Синтез на основе выборки

Не путать с синтезом Wavetable .

Синтез на основе сэмплов — это форма синтеза звука, которую можно противопоставить либо субтрактивному синтезу , либо аддитивному синтезу . Принципиальное отличие синтеза на основе семплов заключается в том, что начальные формы сигналов представляют собой сэмплированные звуки или инструменты, а не фундаментальные формы сигналов, такие как синусоидальные и пилообразные волны, используемые в других типах синтеза.

История

До того, как цифровая запись стала практической, такие инструменты, как Welte Lichttonorgel (1930-е годы), phonogene (1950-е годы) и Mellotron (1960-е годы), использовали аналоговые оптические диски или аналоговые кассетные деки для воспроизведения сэмплов звуков.

Когда впервые был разработан синтез на основе выборки, самые доступные потребительские синтезаторы не мог записывать произвольные сэмплы, а вместо этого формировал тембры путем объединения заранее записанных семплов из ПЗУ. перед маршрутизацией результата через аналоговые или цифровые фильтры . Эти синтезаторы и их более сложные потомки часто называют ROMplers .

Инструменты на основе семплов использовались начиная с Computer Music Melodian , Fairlight CMI и NED Synclavier . Эти инструменты намного опередили свое время и, соответственно, были дорогими. Первой записью с использованием семплового синтезатора стала « Путешествие Стиви Уандера через «Тайную жизнь растений» » (1979). который использовал Computer Music Melodian для создания сложных мелодий и ритмов. из сэмплов звуков природы. Первой записанной Уандером мелодией была "The First Garden", где он использовал семпл птичьего щебетания в качестве ведущего звука в песне. Более доступный синтезаторы на основе семплов стали доступны массам с появлением Ensoniq Mirage (1984), Roland D-50 (1987) и Korg M1 (1988), появившихся в конце восьмидесятых. M1 также представил концепция музыкальной рабочей станции .

Эта концепция воплотилась в звуковые карты для мультимедийных ПК под такими названиями, как wavetable card или wavetable дочерняя плата . (См. Синтез волновых таблиц#Background )

Преимущества

Основное преимущество синтеза на основе выборки перед другими методами цифрового синтеза, такими как синтез физического моделирования или аддитивный синтез, заключается в том, что требования к вычислительной мощности намного ниже. Это связано с тем, что большинство нюансов звуковых моделей содержатся в заранее записанных сэмплах, а не рассчитываются в реальном времени.

В отличие от аналоговых синтезаторов, схему не нужно дублировать, чтобы обеспечить одновременное воспроизведение большего количества голосов. Поэтому полифония семпловых машин обычно намного выше. Однако недостатком является то, что для включения большего количества деталей может потребоваться одновременное воспроизведение нескольких сэмплов (труба может включать шум дыхания, рычание и зацикленную звуковую волну, используемую для непрерывного воспроизведения). Это снова уменьшает полифонию, поскольку синтезаторы на основе сэмплов оценивают свою полифонию на основе количества мультисэмплов, которые могут воспроизводиться одновременно.

Мультисэмплинг

Способность синтезатора на основе сэмплов воспроизводить нюансы натуральных инструментов определяется в первую очередь его библиотекой сэмплированных звуков. На заре синтеза на основе выборок компьютерная память была дорогой, и выборки должны были быть как можно короче и меньше. Это достигалось путем зацикливания части сэмпла (часто одной волны), а затем использования огибающей громкости , чтобы звук затухал. Усиливающий каскад преобразует скорость нажатия клавиши в усиление, так что более жесткая игра приводит к более громкому воспроизведению. В некоторых случаях скорость клавиш также модулирует время атаки инструмента, что приводит к более быстрой атаке в громких пассажах.

Поскольку память стала дешевле, появилась возможность использовать мультисэмплирование; вместо одной записи инструмента, воспроизводимой быстрее или медленнее для воспроизведения других тонов, исходный инструмент можно было сэмплировать через регулярные промежутки времени, чтобы охватить области нескольких соседних нот ( разделения ) или для каждой ноты. к высшему Это обеспечивает более естественный переход от нижнего регистра ; нижние ноты не звучат скучно, а высокие не кажутся неестественно яркими. Также можно сэмплировать одну и ту же ноту на нескольких разных уровнях интенсивности, что отражает тот факт, что и громкость, и тембр меняются в зависимости от стиля игры. Например, при семплировании фортепиано можно сделать по 3 сэмпла на каждую клавишу; мягкий, средний и с силой. Любой возможный промежуточный объем можно получить путем амплификации и смешивания сэмплов.

Для моделей инструментов, основанных на семплах, таких как фортепиано Rhodes , такая мультисэмплизация очень важна. Тембр Родоса резко меняется слева направо на клавиатуре и сильно варьируется в зависимости от силы удара по клавише. Нижний регистр лает , а верхний диапазон имеет более колокольный звук. Лай будет более отчетливым, если ударить по клавишам с силой. Поэтому, чтобы модель была достаточно выразительной, необходимо сделать мультисэмплы как по высоте, так и по силе игры.

Сэмплирующие синтезаторы

Более гибкая конструкция синтеза на основе сэмплов, позволяющая пользователю записывать произвольные сигналы для формирования основного тембра звука, называется сэмплером . Ранние сэмплеры были очень дорогими и обычно имели низкую частоту дискретизации и разрядность , что приводило к зернистому и искаженному звуку. Однако с конца 1980-х годов сэмплеры имеют характеристики, по меньшей мере, не хуже компакт-дисков . К концу 1990-х годов огромный рост скорости компьютерных процессоров позволил широко распространить разработку программных синтезаторов и программных сэмплеров . Огромная емкость современных компьютеров идеально подходит для синтеза на основе сэмплов, и поэтому многие сэмплеры перешли на программные реализации или были заменены новыми программными сэмплерами.

См. также

• Ромплер
• Звуковой шрифт