Подробнее с работой генераторов и анализаторов сигналов ознакомимся на примере нескольких прграмм:
(Разработчик - Sound Technology Последняя выпущенная версия - 4.32.13).
Чрезвычайно мощная система анализа звуковых сигналов - как в записи, так и в реальном времени. Поддерживает форматы до 24 разрядов, 96 кГц.
Анализ ведется в трех основных режимах: Real Time - обработка и построение графиков в реальном времени по данным, поступающим с аудиопорта; Recorder - то же, с параллельной записью поступающего сигнала; Post-Processing - анализ предварительно записанного Wave-файла.
Результаты анализа динамически представляются в окнах нескольких видов:
* Time Series - обычная осциллограмма
* Spectrum - спектральный график, непрерывный или полосовой
* Phase - изменения фазы сигнала
* Spectrogram - график изменения спектра во времени, в котором мгновенные "снимки" спектра сигнала рисуются по вертикали цветными линиями
* 3D Surface - трехмерная спектрограмма
Все виды окон могут открываться и динамически обновляться одновременно.
Отображаются также скалярные результаты - частота и амплитуда пиков, мощность сигнала, коэффициент гармоник, коэффициент интермодуляции, соотношение сигнал/шум.
Есть генератор тестовых сигналов, также работающий в реальном времени, с помощью которого можно анализировать работу исследуемого звукового тракта.
Программа имеет большое количество параметров, задающих полосы частот и способы анализа, параметры преобразования Фурье, оконных функций, отображаемых графиков и т.п. Вероятно, это - самая мощная система анализа сигнала для PC.
2. Analyser
(Разработчик - Павел Сукорцев Последняя выпущенная версия - 1.1).
Маленькая простая программа для быстрой оценки качества тракта записи-воспроизведения дуплексных звуковых карт. Содержит генератор тестового сигнала и анализатор спектра. Выход карты подключается к ее входу, задействуя ЦАП, АЦП и входные/выходные аналоговые цепи. Отображает в окне график АЧХ тракта.
Являются наиболее популярным у музыкантов видом программ. Имитируют работу музыкального инструмента путем моделирования процессов, происходящих при извлечении звука. Преимущественно используется три основных метода синтеза звука:
* Семплерный (sample) или таблично-волновой (wavetable) - создание звука из одного или нескольких заранее записанных фрагментов исходного звучания, с возможной параллельной обработкой сигналов. Наиболее прост технически, не требует больших вычислительных ресурсов, зато требует большого объема памяти для хранения качественных образцов звучания.
* Аналоговое моделирование - имитация работы аналогового синтезатора путем математического суммирования, вычитания, модуляции и фильтрации сигналов различной формы, создаваемых также математическим путем. Позволяет с хорошей точностью моделировать популярные клавишные синтезаторы 60-70 годов, бас-станций и ритм-блоков. Не критичен к объемам памяти, однако требует больших вычислительных затрат на математические расчеты.
* Физическое моделирование - создание математической модели реального акустического инструмента и получение на ее основе формул звуковых колебаний, создаваемых инструментом. Для полной реализации требует чрезвычайно больших вычислительных мощностей, из-за чего в реальном времени реализуется лишь частично.
По способу функционирования виртуальные синтезаторы можно разделить на две группы:
* Генераторы - предназначены главным образом для создания звучаний, преимущественно не в реальном времени, с целью сохранения полученных образцов и последующего использования посредством семплерных или таблично-волновых синтезаторов.
* MIDI-синтезаторы - имитируют синтезатор с управлением по MIDI. Создают собственный виртуальный MIDI-порт, отрабатывают получаемые через него MIDI-команды, генерируя на выходе музыкальный звук подобно реальному синтезатору. Работают либо в реальном времени, передавая сформированный звуковой сигнал в аудиопорт, либо опосредованно, записывая его в Wave-файл. Во втором случае называются MIDI Renderer - по аналогии с системами построения движущихся изображений из серии неподвижных кадров.
Подробнее с работой виртуальных синтезаторов ознакомимся на примере нескольких прграмм:
1. Generator
(Разработчик - Native Instruments. Последняя выпущенная версия - 2.0.4).
Чрезвычайно мощный модульный синтезатор. В спектр модулей помимо типичных генераторов, усилителей и микшеров входят инверторы, сумматоры, перемножители, несколько различных типов 1-, 2- и 4-полюсных фильтров, дифференциатор/интегратор, логарифматор/экспоненциатор, ограничитель, детектор пиков, делитель частоты, фиксатор уровней (sample + hold), модуль квантования по уровню, модули логических операций над управляющими сигналами, сглаживатель и еще несколько модулей со сложными функциями.
Входы и выходы модулей обозначены различными значками, дающими представление об их функциональном назначении. Связывание входов и выходов выполняется простым движением мыши.
Составленная из модулей схема может быть объявлена как новый модуль (макроблок). Структура схемы при этом скрыта, и макроблок изображается лишь стандартным для модуля прямоугольником с названием и обозначениями входов/выходов. Такой подход удобен для создания типовых блоков синтезатора.
Модульная схема может быть снабжена панелью - совокупностью кнопок, ручек, движков и индикаторов, стилизованных под привычные органы управления. В конечном счете, после завершения создания структур, на экране остаются одни панели, которые выглядят как реальные аппараты и смотрятся очень красиво.
Структура с панелью управления называется инструментом. Инструмент опять же может иметь входы и выходы и выступать в качестве модуля. Совокупность инструментов называется ансамблем (ensemble). В комплекте с программой поставляется большое количество схем, макроблоков, панелей, инструментов и их ансамблей.
Всплывающие подсказки при наведении курсора мыши на изображение модуля или панели кратко поясняют суть объекта и правила обращения с ним.
Частота дискретизации звукового сигнала может быть от 22 до 132 кГц. Существует также понятие частоты управления (Control Rate) - с этой частотой процессор синтезатора сканирует схемы, "проталкивая" по ним сигналы. Частота управления задается в пределах от 25 до 1600 Гц.
Положения регуляторов могут быть сохранены (snapshot). Впоследствии можно возвращаться к любому из сохраненных наборов положений, а также восстанавливать нажатием кнопки последний набор.
При всей своей сложности Generator работает достаточно быстро, обеспечивая хороший отклик и стабильность звука. При использовании DirectSound-портов устойчивость повышается.
(Разработчик - Nemesys . Последняя выпущенная версия - 1.6).
Революционная в своем роде программа, наделавшая своим появлением много шума. MIDI-синтезатор реального времени, не требующий полного размещения семплов в ОЗУ - считывание с диска (жесткого, магнитооптического, CD) происходит прямо в процессе проигрывания, что снимает все ограничения на объем инструментов, кроме объема самих дисков (объем одного семпла в инструменте ограничен 4 Гбайт из-за 32-разрядной сетки).
Для достижения наилучших результатов выпущена спецификация GigaSampler Interface (GSIF) - программного интерфейса с аудиопортом, через который GigaSampler обеспечивает минимальные задержки. Этот интерфейс уже реализован в драйверах карт Aardvark Aark, Soundscape Mixtreme, Echo Darla/Gina/Layla, EgoSys WaveTermital, Frontier Dakota.
Благодаря снятию ограничений на объем инструментов и их банков большое внимание уделено схеме отображения отдельных семплов на клавиатуру и уровни интенсивности (sample map). Рекомендуется метод построения инструмента без масштабирования высот семплов, то есть по отдельному семплу на каждую клавишу. Вдобавок введено понятие измерений (dimensions) - своеобразной координатной сетки из пяти различных контроллеров, совокупность значений которых как бы выбирает нужный семпл в пятимерном пространстве. Такая система введена для поддержки инструментов, на которых играют разными способами.
Большие объемы звучаний располагают к тому, чтобы образцы записывались полностью, без искусственного зацикливания и формирования фаз атаки-затухания методом амплитудной модуляции.
Инструмент создается из семплов традиционным путем - раскладкой по клавиатурным зонам (regions), интенсивности и измерениям, а также наслоением друг на друга. Здесь имеются традиционные для аппаратных самплеров средства - частотная и амплитудная модуляция посредством огибающих (два генератора) и LFO (один генератор), фильтрование (срез, полоса, пробка, резонанс).
Звук выводится в 16-, 20- и 24-разрядном формате с частотами дискретизации 32, 44,1 и 48 кГц. Поддерживается до 16 выводных аудиоканалов, между которыми заданным образом распределены входные MIDI-каналы. Есть функция прямой записи звука на диск (Capture).
В комплект входят редакторы семплов (волновых форм и циклов в них) и банков инструментов, а также преобразователь инструментов из формата Akai S1000/S3000, способный считывать "родные" компакт-диски от семплеров Akai.
В эту группу входят программы, предназначенные для работы с музыкальными партитурами, как правило - в технологии MIDI. Музыкальный редактор обычно имеет дело не с конкретными звучаниями, а лишь с некоторой схемой их создания, которая обычно базируется на различных видах нотной записи, расширенной специфическими средствами управления инструментами.
Секвенсоры предназначены для записи, воспроизведения и редактирования музыкальных MIDI-партитур в нотном и схематическом виде, осуществляют типовые музыкальные операции - транспонирование, изменение темпа, длительности и динамики нот, а также монтаж фрагментов партитуры. Всегда многодорожечные - допускают формирование произведения из множества независимых партий. Большинство современных секвенсоров имеет поддержку аудиотехнологии, позволяя размещать на отдельных дорожках акустические или голосовые партии; окончательное смешивание сигналов при этом выполняется внешними аппаратными (звуковой адаптер, микшерный пульт) или программными (виртуальный синтезатор, многоканальный рекордер) средствами.
Название происходит от термина sequence - последовательность, поскольку первые секвенсоры (тогда еще некомпьютерные) предназначались для записи последовательности MIDI-событий и последующего ее воспроизведения в неизменном виде, и лишь затем к этому добавились функции монтажа и редактирования.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
