilador en el Suero de Xfer:
 Cimática-Síntesis Sustractiva-Suero 01
Muchos sintetizadores suaves incluirán un parámetro de amplitud o nivel para un oscilador. Esto es similar a un amplificador, al que llegaremos en breve.
El parámetro de amplitud controla el volumen de la señal que sale de la sección del oscilador del sintetizador. Observe que tanto el Suero como el Masivo tienen un parámetro de amplitud o nivel en sus respectivas secciones del oscilador:

Cimática-Síntesis sustractiva-Masiva 02
Cimática-Síntesis sustractiva-Suero 02
El oscilador es el componente más común al comienzo de un parche de síntesis sustractiva. Veremos cómo se integra con los otros componentes más adelante.

Filtros

En cuanto a frecuencia, la mayoría de las señales de audio inclinadas (que podrían definirse mediante una nota musical) constan de dos componentes:

    • Una frecuencia fundamental (ubicada en esa nota musical)

    • Y una serie de armónicos, o armónicos acompañantes por encima de la frecuencia fundamental

El sonido en la naturaleza es causado por el movimiento de moléculas de aire en un movimiento de onda, y el rápido reflejo de estas ondas en las superficies dentro de un instrumento hace que se creen estos armónicos adicionales.
El contenido armónico del sonido determina su timbre característico. El piano y la guitarra, por ejemplo, tienen diferentes surtidos de armónicos, por lo que suenan diferentes incluso cuando tocan la misma nota.
La síntesis sustractiva es diferente de otros métodos de síntesis en el sentido de que el diseñador de sonido se centra en eliminar el contenido armónico de un sonido, y esto a menudo se hace utilizando un filtro. Estos filtros a menudo vienen después de osciladores en una cadena de síntesis sustractiva.
Si está familiarizado con el funcionamiento de un ecualizador, un filtro es solo otro nombre para una banda en un ecualizador. Estas bandas se pueden usar para aumentar o atenuar (disminuir) el nivel de ciertos rangos de frecuencia en un sonido.
Aumentar y cortar, los filtros son la mejor manera de esculpir el contenido armónico de un sonido.
Las formas de filtro más comunes son filtros de paso alto / corte bajo y de paso bajo / corte alto (HPF / LPF), filtros de estante bajo y de estante alto, filtros de campana y filtros de muesca.

Paso alto / corte bajo

 Cimática-Síntesis sustractiva-Fabfilter 01
Se utiliza un filtro paso alto / corte bajo para atenuar y cortar el contenido armónico por debajo de una determinada frecuencia. Esta frecuencia se llama frecuencia de corte, y generalmente es ajustable en los filtros que se encuentran en los sintetizadores. Estamos usando el Pro Q 2 de FabFilter para una demostración.
Estos filtros también tienden a tener un parámetro Q o resonancia. Aumentar esto aumentará la señal en e inmediatamente alrededor de la frecuencia de corte.
Por último, los HPF tienden a tener un número de polo. Este parámetro determina la inclinación del filtro hacia la izquierda de la frecuencia de corte.
Los números de polos comunes son 1-4, y miden cuántos incrementos de 6 dB un filtro atenúa la señal por octava. En pocas palabras, un filtro de 1 polo atenuará la señal 6 dB en el transcurso de una octava, un filtro de 2 polos atenuará 12 dB, un filtro de 3 polos 18 dB y un filtro de 4 polos 24 dB.

Es importante tener en cuenta que «pase alto» y «corte bajo» son dos nombres para la misma cosa. El filtro permite que las frecuencias altas «pasen», o corta las frecuencias más bajas. Es sólo una cuestión de perspectiva.

Paso bajo / corte alto

Cimática-Síntesis sustractiva-Fabfilter 02
Los filtros paso bajo / corte alto son muy similares, pero ocurren en el lado opuesto del espectro de frecuencia. Pueden atenuar y cortar el contenido armónico por encima de una frecuencia de corte establecida. Los números Q / resonancia y de poste funcionan exactamente de la misma manera para estos filtros que para los HPF.

De estante bajo & de estante alto

Cimática-Síntesis sustractiva-Fabfilter 03
Los filtros de estante son similares a los filtros de paso / corte, pero varían de un par de maneras. Tienen un parámetro similar a una frecuencia de corte llamada frecuencia de rotación, que funciona más o menos de la misma manera. Los números Q y de poste afectan a los filtros de estante de manera similar a los filtros de paso / corte.
Sin embargo, los filtros de estante también tienen un parámetro de ganancia ajustable. Por lo tanto, se pueden usar para aumentar o atenuar frecuencias, creando una forma de S en la que las mesetas del filtro (a diferencia de un filtro de paso / corte). Por lo tanto, el uso de filtros de estante para atenuar frecuencias es un poco más suave que los HPF o LPF completos.

Filtros de campana

Cimática-Síntesis sustractiva-Fabfilter 04
Estos son el tipo de filtro más común, capaz de aumentar o atenuar un rango establecido de frecuencias en una señal. Similar a las frecuencias de corte y rotación, los filtros de campana tienen una frecuencia central ubicada en el centro del rango.
Este rango se puede establecer mediante el parámetro Q o resonancia, con valores más bajos que incluyen un rango más amplio de frecuencias y valores más altos que incluyen un rango más estrecho. El rango se aumenta o se atenúa con un parámetro de ganancia.
Los filtros de campana técnicamente también pueden tener números de polos, pero no todos los filtros ofrecen esta flexibilidad. El ecualizador Pro Q 2 de FabFilter permite configurar el número de polo en todos los filtros, el ecualizador nativo de Ableton solo permite la configuración de 2 números de polo en LPF y HPF (1 y 4 polos). De nuevo, los números de polo en los filtros de campana funcionan igual que en los ejemplos anteriores.

Filtros de muesca

 Cimática-Síntesis sustractiva-Fabfilter 05
La última forma de filtro básico es un filtro de muesca. Estos filtros pueden cortar un rango de frecuencias en cualquier parte del espectro de frecuencias. Una vez más, los filtros de muesca utilizan una frecuencia central. Q y el número de polo una vez más tienen las mismas funciones. Tenga en cuenta que un filtro de campana con un valor Q más alto y una ganancia muy baja actuará de manera similar a un filtro de muesca.

Amplificadores

Si bien es posible que esté acostumbrado a la idea de que un amplificador haga algo más fuerte (como un amplificador de guitarra/micrófono), un amplificador en este contexto simplemente determina el nivel de la señal.
A menudo puede funcionar simplemente como un parámetro de ganancia, y también se puede usar para esculpir la duración de un sonido usando modulación…

Modulación

En el mundo del diseño de sonido, aburrido es el peor resultado posible. Cuanto más puede variar un sonido con el tiempo en timbre, amplitud, tono, etc. más atención atraerá.
No todos los sonidos requieren una tonelada de variaciones basadas en el tiempo, pero al menos algunos pueden ayudar a hacer un sonido más orgánico y animado.La modulación
es la forma más común de aplicar estos tipos de variación. Somos capaces de automatizar el movimiento de un parámetro en un sintetizador utilizando unas cuantas «señales de control» diferentes, las más comunes de las cuales son LFO y generadores de envolvente.
Estas señales de control se pueden aplicar a un parámetro y mover dicho parámetro a través de un rango de posiciones (el rango se puede establecer). El parámetro seguirá la forma del LFO o generador de envolvente.

Osciladores de baja frecuencia (LFO)

Los LFO son exactamente como suenan: osciladores que generan ondas de muy baja frecuencia.
A menudo, estas ondas caen por debajo de los 20 Hz, el límite inferior de la audición humana, y entran en el rango subsónico. Los LFO se pueden configurar para producir una variedad de formas de onda repetitivas, similares a los osciladores normales disponibles en muchos sintetizadores.
Estos LFO se pueden usar para modular otros parámetros en un sintetizador. Por lo general, tendrán parámetros de forma de onda y frecuencia ajustables. El LFO de suero, que se muestra a continuación, tiene una forma totalmente personalizable. Como la mayoría de los LFO, también ofrece tasas que se sincronizan con un valor rítmico, vinculado al tempo.
Este LFO se sincroniza con una negra, por lo que los valores de salida de LFO a través de la forma de onda de izquierda a derecha durante la duración de una negra.
 Cimática-Síntesis sustractiva-LFO
Por ejemplo, un LFO se puede configurar para tener una onda sinusoidal básica como forma de onda y una velocidad de 2 Hz. Esto podría aplicarse al amplificador, haciendo que la amplitud de la señal suba y baje con el movimiento de la onda sinusoidal lenta.
La amplitud aumentará a medida que la onda sinusoidal se eleve, disminuirá a medida que caiga y volverá a la posición inicial. Dado que el LFO está configurado a una velocidad de 2 Hz, este aumento y caída se producirá dos veces por segundo.

Un LFO también se puede aplicar al tono de un oscilador para crear vibrato. En este escenario, el LFO solo modularía el tono una pequeña cantidad (menos de un semitono por encima y por debajo del tono tocado) y oscilaría en algún lugar entre 4-7 Hz.
Debido a que los LFO crean una señal repetida que modula un parámetro, se usan mejor para crear un patrón de modulación repetido. Piense en los sintetizadores de acordes tambaleantes comunes a los futuros bajos. Estos se crean con un LFO modulando el amplificador, y tal vez una frecuencia de corte de filtro también.

Generadores de envolvente

Pero a veces una señal de modulación repetida no es lo que se necesita. A veces solo queremos un movimiento de una sola vez de un determinado parámetro. Esto es posible con un generador de sobres.
Estos crean lo que se llama una envolvente, una señal de un solo disparo que se puede usar para modular otro parámetro.
Un sobre se compone de varias secciones a lo largo del tiempo, cada una de las cuales generalmente se puede ajustar. Estas secciones están representadas con el acrónimo «ADSR», que significa tiempo de ataque, tiempo de decaimiento, nivel de sustain y tiempo de liberación.
 Cimática-Síntesis sustractiva-Envolvente

Tiempo de ataque

En el tiempo de ataque establecido, la señal va del silencio a la amplitud completa, generalmente medida en milisegundos (ms).
Los valores de tiempo de ataque más bajos harán que la envolvente alcance la amplitud completa rápidamente, mientras que los valores más altos causarán una rampa gradual de amplitud baja a alta.

Tiempo de decaimiento

Una vez que una envolvente alcanza la amplitud máxima, puede decaer a un nivel más bajo durante un período de tiempo. El parámetro de tiempo de decaimiento de una envolvente determinará cuánto tiempo (en ms) tarda la señal en caer a este nivel inferior.

Sustain

El parámetro de nivel de sustain determina qué es este nivel inferior, y generalmente se mide en valores dB negativos.
A un valor de sustain de -4 dB, por ejemplo, la envolvente se elevará de nada a amplitud completa de acuerdo con el tiempo de ataque y luego caerá 4 dB de acuerdo con el tiempo de decaimiento.
Observe que un valor de sustain de 0 dB (sin cambios con respecto a la amplitud máxima de la envolvente) resulta efectivamente en una etapa de desintegración.

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Tiempo de lanzamiento

En algún momento, la envolvente se activa para «liberar», y la señal cae del nivel de sustain a nada de nuevo. El tiempo que esto toma (de nuevo en ms) está determinado por el tiempo de liberación.
El uso más común de generadores de envolvente es determinar la amplitud de un sonido a lo largo del tiempo, y por lo tanto uno se aplicaría a un amplificador.
Cuando se toca una nota, la envolvente se activa y aumenta la amplitud a un máximo de acuerdo con el tiempo de ataque.
Después de alcanzar la fuerza completa, se descompone al nivel de sustain de acuerdo con el tiempo de descomposición.
Una vez que se libera la nota, la señal se reduce a nada de acuerdo con el tiempo de liberación.
Tenga en cuenta que los valores que elija tienen un gran impacto en el carácter de un sonido. Valores de ataque cortos, valores de decaimiento cortos y un nivel de sustain de-inf dB resultarán en sonidos cortos y valientes.
Los ataques largos y los valores de sustain más altos dan como resultado sonidos hinchables similares a almohadillas. ¡Acérquese a sus valores ADSR con intención y marque ese sonido en su cabeza!

Configuración más común en síntesis sustractiva

La configuración de síntesis sustractiva más básica consistiría en un oscilador que se ejecuta en un filtro y luego en un amplificador, todo en serie. Dos o más instancias de esta cadena podrían correr en paralelo, y luego mezclarse después de los filtros o amplificadores.
Los moduladores se pueden usar para proporcionar movimiento a cualquier cosa, desde el tono del oscilador hasta la frecuencia de corte del filtro y la ganancia del amplificador.
 Cimática-Síntesis Sustractiva-Gráfico 04
El diagrama de arriba muestra dos osciladores que se encuentran con sus propios filtros. Las salidas de estos filtros se mezclan en el amplificador. LFOs o generadores de envolvente se pueden aplicar a parámetros en los osciladores (por ejemplo, paso) o filtros (por ejemplo, frecuencia de corte).
Se aplica un generador de envolvente al nivel del amplificador para controlar la forma del sonido a lo largo del tiempo.

Conclusión

Obviamente, hay formas más complicadas de usar la síntesis sustractiva. También hay otros métodos de síntesis como la síntesis aditiva, la síntesis FM, la síntesis granular y más que producen resultados diferentes.
Pero una gran mayoría de la síntesis se reduce al contenido de frecuencia, amplitud y modulación, todo lo cual se puede abordar con estos métodos sustractivos simples. Tener un buen manejo de estos conceptos y desarrollar la capacidad de usarlos a propósito es un gran paso para mejorar tus habilidades como diseñador de sonido.
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