روش های مختلف صداسازی با سینتی سایزرها

صداسازى چیست؟

صداسازی ساخت الکترونیک صداهاست که از ویژگی های اساسی مانند شکل موج های ساده ی سینوسی آغاز می شود. صداسازان به این دلیل صداساز نامیده می شوند که می توانند گستره ی زیادی از صداها را شبیه سازی کرده و بسازند. مثل صدای یک ساز، هلیکوپتر، ماشین، و یا پارس یک سگ. صداسازان همچنین می توانند صداهایی را بسازند که در دنیای طبیعی وجود خارجی ندارند.

روش های صداسازی

روش های زیادی برای ساخت صدا وجود دارد که در آنها از تکنولوژی ها و رویکردهای متفاوتی برای صداسازی استفاده می شود. در این قسمت به متدهای اصلی صداسازی می پردازیم.

صداسازی کاهشی (Subtractive Synthesis)

این نوع صداسازی یک روش ساخت صداست که در آن قسمتی از سیگنال صوتی (اغلب آن قسمت که هارمونیک قوی دارد) توسط یک فیلتر تضعیف می شود تا جنس صدا را تغییر دهد. درحالی که صداسازی کاهشی می تواند برای هر نوع سیگنال صوتی به کار رود. صدایی که به صورت عمومی تر با این تکنیک مرتبط است مربوط به سینتی سایزرهای دهه های 60 و 70 است، که در آن ها هارمونیک های یک شکل موج ساده مانند Sawtooth، Pulse، و یا Square با یک فیلتر Lowpass رزونانت که توسط ولتاژ کنترل می شوند تضعیف می شوند. گاهی سینتی سایزرهای دیجیتال، آنالوگ مجازی، و نرم افزاری، از صداسازی کاهشی به همراه متد یا متدهای دیگر ساخت صدا استفاده می کنند.

صداسازی بر پایه سمپل (Sample-Based Synthesis)

این نوع صداسازی بعضی اوقات به عنوان ماجولیشن Pulse Code یا PDM نیز شناخته می شود؛ همچنین S&S یا نمونه برداری و صداسازی نیز نامیده می شود، و تفاوت آن با صداسازی کاهشی این است که در آن از یک سمپل به جای شکل موج های اوسیلاتور استفاده می شود.
سمپل یا نمونه ها – رکوردهای دیجیتال از صداهای موجود – بر روی کلاویه های کیبورد می نشینند. معمولاً هر سمپل بر روی یک نت کیبورد می نشیند و Pitch آن متناسب با نت مربوطه تغییر می کند. البته با توجه به رابطه ی Pitch و سرعت Playback، امکان بالا یا پایین رفتن زیاد روی نت ها وجود ندارد، چون معمولاً صدای سمپل در Pitch های خیلی بالا یا پایین به هم می ریزد و نزدیک به صدای منبع نمی ماند.
در این نوع صداسازی، Pitch هر سمپل با کنترل فرکانس تغییر نمی کند، بر خلاف شکل موج اوسیلاتور یک سینتی سایزر که بر پایه ى سمپل نیست. یک سمپل براى تغییر Pitch یا سریع تر یا آرام تر Playback شود، که به طول زمانی خود سمپل نیز تاثیر گذار است. برای مثال، سمپلی که دو برابر سریع تر Playback می شود، نیاز به نصف طول زمانی برای کامل پخش شدن دارد.

صداسازی از طریق ماجولیشن فرکانس (Frequency Modulation – FM)

به بیان ساده، صداسازی FM شامل استفاده از یک اوسیلاتور نوسان ساز و یک اوسیلاتور حامل موج سینوسی می باشد. اوسیلاتور نوسان ساز فرکانس اوسیلاتور حامل را در محدوده ى صوتی تحت تاثیر قرار می دهد و در نتیجه هارمونیک های جدید تولید می کند. این هارمونیک ها به عنوان Sideband شناخته می شوند.
معمولاً سینتی سایزرهای FM از فیلتر استفاده نمی کنند. شما می توانید بعضی از صداهای شبیه سینتی سایزرهای کاهشی را با صداسازی FM تولید کنید، اما بازسازی صدای فیلتر رزونانت یک سینتی سایزر کاهشی با این روش امری دشوار است. صداسازی FM روشی بسیار خوب است، اما برای ساختن صداهایی که رسیدن به آنها با صداسازی کاهشی سخت است، مانند جنس صدای یک زنگ، صداهای فلزی، و صداهای پیانوی الکتریک. قدرت دیگر صداسازی FM بِیس های محکم و صداهای بِرَس مانند است.

صداسازی به روش مدل سازی اجزا (Component Modeling Synthesis)

این نوع صداسازی بعنوان مدل سازی فیزیکی نیز شناخته می شود. در این روش از مدل های ریاضی برای شبیه سازی سازها استفاده می شود. پارامترها برای توصیف ویژگی های فیزیکی یک ساز استفاده می شوند، مانند موادی که ساز از آنها ساخته شده است، ابعاد ساز و محیطی که ساز در آن نواخته می شود. نحوه ی تعامل نوازنده با ساز نیز مهم است – برای مثال روش ها و استایل های مختلف نواختن.

صداسازی بر پایه ی wavetable، وکتور (Vector)، و حساب خطی (LA)

صداسازی بر پایه ی Wavetable از تعدادی شکل موج متفاوت Single-Cycle استفاده می کند که طوری طراحی و چیدمان شده است که Wavetable نامیده می شود.
نواختن یک نت بر روی کیبورد دنباله ای از شکل موج های از پیش تعیین شده را فعال می سازد. بطور کلی، این یک انتقال مقطعی نیست، بلکه ترکیبی روان از یک شکل موج به شکل موجی دیگر است، که در نتیجه به یک شکل موج مداوم در حال تحول می انجامد. همچنین چندین شکل موج می توانند به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند – یا بعد از یکدیگر Play شوند – و در نتیجه شکل موج های از نظر هارمونی پیچیده تری را پدید آورند.
یک تک Wavetable می تواند فیلتر Cut-Off را با یک سری شکل موج Bright، Less Bright، و سپس Dull که بصورت متوالی Play شوند شبیه سازی کند – که شبیه به کاهش فرکانسی فیلتر Cut-Off در یک سینتی سایزر Subtractive است.
صداسازی بر پایه ی Wavetable در شبیه سازی سازهای آکوستیک خیلی موفق عمل نمی کند. با این وجود، این روش در تولید صداهای مداوم در حال تحول کاملاً موفق عمل می کند. مثل صداهای خشن و فلزی، زنگ مانند، بِیس های قوی و صداهای دیجیتال دیگر.
سینت های PPG و Waldorf قهرمانان صداسازی بر پایه ى Wavetable بودند.
سینتی سایزرهاى LA (حساب خطی) رولند نیز بر اساس اصول مشابهی کار می کنند. اما در این سینتی سایزرها، فازهای Attack به طور پیچیده نمونه برداری شده با فازهای Decay یا Sustain برای صداسازی ترکیب می شوند. در اصل، این یک Wavetable ساده است که شامل دو سمپل می شود.
تفاوت سینتی سایزرهای Wavetable و LA در این است که سینتی سایزرهای Wavetable برای ساخت صداهای جدید و اوریجینال و دیجیتال طراحی شده اند. در مقابل، طراحان سینتی سایزرهاى LA، می خواستند سازهای واقعی را با استفاده از کمترین مِموری شبیه سازی کنند. برای تسهیل این امر، آنها سمپل های ترکیب شده ی فاز Attack – بخش مهم صدا – را با فازهای Decay و Sustain مناسب ترکیب کردند.
صداسازی وکتور – که در Sequential Circuits Prophet-VS و Korg Wavestation استفاده شد – به شما اجازه می دهد که Wavetable ها و سکوئنس ها را بر روی یک شبکه ی دو بعدی مرور کنید (دو وکتور متفاوت، با محور X و Y). مزیت اصلی این رویکرد این است که تعادل بین سمپل ها و موج ها با حرکت دادن جوی استیک بصورت بهنگام به دست می آید.

صداسازی افزایشی (Additive Synthesis)

این نوع صداسازی می تواند رویکرد معکوس صداسازی کاهشی در نظر گرفته شود. تمام صداها مجموعه ای از داها و هارمونیک های سینوسی هستند. در اصل، شما با هیچ آغاز می کنید و سپس موج های سینوسی دارای فرکانس و سطح متفاوت را ترکیب می کنید تا صدایی خلق کنید. همچنان که موج های سینوسی بیشتری ترکیب می شوند، شروع به تولید هارمونیک های اضافی می کنند. در اکثر سینتی سایزرهاى افزایشی، هر مجموعه موج های سینوسی به عنوان یک اوسیلاتور در نظر گرفته و استفاده می شود.
بر اساس پیچیدگی سینتی سایزر افزایشی که شما استفاده می کنید، Envelope های اختصاصی برای هر موج سینوسی در اختیار خواهید داشت، و یا شاید یک Envelope برای کنترل گروه هایی از موج های سینوسی برای شما فراهم باشد – برای مثال یک Envelope برای هر صدا و هارمونیک های آن، یا تمام هارمونیک های فرد و زوج.

بازسازی صدا (Resynthesis)

شما می توانید اجزاء فرکانسی یک صدای ضبط شده را آنالیز کنید و سپس نمایی از آن را بازسازی کنید. با محاسبه ی فرکانس و بزرگی هر هارمونیک در طیف کلی فرکانسی صدا، یک سیستم بازسازی صدا می تواند یک سری از موج های سینوسی (با سطح مناسب در طول زمان) برای هر هارمونیک تولید کند.
بعد از این که صدا با این روش بازسازی شد، می توانید فرکانس و بزرگی هر هارمونیک را تنظیم کنید. برای مثال، از نظر تئوری، شما می توانید یک صدای هارمونیک را بازسازی کنید تا آن را غیر هارمونیک کنید.

صداسازی بر پایه ى دیستورشن فاز (Phase Distortion Synthesis)

این روش شکل موج های مختلف را توسط تغییر زاویه ی فاز یک موج سینوسی خلق می کند. در اصل شما می توانید یک موج سینوسی را خم کنید تا تبدیل به یک موج مثلثی، مربعی، و یا غیره شود. موتور سینتی سایزر ورای تولید شکل موج، به طور کلی از روش استاندارد کاهشی استفاده می کند.
صداسازی بر پایه ی دیستورشن فاز به صورت تجاری توسط سری CZ کاسیو در سال 1984 معرفی شد.

صداسازی دانه ای (Granular Synthesis)

فرض اساسی ورای صداسازی گرانولی این است که یک صدا می تواند به قسمت های کوچکی تقسیم شود. این قسمت های نمونه برداری شده – که معمولاً بیشتر از 0 تا 50 میلی ثانیه نیستند – می توانند بعداً‌ دوباره سازماندهی شوند، یا با قسمت هایی از صداهای دیگر ترکیب شوند تا جنس صدای جدیدی بسازند.

از جهات زیادی، این روش خیلی شبیه به صداسازی بر پایه ی Wavetable است، اما در مقیاس ظریف تری عمل می کند. همانطور که ممکن است انتظارش را داشته باشید، این روش برای ساختن صداهای مداوم در حال تحول و حقیقتاً منحصر به فرد ایده آل است.
نکته ی منفی این است که صداسازی گرانولی به شدت به پردازنده فشار می آورد، و تا انجام دادن آن بصورت بهنگام تا همین اواخر ممکن نبود. به این دلیل، این روش تقریباً توسط همه، جز کسانی که در موسسات آکادمیک فعالیت دارند، نادیده گرفته شده است. اما کامپیوترهای امروزی، قدرت پردازش کافی برای انجام این روش صداسازی را دارند و اکنون تعدادی محصول تجاری در این زمینه در دسترس هستند.

منبع : فروشگاه ایران صوت