Είστε να φτιάξουμε έναν ήχο;
Το Synthesizer
Είχαμε μείνει στο σημείο όπου ο άνθρωπος κατόρθωσε να μετατρέψει τον ήχο
σε ηλεκτρικά σήματα. Ο φυσικός ήχος του βιολιού μπορούσε να αποθηκευτεί σε
δίσκους ή μαγνητοταινίες και να αναπαραχθεί οποιαδήποτε στιγμή. Άραγε μπορούσαν
να δημιουργηθούν τα ίδια ή παρόμοια σήματα τεχνητά, χωρίς δηλαδή την ύπαρξη
της ηχητικής πηγής;
Υποθέτω, δεν ήμουν εκεί ,ότι αυτό ήταν το ερώτημα-πρόκληση που έθεσαν στον
εαυτό τους αυτοί που πρωτοκαταπιάστηκαν με τη σύνθεση του ήχου. Οι τεχικές
γνώσεις υπήρχαν, έμενε η υλοποίηση. Αυτό που προέκυψε από τις προσπάθειες
αυτές ήταν το synthesizer, μια συσκευή παραγωγής ήχων των οποίων τα χαρακτηριστικά
μπορούν να καθοριστούν από το χρήστη.
Η στοιχειώδης δομή ενός synth είναι η εξής:
-
Oscillator ή ταλαντωτής.Πρόκειται
για ένα κύκλωμα το οποίο παράγει ηλεκτρικά σήματα τα οποία αν οδηγηθούν
σ' ένα ηχείο παράγουν ήχο. Η κυματομορφή που μπορεί να δώσει ο ταλαντωτής
μπορεί να είναι τριγωνική,τετράγωνη, ημιτονοειδής κ.α. με διαφορετικό
ηχητικό αποτέλεσμα η καθεμιά. Το τονικό ύψος του παραγόμενου ήχου καθορίζεται
από τη μεταβολή της τάσης του ρεύματος στην είσοδο του ταλαντωτή και επιτυγχάνεται
με διακόπτες προσαρμοσμένους στα πλήκτρα ενός κλαβιέ παρόμοιου με του
πιάνου.Για το λόγο αυτό οι πρώτοι ταλαντωτές ονομάστηκαν VCO's (Voltage
Controlled Oscillators). Αργότερα αντικαταστάθηκαν από ταλαντωτές στους
οποίους η τονικότητα καθοριζόταν ψηφιακά (DCO's). Παράδειγμα:κάντε
κλικ για ν' ακούσετε τη χροιά των κυματομορφών σε μορφή mp3.
square ( 38 k) sawtooth
(72 k) triangle (41 k) sine
(37 k)
- Φίλτρα. Αν ο ήχος των πιο
συνηθισμένων κυματομορφών ακουστεί μόνος του και χωρίς επεξεργασία, δεν
θυμίζει κανένα μουσικό όργανο και συχνά είναι ενοχλητικός. Αυτό γίνεται
γιατί έχει μια συμμετρία που δεν συναντάται στη φύση κι έτσι ακούγεται τεχνητός
και "ψεύτικος". Με τα κατάλληλα κυκλώματα ,τα φίλτρα, επεμβαίνουμε
και αφαιρούμε κάποιες συχνότητες ,σμιλεύοντας έτσι τον ήχο προς το επιθυμητό
αποτέλεσμα. Τα πιο συνηθισμένα φίλτρα είναι τα low
pass (βαθυπερατά) και τα high pass (υψιπερατά).Τα
πρώτα επιτρέπουν τη διέλευση των συχνοτήτων που είναι μικρότερες από μια
συγκεκριμένη τιμή η οποία λέγεται cutoff frequency
(συχνότητα αποκοπής). Οι υπόλοιπες συχνότητες αγνοούνται. Τα δεύτερα
επιτρέπουν τη διέλευση των συχνοτήτων που είναι μεγαλύτερες από την cutoff
frequency. Φυσικά ο χρήστης μπορεί να καθορίσει την τιμή της συχνότητας
αποκοπής. Μια ακόμα ρύθμιση που συναντάμε στα φίλτρα είναι η resonance
που καθορίζει το ποσοστό του εξερχόμενου από το φίλτρο σήματος που επανατροφοδοτείται
στην είσοδό του, δημιουργώντας ενδιαφέροντα εφέ.
- Amplifier ή ενισχυτής.Όπως
είναι προφανές πρόκειται για το κύκλωμα που αναλαμβάνει να ενισχύσει το
φιλτραρισμένο σήμα του ταλαντωτή.Ένα σχεδόν αναπόσπαστο στοιχείο του ενισχυτή
είναι η γεννήτρια περιβάλλουσας ή EG (envelope generator)
και γι' αυτό την εξετάζουμε μαζί του. Η γεννήτρια περιβάλλουσας μεταβάλλει
την ένταση του ήχου στη διάρκεια που αυτός ακούγεται.Αυτό το πετυχαίνει,στην
πιο κλασική εκδοχή της,
με τέσσερις ρυθμίσεις .
Attack:Καθορίζει το πόσο γρήγορα
θα φτάσει η ένταση του ήχου στη μέγιστη στάθμη της.Οι περισσότεροι ήχοι
στη φύση έχουν γρήγορη attack.Παράδειγμα αργής attack είναι ο ήχος ενός
αυτοκινήτου που μας πλησιάζει από μακριά,αφού η έντασή του αυξάνεται προοδευτικά.
Decay: Καθορίζει την ταχύτητα
μείωσης της έντασης αμέσως μετά τη μέγιστη τιμή της.Ο ήχος ενός τυμπάνου
έχει γρήγορη attack και γρήγορο decay, αφού σβήνει σχεδόν αμέσως.Ο ήχος
του ηλ. μπάσου έχει σαφώς πιο αργό decay αφού περνά αρκετός χρόνος μέχρι
να σβήσει.
Sustain:Καθορίζει το τι θ' απογίνει ο ήχος,
μετά την πρώτη μείωση του decay,και εφόσον το πλήκτρο του synth παραμείνει
πατημένο. Ένας πειστικός ήχος πιάνου σ' ένα synth δεν πρέπει να έχει sustain
γιατί δεν έχει ούτε ο ήχος του αληθινού πιάνου.Το ίδιο συμβαίνει και με
τα κρουστά και τα έγχορδα που παίζονται με πένα ή δάχτυλα. Αντίθετα, τα
έγχορδα που παίζονται με δοξάρι και τα πνευστά έχουν sustain που εξαρτάται
από την ικανότητα του εκτελεστή.Sustain έχουν και οι περισσότεροι ήχοι που
δεν είναι μίμηση κάποιου οργάνου αλλά τεχνητοί,όπως τα pads ,το hammond
κα.
Release: Καθορίζει την τύχη του ήχου αφού αφεθεί
το πλήκτρο του synth. Πράδειγμα ήχου με release είναι ο ήχος της καμπάνας.Ακόμα
κι αν αφήσουμε το πλήκτρο αμέσως αφού το πατήσουμε η καμπάνα θα συνεχίσει
να ηχεί για όσο χρόνο καθορίζει η τιμή του release.
- LFO (Low Frequency Oscillator).Είναι μια
γεννήτρια χαμηλών συχνοτήτων η οποία μεταβάλλει περιοδικά (σε συχνότητα
και ένταση που εμείς καθορίζουμε) τις τιμές κάποιων παραμέτρων του ήχου
για να του δώσει αληθοφάνεια και να δημιουργήσει εφέ. Μπορεί για παράδειγμα
να μεταβάλλει την ένταση,τη συχνότητα,τη συχνότητα αποκοπής,τη resonance
κτλ.
Παράδειγμα 1 :η LFO μεταβάλλει το τονικό
ύψος του ήχου.
Παράδειγμα 2 :εδώ η μεταβολή γίνεται
στην ένταση.
Παράδειγμα 3 :μεταβολή της συχνότητας
αποκοπής του low pass filter.
Στα βασικά αυτά συστατικά ενός synth ήρθαν αργότερα να προστεθούν κι άλλα
που έκαναν την παρέμβαση στον ήχο ακόμα πιο λεπτομερή. Στο επόμενο μέρος θα
δούμε πώς τα στοιχεία αυτά τυποποιήθηκαν με τον ερχομό του MIDI.