Synthesis—generando e combinando forme d’onda per produrre suoni complessi—può sembrare piuttosto una montagna da scalare per i primi produttori e nuovi sound designer.
Termini sconosciuti, concetti sconosciuti e una serie di manopole vaghe, interruttori e grafici: da dove inizi?
Questi sentimenti sono del tutto normali da avere, ma la sintesi non deve essere così travolgente da immergersi.
Suddividendo ogni concetto in fasi, nuovi produttori e sound designer possono comprendere ulteriormente i concetti di sintesi in modo completo, aprendosi a opportunità di ulteriore crescita.
E questo è esattamente quello che faremo in questo articolo!
Ci concentreremo principalmente sulle basi della sintesi sottrattiva. Questo è uno dei tipi più basilari di sintesi e comporta l’eliminazione delle frequenze prima di combinare le forme d’onda. Andremo oltre gli strumenti che usiamo per fare questo e la loro applicazione.
Nella nostra esplorazione della sintesi sottrattiva, discuteremo anche idee che si ripercuotono in tutti i rami della sintesi. Saltiamo dentro!

Flusso del segnale in sintesi

Il concetto più importante da capire quando si avvicina alla sintesi (e potenzialmente alla produzione in generale) è il flusso del segnale.
Questo è il percorso che un segnale (suono) prende dalla sua sorgente all’uscita. Con questo contesto, comprendere il flusso del segnale nella sintesi sottrattiva sarà molto più facile.
La sintesi sottrattiva è costituita da vari componenti che interagiscono tra loro. Arriveremo presto ai componenti e alle loro funzioni, ma è importante prima capire come il segnale viaggia da un componente all’altro.
Nel frame di sintesi, qualcosa genera un segnale iniziale, che viene poi elaborato da vari componenti nel sintetizzatore. Ognuno di questi componenti ha il proprio lavoro e può essere utilizzato per modificare il segnale come il sound designer piace.
Nota che questi componenti in un sintetizzatore sono simili ai plugin che inserirai su un canale nella tua DAW. Su un canale, il suono entra nella catena del segnale e si muove attraverso i plugin lungo la strada, viene elaborato in modo incrementale fino a raggiungere l’uscita.
Un segnale può generalmente fluire attraverso questi componenti di sintesi in due modi, in serie o in parallelo.
Cymatics-Subtractive Synthesis-Flow Chart 03
Nel diagramma precedente, il segnale viene generato nel Blocco 1 (questo potrebbe essere un oscillatore), quindi inviato al Blocco 2 (questo potrebbe essere un filtro), quindi al Blocco 3 (questo potrebbe essere un amplificatore), e quindi al Blocco 4 (questo potrebbe essere l’uscita).

Poiché il segnale viaggia linearmente dal blocco 1 al blocco 2 al blocco 3 al blocco 4, diciamo che questi componenti sono disposti “in serie”.
Cimatica-Sintesi sottrattiva-Diagramma di flusso 02
In questo diagramma, il segnale inizia nuovamente alla sorgente, Blocco 1. Quindi si divide e viaggia una volta al blocco 2 e ancora una volta separatamente al blocco 3. In questo esempio, sia i blocchi 2 che 3 potrebbero essere filtri. Il segnale esce da questi filtri e viene nuovamente miscelato al blocco 4, l’uscita.
Si noti che se i blocchi 2 e 3 sono impostati per avere parametri diversi, questo suonerà diverso rispetto all’esempio precedente.
Diciamo che i blocchi 2 e 3 sono disposti “in parallelo”.

Componenti di sintesi

Ora che comprendiamo i modi in cui un segnale può muoversi attraverso un sintetizzatore, diamo un’occhiata ad alcuni componenti che implementiamo la sintesi sottrattiva. In realtà abbiamo già menzionato i tre principali: oscillatori, filtri e amplificatori.

Oscillatori

Un oscillatore funge da sorgente, generando ed emettendo una forma d’onda ripetuta. Sulla maggior parte dei sintetizzatori, questo oscillatore avrà:

    • Frequenza / altezza regolabile (misurata rispettivamente in Hz / nota musicale)

    • Una forma d’onda (seno, triangolo, quadrato,dente di sega, ecc.)

    • ampiezza (misurata in dB o in percentuale 0% silenzio e il 100% a livello,)

Oscillatori sintetizzatori – soprattutto sintetizzatori software – sarà generalmente rispondono all’ingresso MIDI da una tastiera o un controller MIDI, e regolare il tono di conseguenza.
Molti “soft synth” (sintetizzatori software) consentono anche di trasporre un oscillatore con incrementi di semitono e cent.
Ad esempio, il passo di un oscillatore potrebbe essere impostato su +5 semitoni, e inserendo un C su un controller MIDI si tradurrebbe in una F suonata dall’oscillatore.
Puoi vedere che in questo oscillatore qui, su Native Instrument’s Massive:
Cymatics-Subtractive Synthesis-Massive 01
Gli oscillatori nella maggior parte dei sintetizzatori hanno la capacità di produrre varie forme d’onda.
Queste forme ripetono ciascuna una forma d’onda diversa e ognuna ha il proprio timbro e contenuto di frequenza. Le forme d’onda comuni che probabilmente troverai sono nella foto qui sotto, tratte da un oscillatore nel siero di Xfer:
Cymatics-Subtractive Synthesis-Serum 01
Molti soft synth includeranno un parametro di ampiezza o livello per un oscillatore. Questo è simile a un amplificatore, che arriveremo a breve.
Il parametro ampiezza controlla il volume del segnale lasciando la sezione oscillatore del sintetizzatore. Si noti che sia Massive che Serum hanno un parametro di ampiezza o livello nelle rispettive sezioni dell’oscillatore:

Cymatics-Subtractive Synthesis-Massive 02
Cimatica-Sintesi sottrattiva-Siero 02
L’oscillatore è il componente più comune all’inizio di una patch di sintesi sottrattiva. Vedremo come è integrato con gli altri componenti in seguito.

Filtri

In termini di frequenza, i segnali audio più acuti (che potrebbero essere definiti da una nota musicale) sono costituiti da due componenti:

    • Una frequenza fondamentale (che si trova in quella nota musicale)

    • E una serie di armoniche, o in accompagnamento a tratti sopra la frequenza fondamentale

Suono in natura è causato dal movimento delle molecole d’aria in un movimento ondulatorio, e la rapida riflessione di queste onde di superfici all’interno di uno strumento è la causa di questi ulteriori armoniche per essere creato.
Il contenuto armonico del suono determina il suo timbro caratteristico. Il pianoforte e la chitarra, ad esempio, hanno diversi assortimenti di armoniche, quindi suonano in modo diverso anche quando suonano la stessa nota.
La sintesi sottrattiva è diversa da altri metodi di sintesi nel senso che il sound designer si concentra sulla rimozione del contenuto armonico da un suono, e questo viene spesso fatto usando un filtro. Questi filtri vengono spesso dopo oscillatori in una catena di sintesi sottrattiva.
Se hai familiarità con come funziona un EQ, un filtro è solo un altro nome per una band su un EQ. Queste bande possono essere utilizzate per aumentare o attenuare (diminuire) il livello di alcune gamme di frequenza in un suono.
Amplificazione e taglio, filtri sono il modo migliore per scolpire il contenuto armonico di un suono.
Le forme di filtro più comuni sono filtri passa-alto / low-cut e passa-basso / high-cut (HPF / LPF), filtri low-shelf e high-shelf, filtri a campana e filtri notch.

High-pass / Low-cut

Cymatics-Subtractive Synthesis-Fabfilter 01
Un filtro passa-alto / low-cut viene utilizzato per attenuare e ritagliare il contenuto armonico al di sotto di una certa frequenza. Questa frequenza è chiamata frequenza di taglio ed è solitamente regolabile nei filtri trovati sui sintetizzatori. Stiamo usando Pro Q 2 di FabFilter per una dimostrazione.
Questi filtri tendono anche ad avere un parametro Q o risonanza. Aumentando questo amplificherà segnale a e immediatamente intorno alla frequenza di taglio.
Infine, gli HPF tendono ad avere un numero di polo. Questo parametro determina la pendenza del filtro a sinistra della frequenza di taglio.
I numeri polari comuni sono 1-4 e misurano quanti incrementi di 6 dB un filtro attenua il segnale per ottava. In parole povere, un filtro a 1 polo attenuerà il segnale di 6 dB nel corso di un’ottava, un filtro a 2 poli attenuerà 12 dB, un 3 poli 18 dB e un 4 poli 24 dB.

È importante notare che “high pass” e “low cut” sono due nomi per la stessa cosa. Il filtro consente alle alte frequenze di” passare ” attraverso, o taglia fuori le frequenze più basse. E ‘ solo una questione di prospettiva.

Low-pass / high-cut

Cymatics-Subtractive Synthesis-Fabfilter 02
Low-pass / high-cut filtri sono molto simili, ma si verificano sul lato opposto dello spettro di frequenza. Possono attenuare e ritagliare il contenuto armonico al di sopra di una frequenza di taglio impostata. I numeri Q / resonance e pole funzionano esattamente allo stesso modo per questi filtri come per gli HPF.

Low-shelf & high-shelf filters

Cymatics-Subtractive Synthesis-Fabfilter 03
I filtri Shelf sono simili ai filtri pass / cut, ma variano in un paio di modi. Hanno un parametro simile a una frequenza di taglio chiamata frequenza di turnover, che funziona più o meno allo stesso modo. Q e il numero di poli influenzano i filtri scaffale in modo simile ai filtri pass / cut.
Tuttavia, i filtri a scaffale hanno anche un parametro di guadagno regolabile. Pertanto, possono essere utilizzati per aumentare o attenuare le frequenze, creando una forma a S in cui gli altipiani del filtro (a differenza di un filtro passa / taglia). L’uso di filtri a scaffale per attenuare le frequenze è quindi un po ‘ più morbido rispetto a full-out HPF o LPF.

Filtri a campana

Cymatics-Subtractive Synthesis-Fabfilter 04
Questi sono il tipo di filtro più comune, in grado di aumentare o attenuare un intervallo di frequenze impostato in un segnale. Simili alle frequenze di taglio e turnover, i filtri a campana hanno una frequenza centrale posizionata al centro dell’intervallo.
Questo intervallo può essere impostato dal parametro Q o risonanza, con valori più bassi tra cui una gamma più ampia di frequenze e valori più alti tra cui una gamma più stretta. L’intervallo è potenziato o attenuato con un parametro di guadagno.
I filtri a campana possono tecnicamente avere anche numeri polari, ma non tutti i filtri offrono questa flessibilità. L’equalizzatore Pro Q 2 di FabFilter consente di impostare il numero di poli su tutti i filtri, l’EQ nativo di Ableton consente solo le impostazioni del numero di poli su LPF e HPF (1 e 4 poli). Anche in questo caso, i numeri polari sui filtri a campana funzionano allo stesso modo degli esempi precedenti.

Filtri notch

Cymatics-Subtractive Synthesis-Fabfilter 05
L’ultima forma di filtro di base è un filtro notch. Questi filtri possono tagliare una gamma di frequenze in qualsiasi parte dello spettro di frequenza. Anche in questo caso, i filtri notch utilizzano una frequenza centrale. Q e il numero di polo hanno ancora una volta le stesse funzioni. Si noti che un filtro a campana con un valore Q più alto e un guadagno molto basso agirà in modo simile a un filtro notch.

Amplificatori

Mentre si può essere abituati all’idea di un amplificatore che fa qualcosa di più forte (come un amplificatore per chitarra/microfono), un amplificatore in questo contesto determina semplicemente il livello del segnale.
Può spesso semplicemente funzionare come parametro di guadagno e può anche essere usato per scolpire la durata di un suono usando la modulazione…

Modulazione

Nel mondo del sound design, noioso è il peggior risultato possibile. Più un suono può variare nel tempo in timbro, ampiezza, altezza, ecc. più attenzione attirerà.
Non tutti i suoni richiedono una tonnellata di variazioni basate sul tempo, ma almeno alcuni possono aiutare a rendere un suono più organico e vivace.
La modulazione è il modo più comune per applicare questi tipi di variazione. Siamo in grado di automatizzare il movimento di un parametro in un sintetizzatore utilizzando alcuni “segnali di controllo” diversi, i più comuni dei quali sono generatori di inviluppo e LFO.
Questi segnali di controllo possono essere applicati a un parametro e spostare detto parametro attraverso un intervallo di posizioni (l’intervallo può essere impostato). Il parametro seguirà la forma del generatore di inviluppo o LFO.

Gli oscillatori a bassa frequenza (LFO)

Gli LFO sono esattamente come suonano: oscillatori che generano onde a frequenza molto bassa.
Spesso, queste onde scendono al di sotto di 20 Hz – il limite inferiore dell’udito umano – e entrano nell’intervallo subsonico. Gli LFO possono essere impostati per produrre una varietà di forme d’onda ripetute, simili ai normali oscillatori disponibili in molti sintetizzatori.
Questi LFO possono essere utilizzati per modulare altri parametri in un sintetizzatore. Generalmente hanno parametri di forma d’onda e velocità (frequenza) regolabili. LFO di Serum, nella foto sotto, ha una forma totalmente personalizzabile. Come la maggior parte dei LFO, offre anche tariffe sincronizzate con un valore ritmico, legato al tempo.
Questo LFO è sincronizzato con un quarto di nota, quindi i valori di uscita LFO attraverso waveshape da sinistra a destra per la durata di un quarto di nota.
Cymatics-Subtractive Synthesis-LFO
Ad esempio, un LFO può essere impostato per avere un’onda sinusoidale di base come forma d’onda e una velocità di 2 Hz. Questo potrebbe essere applicato all’amplificatore, causando l’ampiezza del segnale a salire e scendere con il movimento dell’onda sinusoidale lenta.
L’ampiezza aumenta quando l’onda sinusoidale aumenta, diminuisce quando cade e ritorna alla posizione di partenza. Poiché l’LFO è impostato su un tasso di 2 Hz, questo aumento e la caduta si verificherà due volte al secondo.

Un LFO potrebbe anche essere applicato al passo di un oscillatore per creare vibrato. In questo scenario, LFO sarebbe solo modulare il passo una piccola quantità (meno di un semitono sopra e sotto il passo giocato) e oscillare a qualche parte tra 4-7 Hz.
Poiché gli LFO creano un segnale ripetuto che modula un parametro, sono meglio utilizzati per creare un modello di modulazione ripetuta. Pensa ai synth di accordi oscillanti comuni ai bassi futuri. Questi sono creati con un LFO modulando l’amplificatore, e forse una frequenza di taglio del filtro pure.

Generatori di inviluppo

Ma a volte un segnale di modulazione ripetuta non è ciò che è necessario. A volte vogliamo solo un movimento una tantum di un determinato parametro. Questo è possibile con un generatore di inviluppo.
Questi creano quello che viene chiamato un envelope, un segnale one-shot che può essere utilizzato per modulare un altro parametro.
Una busta è composta da diverse sezioni nel tempo, ognuna delle quali può solitamente essere regolata. Queste sezioni sono rappresentate con l’acronimo “ADSR”, che sta per attack time, decay time, sustain level e release time.
Cymatics-Subtractive Synthesis-Envelope

Tempo di attacco

Nel tempo di attacco impostato, il segnale passa dal silenzio all’ampiezza completa, solitamente misurata in millisecondi (ms).
Valori di tempo di attacco inferiori faranno sì che l’inviluppo raggiunga rapidamente l’ampiezza completa, mentre valori più alti causeranno una graduale rampa dall’ampiezza bassa a quella alta.

Tempo di decadimento

Una volta che un involucro raggiunge la massima ampiezza, può quindi decadere fino a un livello inferiore per un periodo di tempo. Il parametro del tempo di decadimento di una busta determinerà quanto tempo (in ms) il segnale impiega per scendere a questo livello inferiore.

Sustain

Il parametro sustain level determina quale sia questo livello inferiore e viene solitamente misurato in valori dB negativi.
Ad un valore di sustain di -4 dB, ad esempio, l’inviluppo salirà dal nulla all’ampiezza completa in base al tempo di attacco e quindi scenderà di 4 dB in base al tempo di decadimento.
Si noti che un valore di sustain di 0 dB (nessuna modifica rispetto all’ampiezza massima dell’inviluppo) non comporta effettivamente alcuna fase di decadimento.

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Tempo di rilascio

Ad un certo punto, l’inviluppo viene attivato per “rilasciare” e il segnale scende dal livello di sustain a nulla di nuovo. Il tempo che questo richiede (di nuovo in ms) è determinato dal tempo di rilascio.
L’uso più comune di generatori di inviluppo è quello di determinare l’ampiezza di un suono nel tempo, e quindi uno sarebbe applicato ad un amplificatore.
Quando viene suonata una nota, l’inviluppo viene attivato e aumenta l’ampiezza al massimo in base al tempo di attacco.
Dopo aver raggiunto la piena forza, decade al livello di sustain in base al tempo di decadimento.
Una volta rilasciata la nota, il segnale si riduce a nulla in base al tempo di rilascio.
Nota che i valori che scegli hanno un enorme impatto sul carattere di un suono. I valori di attacco brevi, i valori di decadimento brevi e un livello di sustain di-inf dB si tradurranno in suoni brevi e coraggiosi.
Attacchi lunghi e valori di sustain più alti provocano suoni simili a pad. Avvicinati ai tuoi valori ADSR con intento e componi quel suono nella tua testa!

Configurazione più comune nella sintesi sottrattiva

La configurazione di sintesi sottrattiva più basilare consisterebbe in un oscillatore che entra in un filtro e quindi in un amplificatore, tutti in serie. Due o più istanze di questa catena potrebbero funzionare in parallelo e quindi essere mescolate dopo i filtri o gli amplificatori.
I modulatori possono quindi essere utilizzati per fornire movimento a qualsiasi cosa, dal passo dell’oscillatore alla frequenza di taglio del filtro al guadagno dell’amplificatore.
Cymatics-Subtractive Synthesis-Chart 04
Il diagramma sopra mostra due oscillatori che corrono nei propri filtri. Le uscite di questi filtri sono mescolate all’amplificatore. LFO o generatori di inviluppo possono essere applicati a parametri sugli oscillatori (ad esempio pitch) o filtri (ad esempio frequenza di taglio).
Un generatore di inviluppo viene applicato al livello dell’amplificatore per controllare la forma del suono nel tempo.

Conclusione

Ovviamente, ci sono modi più complicati per utilizzare la sintesi sottrattiva. Ci sono anche altri metodi di sintesi come la sintesi additiva, sintesi FM, sintesi granulare, e più che sfornare risultati diversi.
Ma una grande maggioranza della sintesi si riduce al contenuto di frequenza, ampiezza e modulazione, ognuno dei quali può essere affrontato con questi semplici metodi sottrattivi. Ottenere una buona maniglia di questi concetti e sviluppare la capacità di usarli intenzionalmente è un passo enorme per migliorare le tue abilità come sound designer.
Quali informazioni sono state utili? Ha qualche domanda?

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