Школа NI Reaktor. Lesson 2
Судя по отзывам, интерес к школе по Reaktor оказался очень большим. Причем многие считают эту программу одной из самых сложных среди современного софта. На самом деле это не совсем так. Вы сможете собирать в ней модульные структуры любой степени сложности. И для начала нам нужно научиться просто читать модульные схемы, понимать их структуру, а после этого мы перейдем к их самостоятельному формированию. И от урока к уроку сложного будет оставаться все меньше и меньше. К тому же, освоив Reaktor, вы научитесь понимать все синтезаторы "с лету".
Итак, сегодня мы начнем с теоретических и… исторических данных. На самом деле историю синтезаторов лучше вести с таких замечательных инструментов, как органы. Звук для каждой ноты в них формируется за счет сжатого воздушного потока, проходящего через резонаторные трубки определенной длины. То есть изначально можно предположить, что для извлечения одной ноты необходима одна трубка. Ее длина, ширина и т.п. рассчитываются определенным образом. Органы нам известны еще с III века до нашей эры — со времен эпохи Древней Греции. Но уже к XVIII-XIX столетиям мы могли говорить о современнейших синтезаторах того времени. То есть эксперименты касались не только материалов самих структурных элементов, но и создания уникальных тембров путем совмещения звучания нескольких трубок в одновременном режиме. Таким образом, формировался, говоря современным языком, патч. Так же экспериментировали и с формами резонаторов. Например, общеизвестный факт, что в 1772 году русский профессор Кристиан Краценштейн (в других источниках упоминается как Кристиан Готтлиб) сделал акустическую модель, позволяющую создавать гласные звуки, используя различные геометрические формы резонаторов. Этим он определил развитие вокодеров, синтезаторов речи, морфинг-синтеза. То есть наши далекие предки жили и творили и… чувствовали себя очень современно. И, в принципе, мы используем их видение не только музыки в рамках европейской классической школы и нотации, но и с точки зрения технологий. На стыке XIX-XX веков изобретатели, взяв те же органы за основу, решили немного видоизменить саму техническую структуру формирования звука, используя вращающиеся тоновые колеса (toneweels). Последние представляют собой достаточно простой механизм, состоящий из двигателя, нанизанного на его вал диска с зазубринами по краям, редуктора и устройства считывания по магнитной связи. То есть количество зазубрин и скорость вращения диска отвечали за высоту генерируемого тона. Эта идея первоначально была реализована в Телармониуме Тадеуша Кахилла. А Лоуренс Хаммонд, даже не будучи музыкантом (ведь он был инженером и предпринимателем, занимался всем, чем угодно, даже очки для 3D-видения разработал), увидел в идее Кахилла практическое применение. Он понял, что выгодно использовать асинхронные двигатели в качестве основы для генераторов тонов, сами устройства получались достаточно небольшими по размерам, то есть их можно было использовать и в домашних условиях. И на этом изобретении Лоуренс сделал хороший бизнес, нашел себя. И теперь его фамилия и название фирмы (Hammond) ассоциируется только с одним — с электроорганами.
И, кстати, очень хорошо, что данное изобретение попало именно к Хаммонду — великолепному инженеру. Он обратил внимание на то, как создаются тембры в тех же церковных органах, и решил применить это к своим инструментам. То есть звук уже формировался более сложным образом и складывался из сигналов сразу от нескольких генераторов, согласно выбранной настройке. Именно тогда и появилось понятие патча (patch — соединительная схема), и слово синтез (synthesis — в дословном переводе "искусственное создание") приобрело более осмысленные формы. Поскольку данный синтез позволял формировать различные тембры путем простого сложения генерируемых волн, он впоследствии получил название аддитивного, то есть суммирующего. И уже к середине прошлого века Хаммонд добился того, что его инструменты могли играть тембрами, похожими на звуки фортепиано, некоторых духовых и т.д. На этом применения его таланта не ограничились, и он начал напичкивать свои устройства всевозможными эффектами. Так, он внедрил простейшую реверберацию, хорус и тому подобное. Причем на вооружение бралось практически все, что можно было применить в тех или иных случаях. Хотя, когда к Лоуренсу подошел один из его работников и предложил сделать эффект вибрато за счет вращающегося рупора громкоговорителя, Хаммонд уже не выдержал и отверг идею на корню. Эту историю все знают, поскольку данным работником был не кто иной как Дон Лесли, а предложил он Лесли-спикер. Хаммонда же больше интересовало тогда создание новых интересных звуков. Так, в одно время он добавил перкуссионный элемент с резкой атакой, и таким образом получился классический вариант звучания органов Хаммонда — кстати, его иногда часто просто называют перкашн- органом. И для начинающих аранжировщиков отмечу, что оный — вернее, его звук — очень часто используется в современных аранжировках в качестве того же баса для танцевальной электронной музыки. Но сама структура современных синтезаторов была заложена уже тогда: генераторы —> фильтры —> эффект-процессоры —> усилители —> выход. Причем внутренние элементы данной цепочки можно комбинировать между собой различными путями. Но очень многие из этих элементов присутствовали не совсем явно, хотя идея дальнейшего развития чувствовалась уже тогда.
Огромный рывок в технологиях произошел с приходом электронной транзисторной техники, где имеется ряд очень известных имен. Первым делом научились создавать генераторы различных форм волн и работать с фильтрами. Роберт Муг в отличие от аддитивного синтеза предложил другой вариант. То есть имеется некий генератор сложной звуковой волны или шума, а потом из него за счет различных фильтров формируется некий тембр. Данный способ синтеза получил название субтрактивного, то есть вычитающего. Также активное внимание уделили модуляции. Наиболее простым ее способом является амплитудная модуляция (AM), которая нам известна из мира радио. Ведь звуковые волны простым образом передавать достаточно проблематично — они имеют широкий спектр и т.д. А вот если взять в качестве несущей электромагнитную волну определенной высокой частоты и изменять ее амплитуду согласно форме звуковой, то тут мы получаем удобный способ передачи и приема. В синтезаторах амплитудную модуляцию использовали несколько другим способом. Например, внедрили специальные генераторы LFO (Low Frequency Oscillators), которые с определенной частотой могли изменять какой-либо параметр в генерируемый звуковой. Например, если периодически изменять амплитуду, то мы можем получить тот же эффект вибрато, вау и так далее. На самом деле LFO используется не только для этих целей — его сегодня можно подключать практически к любому изменяемому параметру. Именно Муз и Перлмэн (ARP) внедрили понятие модульности систем синтеза. То есть каждый инструмент мог собираться из отдельных блоков: в одном генераторы, в другом фильтры и т.д. Причем их синтезаторы того времени напоминали орбитальные станции, а, вернее, даже не их, а рабочие места телефонистов прошлого, которые переключали провода, производя коммутацию между разъемами различных устройств и т.д. Сама модульная структура сохранилась и поныне — мы ее можем наблюдать не только в синтезаторах, но и во множестве другого программного обеспечения. Вернее, все современное ПО создается из модулей за счет объектноориентированного способа. И, как вы понимаете, это все то же инженерное мышление, и творчество тут чисто техническое.
Что касается амплитудной модуляции, то во многих сферах ей на смену пришла частотная модуляция (FM). Если описать ее суть простыми словами, то несущий сигнал является одинаковым по амплитуде, но меняется его частотное наполнение согласно изменениям амплитуды звуковой волны. Этот метод удобнее с точки зрения трансляции/приема. Но вместе с тем он лег в основу FM-синтеза, в котором и добились первых серьезных успехов в области формирования тембров большого количества инструментов. Например, практически все первые синтезаторы стандарта General MIDI, в котором находился список из 128 инструментов, в том числе и простейшие реализации на РС и в мобильных телефонах, — все это подразумевает FM-синтез.
Фильтры
О работе фильтров мы подробно писали в одном из материалов, посвященных внутренней структуре эквалайзеров. Подчеркнем общие моменты. Вдумайтесь в само понятие фильтра, представьте себе марлю, через которую нужно пропустить жидкость. То есть это как минимум специализированные устройства, позволяющие пропускать только необходимые части сигнала. В простейшем виде это фильтры низких/высоких частот, полосовые фильтры.
ADSR-огибающие
ADSR — это импульсная форма формируемого звука — другими словами, графическое представление однократного возмущения. A — attack (атака) — это сам старт звука вплоть до достижения максимума амплитуды. D — decay — плавное затухание после максимума. S — sustain — удержание звука после затухания на определенном уровне. R — release — полное затухание. В принципе, все, что мы видим в амплитудно-временном представлении звуковой волны в звуковых редакторах — это и есть импульсы. То есть, открыв и посмотрев на звук тарелки, вы можете с уверенностью сказать, что для него характерна резкая атака и долгое затухание, а открыв ту же ноту, сыгранную на духовых, мы имеем картину с точностью до наоборот — медленная пологая атака и быстрое затухание. С использованием импульсных форм редактирования звучания изобретатели синтезаторов получили очень мощный инструмент для создания разнообразнейших звуков, более глубоко вникли в природу их формирования.
MIDI
MIDI в данном случае мы будем рассматривать просто как командную систему. Причем, что интересно, лет десять-двадцать назад под этой аббревиатурой часто просто подразумевали все синтезаторы вообще. Но… вспомните о понятии модульности. То есть существует некий глобальный блок синтеза, и им нужно как-то управлять, давать команды тем же генератором, чтобы они воспроизводили определенные частоты (ноты) и т.д. И в качестве этого всегда служили клавиатуры, потом, с появлением "цифры", было решено создать некую единую стандартизированную командную систему, которую будут воспринимать все модули синтеза. То есть именно для начинающих подчеркиваю: MIDI — это не синтез, это стандарт управления — не более того.
В завершение
Итак, как видите, сегодня нам Reaktor и не понадобился. Но если поймете все то, о чем рассказано выше, то, открыв любой из инструментов в данной программе, вы уже постепенно начнете читать его схему — она не покажется вам чем-то сложным и трудноприемлемым. Мы не рассматривали степ- секвенсоры и арпеджиаторы в силу того, что они очень просты для объяснения, и мы разберем их в самом процессе работы.
Кристофер, christopher@tut.by
Итак, сегодня мы начнем с теоретических и… исторических данных. На самом деле историю синтезаторов лучше вести с таких замечательных инструментов, как органы. Звук для каждой ноты в них формируется за счет сжатого воздушного потока, проходящего через резонаторные трубки определенной длины. То есть изначально можно предположить, что для извлечения одной ноты необходима одна трубка. Ее длина, ширина и т.п. рассчитываются определенным образом. Органы нам известны еще с III века до нашей эры — со времен эпохи Древней Греции. Но уже к XVIII-XIX столетиям мы могли говорить о современнейших синтезаторах того времени. То есть эксперименты касались не только материалов самих структурных элементов, но и создания уникальных тембров путем совмещения звучания нескольких трубок в одновременном режиме. Таким образом, формировался, говоря современным языком, патч. Так же экспериментировали и с формами резонаторов. Например, общеизвестный факт, что в 1772 году русский профессор Кристиан Краценштейн (в других источниках упоминается как Кристиан Готтлиб) сделал акустическую модель, позволяющую создавать гласные звуки, используя различные геометрические формы резонаторов. Этим он определил развитие вокодеров, синтезаторов речи, морфинг-синтеза. То есть наши далекие предки жили и творили и… чувствовали себя очень современно. И, в принципе, мы используем их видение не только музыки в рамках европейской классической школы и нотации, но и с точки зрения технологий. На стыке XIX-XX веков изобретатели, взяв те же органы за основу, решили немного видоизменить саму техническую структуру формирования звука, используя вращающиеся тоновые колеса (toneweels). Последние представляют собой достаточно простой механизм, состоящий из двигателя, нанизанного на его вал диска с зазубринами по краям, редуктора и устройства считывания по магнитной связи. То есть количество зазубрин и скорость вращения диска отвечали за высоту генерируемого тона. Эта идея первоначально была реализована в Телармониуме Тадеуша Кахилла. А Лоуренс Хаммонд, даже не будучи музыкантом (ведь он был инженером и предпринимателем, занимался всем, чем угодно, даже очки для 3D-видения разработал), увидел в идее Кахилла практическое применение. Он понял, что выгодно использовать асинхронные двигатели в качестве основы для генераторов тонов, сами устройства получались достаточно небольшими по размерам, то есть их можно было использовать и в домашних условиях. И на этом изобретении Лоуренс сделал хороший бизнес, нашел себя. И теперь его фамилия и название фирмы (Hammond) ассоциируется только с одним — с электроорганами.
И, кстати, очень хорошо, что данное изобретение попало именно к Хаммонду — великолепному инженеру. Он обратил внимание на то, как создаются тембры в тех же церковных органах, и решил применить это к своим инструментам. То есть звук уже формировался более сложным образом и складывался из сигналов сразу от нескольких генераторов, согласно выбранной настройке. Именно тогда и появилось понятие патча (patch — соединительная схема), и слово синтез (synthesis — в дословном переводе "искусственное создание") приобрело более осмысленные формы. Поскольку данный синтез позволял формировать различные тембры путем простого сложения генерируемых волн, он впоследствии получил название аддитивного, то есть суммирующего. И уже к середине прошлого века Хаммонд добился того, что его инструменты могли играть тембрами, похожими на звуки фортепиано, некоторых духовых и т.д. На этом применения его таланта не ограничились, и он начал напичкивать свои устройства всевозможными эффектами. Так, он внедрил простейшую реверберацию, хорус и тому подобное. Причем на вооружение бралось практически все, что можно было применить в тех или иных случаях. Хотя, когда к Лоуренсу подошел один из его работников и предложил сделать эффект вибрато за счет вращающегося рупора громкоговорителя, Хаммонд уже не выдержал и отверг идею на корню. Эту историю все знают, поскольку данным работником был не кто иной как Дон Лесли, а предложил он Лесли-спикер. Хаммонда же больше интересовало тогда создание новых интересных звуков. Так, в одно время он добавил перкуссионный элемент с резкой атакой, и таким образом получился классический вариант звучания органов Хаммонда — кстати, его иногда часто просто называют перкашн- органом. И для начинающих аранжировщиков отмечу, что оный — вернее, его звук — очень часто используется в современных аранжировках в качестве того же баса для танцевальной электронной музыки. Но сама структура современных синтезаторов была заложена уже тогда: генераторы —> фильтры —> эффект-процессоры —> усилители —> выход. Причем внутренние элементы данной цепочки можно комбинировать между собой различными путями. Но очень многие из этих элементов присутствовали не совсем явно, хотя идея дальнейшего развития чувствовалась уже тогда.
Огромный рывок в технологиях произошел с приходом электронной транзисторной техники, где имеется ряд очень известных имен. Первым делом научились создавать генераторы различных форм волн и работать с фильтрами. Роберт Муг в отличие от аддитивного синтеза предложил другой вариант. То есть имеется некий генератор сложной звуковой волны или шума, а потом из него за счет различных фильтров формируется некий тембр. Данный способ синтеза получил название субтрактивного, то есть вычитающего. Также активное внимание уделили модуляции. Наиболее простым ее способом является амплитудная модуляция (AM), которая нам известна из мира радио. Ведь звуковые волны простым образом передавать достаточно проблематично — они имеют широкий спектр и т.д. А вот если взять в качестве несущей электромагнитную волну определенной высокой частоты и изменять ее амплитуду согласно форме звуковой, то тут мы получаем удобный способ передачи и приема. В синтезаторах амплитудную модуляцию использовали несколько другим способом. Например, внедрили специальные генераторы LFO (Low Frequency Oscillators), которые с определенной частотой могли изменять какой-либо параметр в генерируемый звуковой. Например, если периодически изменять амплитуду, то мы можем получить тот же эффект вибрато, вау и так далее. На самом деле LFO используется не только для этих целей — его сегодня можно подключать практически к любому изменяемому параметру. Именно Муз и Перлмэн (ARP) внедрили понятие модульности систем синтеза. То есть каждый инструмент мог собираться из отдельных блоков: в одном генераторы, в другом фильтры и т.д. Причем их синтезаторы того времени напоминали орбитальные станции, а, вернее, даже не их, а рабочие места телефонистов прошлого, которые переключали провода, производя коммутацию между разъемами различных устройств и т.д. Сама модульная структура сохранилась и поныне — мы ее можем наблюдать не только в синтезаторах, но и во множестве другого программного обеспечения. Вернее, все современное ПО создается из модулей за счет объектноориентированного способа. И, как вы понимаете, это все то же инженерное мышление, и творчество тут чисто техническое.
Что касается амплитудной модуляции, то во многих сферах ей на смену пришла частотная модуляция (FM). Если описать ее суть простыми словами, то несущий сигнал является одинаковым по амплитуде, но меняется его частотное наполнение согласно изменениям амплитуды звуковой волны. Этот метод удобнее с точки зрения трансляции/приема. Но вместе с тем он лег в основу FM-синтеза, в котором и добились первых серьезных успехов в области формирования тембров большого количества инструментов. Например, практически все первые синтезаторы стандарта General MIDI, в котором находился список из 128 инструментов, в том числе и простейшие реализации на РС и в мобильных телефонах, — все это подразумевает FM-синтез.
Фильтры
О работе фильтров мы подробно писали в одном из материалов, посвященных внутренней структуре эквалайзеров. Подчеркнем общие моменты. Вдумайтесь в само понятие фильтра, представьте себе марлю, через которую нужно пропустить жидкость. То есть это как минимум специализированные устройства, позволяющие пропускать только необходимые части сигнала. В простейшем виде это фильтры низких/высоких частот, полосовые фильтры.
ADSR-огибающие
ADSR — это импульсная форма формируемого звука — другими словами, графическое представление однократного возмущения. A — attack (атака) — это сам старт звука вплоть до достижения максимума амплитуды. D — decay — плавное затухание после максимума. S — sustain — удержание звука после затухания на определенном уровне. R — release — полное затухание. В принципе, все, что мы видим в амплитудно-временном представлении звуковой волны в звуковых редакторах — это и есть импульсы. То есть, открыв и посмотрев на звук тарелки, вы можете с уверенностью сказать, что для него характерна резкая атака и долгое затухание, а открыв ту же ноту, сыгранную на духовых, мы имеем картину с точностью до наоборот — медленная пологая атака и быстрое затухание. С использованием импульсных форм редактирования звучания изобретатели синтезаторов получили очень мощный инструмент для создания разнообразнейших звуков, более глубоко вникли в природу их формирования.
MIDI
MIDI в данном случае мы будем рассматривать просто как командную систему. Причем, что интересно, лет десять-двадцать назад под этой аббревиатурой часто просто подразумевали все синтезаторы вообще. Но… вспомните о понятии модульности. То есть существует некий глобальный блок синтеза, и им нужно как-то управлять, давать команды тем же генератором, чтобы они воспроизводили определенные частоты (ноты) и т.д. И в качестве этого всегда служили клавиатуры, потом, с появлением "цифры", было решено создать некую единую стандартизированную командную систему, которую будут воспринимать все модули синтеза. То есть именно для начинающих подчеркиваю: MIDI — это не синтез, это стандарт управления — не более того.
В завершение
Итак, как видите, сегодня нам Reaktor и не понадобился. Но если поймете все то, о чем рассказано выше, то, открыв любой из инструментов в данной программе, вы уже постепенно начнете читать его схему — она не покажется вам чем-то сложным и трудноприемлемым. Мы не рассматривали степ- секвенсоры и арпеджиаторы в силу того, что они очень просты для объяснения, и мы разберем их в самом процессе работы.
Кристофер, christopher@tut.by
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 47 за 2007 год в рубрике мультимедиа
