Цифровой синтезатор
Цифровой синтезатор - это синтезатор , который использует методы цифровой обработки сигналов (DSP) для изготовления музыкальных звуков, в отличие от более старых аналоговых синтезаторов , которые производят музыку с использованием аналоговой электроники , и пробоотборников, которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов, и пробоотборники, которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов, и пробоотборники, которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов, и пробоотборники , которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов, а также пробоотборники, которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронных инструментов. Полем Некоторые цифровые синтезаторы эмулируют аналоговые синтезаторы, в то время как другие включают способность выборки в дополнение к цифровому синтезу.
История
[ редактировать ]Самые ранние эксперименты с цифровым синтезом были проведены с компьютерами в рамках академических исследований по генерации звука.
первый язык программирования для компьютерной музыки , был был разработан В 1957 году Макс Мэтьюз разработан на IBM 704 в Bell Labs в 1957 году. [ 1 ] Он генерирует цифровые звуковые формы посредством прямого синтеза.
в 1969 г. Система EMS Musys 3 была разработана Питером Грогоно (программное обеспечение), Дэвид Кокерелл (оборудование и взаимодействие) и Питер Зиновье (System Design and Operation) в своей студии в Лондоне (Putney). Система работала на двух мини-компьютерах, цифрового оборудования PDP-8 . У них была пара быстрого D/A и A/D , преобразователя [ 2 ] [ 3 ] 12 000 (12 тысяч) байтов основной памяти ( ОЗУ ), резервные от жесткого диска 32K и хранения ленты (Dectape). [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Самая ранняя цифровая выборка была сделана в этой системе в 1971–1972 годах для » Харрисона Биртвистла « Харнометр , выпущенного в 1975 году. [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ]
В 1972–1974 годах Dartmouth Digital Digital Synthesizer был разработан Дартмутского колледжа профессорами Джоном Эпплтоном и Фредериком Дж. Хуеном в связи с соучредителями NED Сидни А. Алонсо и Кэмероном В. Джонсом.
В 1977 году Bell Labs Digital Synthesizer был разработан Hal Ales в Bell Labs . [ 9 ]
В 1977 году, [ 10 ] New England Digital (NED) выпустила Synclavier , первого коммерческого синтезатора, использующего чисто цифровой генерацию звука, а также первый в мире коммерческий FM -синтезатор. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Ранние коммерческие цифровые синтезаторы использовали простую жесткую цифровую схему для реализации таких методов, как аддитивный синтез и синтез FM . Другие методы, такие как волновой синтез и физическое моделирование , стали возможными только с появлением высокоскоростной технологии микропроцессора и цифровой обработки сигналов. [ Цитация необходима ] Двумя другими ранними коммерческими цифровыми синтезаторами были CMI Fairlight CMI , представленные в 1979 году, и Digital Synclavier II Новой Англии, представленные в 1979 году как обновление оригинального Synclavier. [ 11 ] Fairlight CMI был одним из предыдущих синтезаторов отбора проб, [ 14 ] В то время как Synclavier изначально использовал технологию синтеза FM, лицензированную из Yamaha, [ 15 ] Прежде чем добавить первый в мире 16-битный, в режиме реального времени, потокового пробоотборника в режиме реального времени в 1982 году. [ 11 ] Fairlight CMI и Synclavier были дорогими системами, продавая более 20 000 долларов в начале 1980 -х годов. Стоимость цифровых синтезаторов начала быстро падать в начале 1980 -х годов. Системы E-MU представили синтезатор отбора проб эмулятора в 1982 году по розничной цене в 7 900 долларов. Несмотря на то, что он не такой гибкий или мощный, как CMI Fairlight или Synclavier, его более низкая стоимость и мобильность сделали его популярным.
Благодаря добавлению сложных секвенсоров на борту, теперь добавленных к встроенным эффектам и другим особенностям, синтезатор « рабочей станции » родился. Они всегда включают в себя многоотдельный секвенсор и часто могут записывать и воспроизводить образцы, а в последующие годы полные аудиотеры, которые будут использоваться для записи всей песни. Обычно это также Romplers, воспроизводимые образцы, чтобы дать широкий спектр реалистичных инструментов и других звуков, таких как барабаны, струнные инструменты и инструменты ветра для последовательности и сочинения песен, а также популярные звуки клавишных инструментов, такие как электрические пианино и органы.
Поскольку все еще был интерес к аналоговым синтезаторам и с увеличением вычислительной мощности, в течение 1990 -х годов возник другой тип синтезатора: аналоговое моделирование или синтезатор «виртуального аналога». Они используют вычислительную мощность для моделирования традиционных аналоговых сигналов и схем, таких как конверты и фильтры, с наиболее популярными примерами этого типа инструмента, включая вирус свинца Nord и доступа .
Цифровые синтезаторы теперь могут быть полностью эмулированы в программном обеспечении (« Softsynth ») и работают на обычном аппаратном обеспечении ПК. Такие мягкие реализации требуют тщательного программирования и быстрого процессора, чтобы получить такую же отклик задержки , как и их выделенные эквиваленты. Чтобы уменьшить задержку, некоторые производители профессиональных звуковых карт разработали специальное оборудование для обработки цифровых сигналов ([DSP]). Выделенные цифровые синтезаторы имеют преимущество удобного пользовательского интерфейса (физические элементы управления, такие как кнопки для выбора функций и функциональность, а также ручки для настройки параметров переменных). С другой стороны, программные синтезаторы имеют преимущества, предоставленные богатым графическим дисплеем.
С акцентом на ориентированные на производительность клавиатуры и цифровые компьютерные технологии, производители коммерческих электронных инструментов создали одни из самых ранних цифровых синтезаторов для студийного и экспериментального использования с компьютерами, способными обрабатывать встроенные алгоритмы синтеза звука. [ 16 ]
В Японии
[ редактировать ]
В 1973 году, [ 17 ] Японская компания Yamaha лицензировала патент на синтез частотной модуляции (синтез FM) от Джона Чоунига , который экспериментировал с ним в Стэнфордском университете с 1971 года. [ 18 ] Инженеры Yamaha начали адаптировать алгоритм Chowning для использования в коммерческом цифровом синтезаторе, добавляя такие улучшения, как метод «масштабирования ключей», чтобы избежать введения искажения, которые обычно происходили в аналоговых системах во время частотной модуляции , хотя потребуется несколько лет, прежде чем Ямаха Выпустите их FM Digital Synthesisers. [ 19 ] В 1970 -х годах Yamaha получил ряд патентов под прежним именем компании «Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha», развивая раннюю работу Чоунга по технологии синтеза FM. [ 20 ] Yamaha построил первый прототип цифрового синтезатора в 1974 году. [ 17 ] [ неудачная проверка ]
Выпущен в 1979 году, [ 21 ] Casio VL-1 был первым низким бюджетным цифровым синтезатором, [ 22 ] Продажа за 69,95 долларов. [ 21 ] Yamaha в конечном итоге коммерциализировала свою технологию синтеза FM и выпустила первый цифровой синтезатор FM в 1980 году, Yamaha GS-1, но по дорогой розничной цене в 16 000 долларов. [ 23 ]
В 1983 году Yamaha DX7 был прорывным цифровым синтезатором, который оказывал серьезное влияние, как инновационное, так и доступное, и, таким образом, написал снижение аналоговых синтезаторов . [ 24 ] Он использовал синтез FM, и, хотя он был неспособен к синтезу отбора проб Fairlight CMI, его цена составляла около 2000 долларов, что ставило его в диапазон гораздо большего числа музыкантов. [ 25 ] DX-7 также был известен своим методом «масштабирования ключей», чтобы избежать искажений и его узнаваемо яркой тональности, которая была частично обусловлена его высокой скоростью отбора проб 57 кГц. [ 26 ] Это стало незаменимым для многих музыкальных артистов 1980 -х годов, [ 27 ] и станет одним из самых продаваемых синтезаторов всех времен. [ 18 ]
В 1987 году Роланд выпустил свой собственный влиятельный синтезатор того времени, D-50 . Этот популярный синтезатор сломал новую почву в том, чтобы по -настоящему сочетать короткие образцы и цифровые осцилляторы, а также инновации [ 28 ] встроенных цифровых эффектов (Reverb., Chorus, Evalizer [ 29 ] ) Роланд назвал этот линейный арифметический (LA) синтез. Этот инструмент отвечает за некоторые из очень узнаваемых звуков предварительных синтезаторов конца 1980 -х годов, таких как звук пиццагого, используемый на Enya 's Flow ».
Постепенно стало возможным включать высококачественные образцы существующих инструментов, а не синтезировать их. В 1988 году Корг представил последнее из чрезвычайно популярных трио цифровых синтезаторов 1980 -х годов после DX7 и D50, M1 . Это ознаменовало как растущую популяризацию синтеза на основе цифровых образцов, так и рост синтезаторов « рабочей станции ». [ 30 ] После этого времени многие популярные современные цифровые синтезаторы были описаны как не полные синтезатора в самом точном смысле, так как они воспроизводят образцы, хранящиеся в их памяти. Тем не менее, они по -прежнему включают в себя варианты формирования звуков с помощью конвертов , LFO , фильтров и эффектов, таких как реверберация. Серия клавишных мотивов Yamaha Motif и Roland Fantom являются типичными примерами этого типа, описанные как «Romplers»; В то же время они также являются примерами синтезаторов «рабочей станции».
По мере того, как затраты на обработку мощности и памяти упали, появились новые типы синтезаторов, предлагая различные новые варианты синтеза звука. Korg Oasys был одним из таких примеров, упаковывая несколько цифровых синтезаторов в одну единицу.
Аналог против цифрового
[ редактировать ]Аналоговый синтезатор создает звук с использованием электронных схем, таких как генераторы, контролируемые напряжением и фильтры, контролируемые напряжением . Напротив, цифровой синтезатор генерирует поток чисел, часто используя какую-то форму цифрового сигнального процессора , который затем преобразуется в звук с использованием цифрового преобразователя (DAC).
Цифровой синтезатор, по сути, является компьютером с (часто) пианино или клавиатурой органа и ЖК -дисплеем в качестве пользовательского интерфейса. Поскольку компьютерные технологии быстро продвигаются, часто можно предложить больше функций в цифровом синтезаторе, чем в аналоговом синтезаторе по данной цене. Тем не менее, обе технологии имеют свои заслуги. Некоторые формы синтеза, такие как, например, выборка и аддитивное синтез, не возможны в аналоговых синтезаторах, в то время как, с другой стороны, многие музыканты предпочитают характер аналоговых синтезаторов над своим цифровым эквивалентом.
Использование в популярной музыке
[ редактировать ]Эра новой волны 1980 -х годов впервые принесла цифровой синтезатор до публичного уха. Такие группы, как Talking Heads и Duran Duran, использовали звуки в цифровом виде на некоторых из своих самых популярных альбомов. Другие более вдохновленные поп -группами, такие как Hall & Oates, начали включать цифровой синтезатор в свой звук в 1980 -х годах. Благодаря прорывам в области технологий в 1990 -х годах многие современные синтезаторы используют DSP .
Цифровой синтез
[ редактировать ]Работая более или менее одинаково, каждый цифровой синтезатор выглядит похоже на компьютер . При стабильной скорости дискретизации цифровой синтез создает поток чисел. Звук от динамиков затем производится путем преобразования в аналоговую форму. Прямой цифровой синтез является типичной архитектурой для цифровых синтезаторов. Благодаря генерации сигналов, обработке голоса и на уровне прибора создается и контролируется поток сигнала либо с помощью MIDI-возможностей, либо управления голосом и на уровне прибора. [ 31 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дороги, Кертис ; Мэтьюз, Макс (зима 1980). «Интервью с Максом Мэтьюз». Компьютерный музыкальный журнал . 4 (4): 15–22. doi : 10.2307/3679463 . JSTOR 3679463 .
- ^ Jump up to: а беременный
Кокерелл, Дэвид (1 октября 2013 г.), интервью - Дэвид Кокерелл (интервью) , архивировано из оригинала 21 октября 2017 года
на Эти обнадеживающие машины , архивные с оригинала 21 октября 2017 года
Как угол радиопрограммы Sound Lounge , Radio New Zealand ,[Q] ... Chronometer [3], насколько я понимаю, звуки механизмов часов и все остальные были эффективно отобраны с помощью ADC, хранились и манипулированы компьютером, а затем и затем снова выплюсти. Каков был прорыв ... [А] Питер продолжал покупать последние вышедшие компьютеры, и, конечно, память увеличилась. Затем я построил ему жесткий диск -рекордер, чтобы можно было сохранить некоторые из звуков на этом жестком диске. ...
- ^ Нунцио, Алекс Ди (16 мая 2014 г.). «Структура» . Муссо . Архивировано с оригинала 21 октября 2017 года . Получено 21 октября 2017 года .
Рисунок 2 Сводка, которая показывает положение двух компьютеров PDP в системе муссои и всех подключенных к ним устройств.
{{cite book}}:|work=игнорируется ( справка ) CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) ( Рисунок 2 ) - ^ Хинтон, Грэм (27 декабря 2002 г.). «Studio Putney (1970)» . EMS: внутренняя история . Корнуолл , Великобритания: Электронная музыкальная студия . Архивировано из оригинала 13 мая 2016 года.
- ^
Грогоно, Питер (1973). «Музыки: программное обеспечение для электронной музыкальной студии». Программное обеспечение: практика и опыт . 3 (4): 369–383. doi : 10.1002/spe.4380030410 . ISSN 1097-024X . S2CID 206507040 .
[Сводка] Musys - это система программ, используемая для создания электронной музыки в компьютерной студии электронных музыкальных студий, Лондон. В этой статье описывается язык программирования, используемый композиторами, и реализацию его компилятора и других программ в системе. Показано, что с помощью макрогенератора эффективная и полезная система может быть построена из простого программного обеспечения на небольшом компьютере.
- ^ Грогоно, Питер (2014-11-27). "Электронная музыкальная студия (Лондон) Ltd" . Кафедра компьютерных наук, факультет инженерных и компьютерных наук, Университет Конкордии . Архивировано из оригинала 2021-05-15. (См. Также: "Язык программирования мыши" . Архивировано из оригинала 2021-05-15. )
- ^ Холл, Том (2015), «Перед маской: электронная музыка Биртвистла с Питером Зиновьефом» , в Бороде, Дэвид; Глоаг, Кеннет; Джонс, Николас (ред.), Харрисон Биртвистл Исследования , издательство Кембриджского университета , с. 63–94, ISBN 978-1-107-09374-4 , архивировано с оригинала 20 декабря 2017 года
- ^
Birtwistle, Harrison (1975). Хронометр . на Триумф времени / хронометра (серия #8 Calouste Gulbenkian Foundation) (Vinyl, LP, альбом). Великобритания: Арго. Zrg 790. ( Видеоаоргеное машине 20 декабря 2017 года на Wayback на YouTube)
- Согласно Cockerell 2013 , эта произведение была « реализована в 1971–72 годах Питером Зиновфефом в Studio Putney ».
- ^ HAL ALLES, «Портативная система цифрового синтеза звука» , Computer Music Journal , том 1 № 3 (осень 1976), стр. 5-9
- ^ "Электронный музыкальный журнал" . Архивировано из оригинала на 2009-10-02.
- ^ Jump up to: а беременный в «Синклавье ранней истории» .
- ^ «1978 Новая Англия Digital Synclavier» . Сентябрь 2006 г.
- ^ «Корневые звуки» .
- ^ «Fairlight всю историю» .
- ^ «1978 Новая Англия Digital Synclavier» . Смешивание Пентон СМИ. 1 сентября 2006 г.
- ^ «Электронные инструменты» . Encyclopædia Britannica .
- ^ Jump up to: а беременный «[Глава 2] FM -генераторы Tone и Dawn of Home Music Production» . Ямаха синтезатор 40 -летие - история . Yamaha Corporation. 2014. Архивировано из оригинала 2014-10-23.
- ^ Jump up to: а беременный Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технология, музыка и культура (3 -е изд.). Тейлор и Фрэнсис . п. 257. ISBN 978-0-415-95781-6 Полем Получено 2011-06-04 .
- ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технология, музыка и культура (3 -е изд.). Тейлор и Фрэнсис . С. 257–258. ISBN 978-0-415-95781-6 Полем Получено 2011-06-04 .
- ^ «Патент США 4 018 121» .
- ^ Jump up to: а беременный Марк Вейл. Синтезатор: всеобъемлющее руководство по пониманию, программированию, игре и записи Ultimate Electronic Music Instrument . 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 Полем Получено 2011-06-05 .
- ^ "Yamaha DX7" . Synthlearn.com .
- ^ Le Heron, Richard B.; Харрингтон, Джеймс У. (2005). Новые экономические пространства: новые экономические географии . Ashgate Publishing. п. 41. ISBN 0-7546-4450-2 .
- ^ Холмс, Том (2008). «Ранняя компьютерная музыка» . Электронная и экспериментальная музыка: технология, музыка и культура (3 -е изд.). Тейлор и Фрэнсис . С. 257–259. ISBN 978-0-415-95781-6 Полем Получено 2011-06-04 .
- ^ «Три продукта Yamaha, которые изменили 20 -летие отрасли» . Музыкальные сделки . Февраль 2004. С. 70–74. Архивировано из оригинала 2008-10-19.
- ^ "Синт FX" . Звук на звуке . Получено 2014-01-09 .
- ^ Руководство по владельцу Roland D-50 (BASIC) (PDF) . Roland Corporation. в 1987. с. 6. Архивировано из оригинала (PDF Manual) 2013-05-31 . Получено 2014-09-01 .
... D-50 имеет четыре различных раздела: / 1. Цифровой синтезатор / 2. Цифровой эквалайзер / 3. Раздел цифрового хора / и 4. Цифровой раздел реверберации.
- ^ "Korg M1" . Звук на звуке . Архивировано с оригинала 2013-10-20 . Получено 2014-01-09 .
- ^ «Цифровой синтез» . UCSC Electronic Music Studios . Архивировано из оригинала на 2009-10-15 . Получено 2009-10-21 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Vintage Synth Explorer , отличный ресурс по винтажным аналоговому и цифровому оборудованию.
- Psycle , свободно загружаемый модульный программный синтезатор и секвенсор/трекер (с открытым исходным кодом и совершенно бесплатный)
- Buzz , свободно загружаемый модульный программный синтезатор (бесплатно, но проприетарно)
| Люди | 
 | |
|---|---|---|
| Программы и инструменты | ||
| Места | ||
| Методы | ||
| Композиции | ||