Цифровой синтезатор
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
[ редактировать ]Самые ранние эксперименты по цифровому синтезу проводились с помощью компьютеров в рамках академических исследований генерации звука.
первый язык программирования для компьютерной музыки , MUSIC . разработал В 1957 году Макс Мэтьюз на IBM 704 в Bell Labs в 1957 году [1] Он генерирует цифровые аудиосигналы посредством прямого синтеза.
в. 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 ), резервное копирование которых осуществляется на жестком диске емкостью 32 КБ и на ленточном накопителе (DecTape). [4] [5] [6] Самая ранняя цифровая выборка была сделана на этой системе в 1971–1972 годах для » Харрисона Бертвистла « Хронометра , выпущенного в 1975 году. [2] [7] [8]
В 1972–1974 годах Дартмутский цифровой синтезатор был разработан Дартмутского колледжа профессорами Джоном Эпплтоном и Фредериком Дж. Хувеном совместно с соучредителями NED Сиднеем А. Алонсо и Кэмероном В. Джонсом.
В 1977 году цифровой синтезатор Хэл Алес из Bell Labs разработал 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]
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 ссылка ] 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 семплирования. [14] в то время как в Synclavier изначально использовалась технология FM-синтеза, лицензированная у Yamaha, [15] а позже, в 1982 году, был добавлен первый в мире 16-битный сэмплер потоковой передачи данных с жесткого диска в реальном времени. [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.
С добавлением сложных секвенсоров, которые теперь были добавлены к встроенным эффектам и другим функциям, « рабочая станция родился синтезатор ». 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.
все еще сохранялся Поскольку интерес к аналоговым синтезаторам , 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 высокопроизводительных клавиатурах 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
[ редактировать ]
В 1973 году [17] Японская компания Yamaha лицензировала патент на синтез частотной модуляции (FM-синтез) у Джона Чоунинга , экспериментировавшего с ним в Стэнфордском университете с 1971 года. [18] Инженеры Yamaha начали адаптировать алгоритм Чоунинга для использования в коммерческом цифровом синтезаторе, добавляя 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 смогла это сделать. выпустить 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] Yamaha построила первый прототип цифрового синтезатора в 1974 году. [17] [ не удалось пройти проверку ]
Выпущенный в 1979 году, [21] Casio VL-1 был первым малобюджетным цифровым синтезатором. [22] продам за 69,95$. [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]
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 семплов и цифровых генераторов, а также в [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 сэмплов, 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 семплы, 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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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 более вдохновленные поп группы, -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
[ редактировать ]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 управляется либо с помощью возможностей MIDI, либо с помощью элементов управления на уровне голоса и инструментов. [31]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роудс, Кертис ; Мэтьюз, Макс (зима 1980 г.). «Интервью с Максом Мэтьюзом». Компьютерный музыкальный журнал . 4 (4): 15–22. дои : 10.2307/3679463 . JSTOR 3679463 .
- ^ Перейти обратно: а б
Кокерелл, Дэвид (1 октября 2013 г.), Интервью - Дэвид Кокерелл (интервью) , заархивировано из оригинала 21 октября 2017 г.
на Эти обнадеживающие машины , заархивировано из оригинала 21 октября 2017 г.
как уголок радиопрограммы Sound Lounge , Radio New Zealand ,[Q] ...Chronometer [3], насколько я понимаю, звуки часовых механизмов и всего остального эффективно семплировались АЦП, сохранялись и обрабатывались компьютером, а затем выплюнул еще раз. 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. ...
- ^ 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 ) CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) ( рисунок 2 ) - ^ Хинтон, Грэм (27 декабря 2002 г.). «Студия Путни (1970)» . EMS: Внутренняя история . Корнуолл , Великобритания: Студия электронной музыки . Архивировано из оригинала 13 мая 2016 года.
- ^
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.
- ^ Грогоно, Питер (27 ноября 2014 г.). «Студия электронной музыки (Лондон) Лтд.» . Кафедра компьютерных наук, факультет инженерии и компьютерных наук, Университет Конкордия . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г. (См. также: «Язык программирования мыши» . Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г. )
- ^ Холл, Том (2015), «Перед маской: сотрудничество Биртвистла в электронной музыке с Питером Зиновьевым» , в книге 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.
- ^
Бертвистл, Харрисон (1975). Хронометр . на Триумф времени / Хронометр (Фонд Калуста Гюльбенкяна, серия №8) (Винил, LP, Альбом). Великобритания: Арго. ZRG 790. ( видео заархивировано 20 декабря 2017 г. на YouTube Wayback Machine )
- По словам Кокерелла (2013) , это произведение было « реализовано в 1971–72 годах Питером Зиновьевым в студии Путни ».
- ^ Хэл Аллес, «Портативная цифровая система синтеза звука» , Computer Music Journal , Том 1, номер 3 (осень 1976 г.), стр. 5-9
- ^ «Электронный музыкальный журнал» . Архивировано из оригинала 2 октября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Ранняя история Синклавира» .
- ^ «Цифровой синклавир Новой Англии, 1978 год» . Сентябрь 2006 г.
- ^ «Корневые звуки» .
- ^ «Вся история Fairlight» .
- ^ «Цифровой синклавир Новой Англии, 1978 год» . Смешать . Пентон Медиа. 1 сентября 2006 г.
- ^ «Электронные инструменты» . Британская энциклопедия .
- ^ Перейти обратно: а б «[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.
- ^ Перейти обратно: а б 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.
- ^ 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.
- ^ «Патент США 4018121» .
- ^ Перейти обратно: а б Марк Вейл. Синтезатор: подробное руководство по пониманию, программированию, игре и записи идеального электронного музыкального инструмента . Издательство Оксфордского университета . п. 277.
- ^ Алекс Игуден (1997). Влияние MIDI на электроакустическую музыку, Выпуск 102 . Стэнфордский университет . п. 26.
- ^ Кертис Роудс (1996). Урок компьютерной музыки . МТИ Пресс . п. 226. ИСБН 0-262-68082-3 . Проверено 5 июня 2011 г.
- ^ «Ямаха ДХ7» . Synthlearn.com .
- ^ Ле Херон, Ричард Б.; Харрингтон, Джеймс В. (2005). Новые экономические пространства: новые экономические географии . Издательство Эшгейт. п. 41. ИСБН 0-7546-4450-2 .
- ^ 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.
- ^ «Три продукта Yamaha, изменившие индустрию, отмечают 20-летие» . Музыкальные торги . Февраль 2004 г., стр. 70–74. Архивировано из оригинала 19 октября 2008 г.
- ^ «Синт FX» . Звук на звуке . Проверено 9 января 2014 г.
- ^ 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.
- ^ «Корг М1» . Звук на звуке . Архивировано из оригинала 20 октября 2013 г. Проверено 9 января 2014 г.
- ^ «Цифровой синтез» . Студии электронной музыки UCSC . Архивировано из оригинала 15 октября 2009 г. Проверено 21 октября 2009 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Vintage Synth Explorer — отличный ресурс по старинным 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).
| Люди | 
 | |
|---|---|---|
| Программы и инструменты | ||
| Места | ||
| Техники | ||
| Композиции | ||