Ψηφιακή Σύνθεση Ήχου (Θεωρία)

Transcript

1 Ψηφιακή Σύνθεση Ήχου (Θεωρία) 2015

2 1. Ιστορική αναδρομή στη μουσική τεχνολογία του 20ου και 21ου αιώνα Συνοπτικά χωρίζεται στις εξής βασικές κατηγορίες: Ηλεκτρονικά µουσικά όργανα (αναλογικά / ψηφιακά) Ηχογράφηση Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές στη µουσική 1.1 Τα πρώτα ηλεκτρονικά όργανα Ταλαντωτής αρνητικής αντίστασης Στο τέλος του 19 ου αι. (1899) ο Άγγλος φυσικός William Duddell κατασκευάζει τον ταλαντωτή αρνητικής αντίστασης, σαν µια λύση στο πρόβληµα του ηλεκτροφωτισµού του Λονδίνου. Παρατηρεί όµως ότι η πρώιµη ηλεκτρονική κατασκευή του παράγει ήχο και έτσι καταλήγει να περιοδεύει στην Αγγλική επαρχία επιδεικνύοντας την περίεργη εφεύρεσή του. Telharmonium Ο Αµερικανός Thaddeus Cahill κατασκευάζει το 1906 στο Broadway της Νέας Υόρκης, το Telharmonium ένα θηριώδες ηλεκτρονικό όργανο που καταλαµβάνει ένα ολόκληρο υπόγειο. Με το όργανο αυτό εκτελεί επιτυχίες της εποχής για συνδροµητές του τηλεφωνικού δικτύου της πόλης. Ο ήχος του οργάνου φτάνει στα αυτιά τους µέσω των τηλεφωνικών δεκτών τους! (κάτι σαν streaming δηλαδή εν έτι 1906!) Το σύστηµα λειτουργεί για καµιά δεκαετία αλλά ο Cahill αναγκάζεται να κλείσει την εταιρία του λόγω οικονοµικών προβληµάτων. Μάλλον ήταν λίγο νωρίς για µια τέτοια ιδέα... Εικόνα 1 το telharmonium ελέγχεται από δύο σκάλες πλήκτρων 2

3 Εικόνα 2 Ο Thaddeus Cahill µε συνεργάτη του στο υπόγειο που στεγαζόταν το Telharmonium Theremin Ο Ρώσος τσελίστας και φυσικός Lev Termen φεύγοντας από τη νέα τότε Σοβιετική Ένωση παίρνει µαζί του την εφεύρεσή του, το Theremin, αποτέλεσµα της έρευνάς του (µε τη χρηµατοδότηση της Σοβιετικής κυβέρνησης) πάνω σε αισθητήρες απόστασης. Ο εκτελεστής παίζει το όργανο χωρίς φυσική επαφή µε αυτό, πράγµα το οποίο είναι αρκετά εντυπωσιακό ακόµα και για τις µέρες µας, πόσο µάλλον το Ο ήχος του είναι πολύ εκφραστικός και θυµίζει κάτι από γυναικεία φωνή ή τσέλο. Αν και χρησιµοποιείται µε ορχήστρα, το Theremin αποκτά µικρό δικό του µουσικό ρεπερτόριο. Γνωστοί εκτελεστές είναι η Clara Rockmore και ο ίδιος ο Termen. Εικόνα 3 Ο Lev Termen παίζει Theremin 3

4 Εικόνα 4 µια πιο καινούρια εκδοχή του Theremin από τη Moog Πέρα από την εκδοχή του καθαρά ως µουσικό όργανο χρησιµοποιείται και για διαδραστικές παραστάσεις χορού µουσικής όπως ίσως καταλαβαίνετε από την παρακάτω εικόνα. Εικόνα 5 Clara Rockmore εκτελεί το 1932 (πάνω αριστερά), η Lydia Kavina το 1978 (πάνω δεξιά), το έργο Terpsitone (1932). Το διάγραµµα της εγκατάστασης φαίνεται στο κάτω µέρος της εικόνας. Το όργανο λειτουργεί µε δύο κεραίες, η απόσταση από τις οποίες καθορίζει την παραγόµενη ένταση και το τονικό ύψος αντίστοιχα. Ο ήχος παράγεται από τη συχνοτική διαφορά µεταξύ δύο ταλαντωτών, ενός µε σταθερή συχνότητα (γύρω στο 500KHz > πολύ πάνω από το ακουστό φάσµα) και ενός του οποίου τη συχνότητα ελέγχει ένας πυκνωτής του οποίου η µία πλάκα είναι πρακτικά το χέρι/σώµα του εκτελεστή. Από τη 4

5 δεκαετία του 90 το Theremin γνωρίζει νέες δόξες στα χέρια αρκετών ροκ συγκροτηµάτων. Κύματα Μαρτενώ (Ondes Martenot) Ένα άλλο όργανο της εποχής εκείνης, τα Κύµατα Μαρτενώ (1928) του Γάλλου, επίσης τσελίστα Maurice Martenot, γνωρίζει µεγάλη επιτυχία στην ορχήστρα. Είναι ένα εκ πρώτης όψεως πληκτροφόρο όργανο αλλά µε µερικές έξτρα εκφραστικές δυνατότητες µε τη χρήση µιας χορδής µε δαχτυλίδι κατά µήκος του κλαβιέ µέσω του οποίου µπορεί ο εκτελεστής να εκτελέσει εύκολα glissandi ή ενός κουµπιού για πιο κρουστούς ήχους. Ο ήχος του µοιάζει µε του Theremin, µε µια σχεδόν ηµιτονοειδή συνάρτηση. Έργα για αυτό έχουν γράψει µεταξύ άλλων διάφοροι γνωστοί συνθέτες όπως οι Olivier Messiaen, Darius Milhaud, Edgard Varèse, και Pierre Boulez. Εικόνα 6 Αριστερά τα κύµατα Μαρτενώ, δεξιά τα διάφορα ηχεία του οργάνου Εικόνα 7 Το όργανο κατασκευαζόταν µέχρι το Σε συνεργασία µε το γιο του Martenot ξανακατασκευάστηκαν κάποια κοµµάτια µετά το Σε πιο σύγχρονη µουσική, Ο Jonny Greenwood των Radiohead χρησιµοποιεί το όργανο σε αρκετά κοµµάτια τους. 5

6 Trautonium Άλλο όργανο της ίδιας εποχής (1928), το Trautonium του Friedrich Trautwein ξεχωρίζει για τις µεγαλύτερες δυνατότητες που έχει στο να παράγει διαφορετικές χροιές (ήχους) σε αντίθεση µε τα προηγούµενα που είχαν µόνο έναν ήχο. Χρησιµοποιήθηκε πολύ από το συνθέτη Oskar Sala ο οποίος επέκτεινε περαιτέρω τις δυνατότητές του (Mixturtrautonium) και το χρησιµοποίησε και για παραγωγή ηχητικών εφέ σε ταινίες. Hammond Organ Ίσως το γνωστότερο όργανο της πρώιµης ηλεκτρονικής εποχής. Πληκτροφόρο όργανο µε δυνατότητα παραγωγής διαφορετικών χροιών µε απλή προσθετική σύνθεση µε τη χρήση των drawbars σαν ελεγκτές της έντασης των αρµονικών που παράγει. Κατασκευάστηκε πρώτη φορά το 1935 από τον Laurens Hammond, σαν µια φτηνή λύση για µικρές εκκλησίες ή σπίτια που δεν θα είχαν αλλιώς τη δυνατότητα να έχουν εκκλησιαστικό όργανο. Η εξέλιξή του βέβαια ήταν άλλη - έγινε ένα από τα βασικά όργανα της τζαζ... Εικόνα 8 Ένα Hammond Β3 µε το ηχείο του, Leslie (δεξιά). Μέσα στο κουτί έχει ένα περιστρεφόµενο ηχείο µε µικρόφωνα γύρω του που δίνουν αυτό το χαρακτηριστικό τρέµολο στον ήχο του οργάνου. 6

7 1.2 Η δεύτερη γενιά Αρθρωτοί συνθετητές (Modular synthesizers) Με τις νέες ανακαλύψεις στα ηλεκτρονικά µετά τον Δεύτερο παγκόσµιο πόλεµο (πρώιµοι υπολογιστές, µαγνητόφωνο, τρανζίστορ) έχουµε και τα πρώτα συνθεσάιζερ. Αυτά έχουν το µέγεθος ενός υπολογιστή της εποχής εκείνης, δηλαδή από ένα δωµάτιο µέχρι µια ντουλάπα τα µικρότερα. Το βασικό χαρακτηριστικό τους είναι ότι είναι αρθρωτά (modular) δηλαδή αποτελούνται από κοµµάτια (modules) που εκτελούν απλές λειτουργίες όπως ενός ταλαντωτή, ενός φίλτρου, ενός µίκτη κοκ. τα οποία συνδέουµε µεταξύ τους µε καλώδια για να παράγουµε διαφορετικούς ήχους. Μπορούµε πλέον να µιλήσουµε για συνθετητές (synthesizers) µηχανές που συνθέτουν µεγάλη ποικιλία ήχων από το µηδέν ή τέλος πάντων από απλές κυµατοµορφές σε αντίθεση µε τα όργανα της προηγούµενης γενιάς που είχαν περιορισµένες δυνατότητες παραγωγής διαφορετικών ηχοχρωµάτων. Παρ όλα αυτά, τα θηρία αυτά συνήθως µπορούν να παράγουν µια φωνή τη φορά (είναι µονοφωνικά δεν µπορούν να παίξουν συγχορδίες για παράδειγµα). Μερικά τέτοια modular synthesizers αναφέρονται παρακάτω. RCA MK II Synthesizer Harry Olsen, Hebert Belar, RCA Laboratories, USA Ένας υπολογιστής για µουσική και ήχο. Προγραµµατιζόταν µε τη χρήση διάτρητων καρτελών όπως και άλλοι υπολογιστές της εποχής. Moog Modular Synthesizers Robert Moog Ξεκίνησε την εταιρία του φτιάχνοντας Theremin και από το 1964 µας έχει 7

8 Ψηφιακή Σύνθεση Ήχου δώσει πολύ σηµαντικά όργανα όπως το moog modular (πάνω) και το minimoog που θα δούµε παρακάτω. Buchla Synthesizers (1963) Donald Buchla - Κατασκευαστής πιο εσωτερικών και ιδιαίτερων µηχανηµάτων, λιγότερο γνωστός από τον Moog, αλλά εξίσου σηµαντικός ειδικά για πιο πειραµατικές κατασκευές. Εικόνα 9 Buchla 200 series (1970) 8

9 EMS VCS- 3 (αριστερά), Synthi A (δεξιά) 1969 EMS Ltd. Εικόνα 10 EMS VCS-3 και synthi A. Στη λεπτοµέρεια (κάτω) φαίνεται ο πίνακας συνδέσεων Όπως πλησιάζουµε τη δεκαετία του 70 όπου τα µηχανήµατα αρχίζουν να µικραίνουν σε µέγεθος, κάποια σηµαντικά synthesizers κατασκευάζονται από την αγγλική εταιρία EMS. Μια καινοτοµία της είναι ότι τα µηχανήµατά της αντί για καλώδια, χρησιµοποιούν έναν πίνακα συνδέσεων των modules, πράγµα πολύ πιο καθαρό και µε ευκολότερο τρόπο αποθήκευσης (στο manual είχε φύλλα χαρτιού όπου µπορούσατε να σηµειώσετε µε τελίτσες τις συνδέσεις που είχατε κάνει). Παρατηρήστε επίσης το φορητό synthi A στο βαλιτσάκι του. 9

10 Εικόνα 11...και για να µην ξεχνιόµαστε, ορίστε και το µεγάλο µοντέλο της, το synthi 100 Groove, Max Bell Labs Αναλογικός συνθετητής που ελέγχεται από Ηλεκτρονικό Υπολογιστή. Απόγονος των πρώτων µουσικών προγραµµάτων MUSIC I V. Πατέρας των µουσικών προγραµµάτων. Το λογισµικό Max έχει πάρει το όνοµά του από αυτόν τον τύπο. 10

11 Ψηφιακή Σύνθεση Ήχου 1.3 Η τρίτη γενιά - Αναλογικοί Συνθετητές ΙΙ Μετά το 1970 εµφανίζονται τα µικρά σε µέγεθος µονοφωνικά ή πολυφωνικά (2-8 φωνές) συνθεσάιζερ που αρχίζει και βλέπει το ευρύ κοινό σε συναυλίες ψυχεδελικών στην αρχή, πιο mainstream αργότερα, ροκ συγκροτηµάτων. Το κλαβιέ επικρατεί ως ο βασικός τρόπος ελέγχου αυτού του τύπου οργάνων και χάνουν ένα σηµαντικό στοιχείο τους την αρθρωτότητα (modularity). Με αυτόν τον τρόπο γίνονται πιο εύκολα στη χρήση αλλά περιορίζονται οι συνθετικές τους δυνατότητες µιας και πλέον δεν µπορούµε να επέµβουµε στη συνδεσµολογία των µερών τους, παρά µόνο να γυρνάµε τα κουµπιά. Ένας άλλος παράγοντας που συνεισφέρει στο να γίνουν δηµοφιλέστερα είναι ότι δεν κοστίζουν πλέον όσο ένα σπίτι ή ένα αυτοκίνητο... Εικόνα 12 µια πιο σύγχρονη εκδοχή του minimoog Επίσης µπαίνουν στην αγορά οι ιαπωνικές εταιρίες όπως η Roland Εικόνα 13 Roland Jupiter 8 (πάνω αριστερά), SH-101(δεξιά) και TB303 (κάτω) η Korg και άλλες Εικόνα 14 Korg MS20 (αριστερά) και Polysix (δεξιά) 11

12 Mellotron Ένα όργανο άξιο αναφοράς είναι το Mellotron ( ) - Streetly Electronics, το οποίο είναι ένα αναλογικό Sampler (δειγµατολήπτης) που αποθηκεύει και αναπαράγει τους ήχους του από µαγνητοταινίες. Ένα sampler δεν συνθέτει ήχο από απλές κυµατοµορφές, αναπαράγει ηχογραφήσεις όταν πατήσουµε τα πλήκτρα του. Εικόνα 15 Mellotron 1.4 Τέταρτη γενιά - Ψηφιακοί Συνθετητές / Δειγματολήπτες Από το 80 και µετά µε την εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας τα συνθεσάιζερ αποκτούν τα εξής καινούριες δυνατότητες και χαρακτηριστικά. Πολυφωνία (δυνατότητα (ανα)παραγωγής πολλών φωνών συγχορδιών) Πολύχρωµατικότητα (δυνατότητα (ανα)παραγωγής διαφορετικών ηχητικών χροιών ταυτόχρονα µια ολόκληρη ορχήστρα από ένα όργανο) Δειγµατοληψία (Sampling) αποθήκευση ηχογραφήσεων σε µνήµη και αναπαραγωγή από εκεί Μνήµες αποθήκευση ρυθµίσεων (τα λεγόµενα preset) του οργάνου Ένας ψηφιακός συνθετητής είναι πρακτικά ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής εξειδικευµένος στο να (ανα)παράγει ήχο. Μερικά σηµαντικά µοντέλα... Synclavier Dartmouth College - Sydney Alonso, Cameron Jones, Jon Appleton (µετά New England Digital) Τρόποι σύνθεσης ήχου: FM synthesis, sampling. Πολύ µπροστά από την εποχή του και φυσικά πανάκριβο. 12

13 Fairlight CMI 1978 Fairlight, Australia. Sampler µε οθόνη αφής(!) και δυνατότητες που πολλά σύγχρονα sampler δεν έχουν για λίγους PPG (Palm Productions GmbH) Ψηφιακοί ταλαντωτές Wavetable, Αναλογικά φίλτρα Εικόνα 16 PPG wave 1981 EMU - Emulator E-mu Systems, το πρώτο Sampler µε «λογική» τιµή 1.5 Πέμπτη(;) γενιά - MIDI Το 1983 κάποιες εταιρίες όπως η Roland, η Sequential Circuits κ.α. αποφασίσανε ότι θα ήταν καλό όλα τα synthesizer, sampler, sequencer και λοιπά ηλεκτρονικά µουσικά όργανα να έχουν µια κοινή γλώσσα επικοινωνίας ώστε να µπορούν να δουλεύουν µαζί συγχρονισµένα. Μέχρι τότε έπρεπε κάποιο µοντέλο να είναι κατασκευασµένο ειδικά ώστε να είναι συµβατό µε κάποιο άλλο για να µπορούνε να δουλέψουν µαζί. Όπως 13

14 φαντάζεστε αυτό συνέβαινε µεταξύ µοντέλων της ίδιας εταιρίας συνήθως... Επειδή όµως ο κόσµος (ένα στούντιο ή ένας µουσικός) συνήθως είχε αρκετά και διαφορετικά τέτοια µηχανήµατα και υπήρχε η παραπάνω ανάγκη, οι εταιρίες πιέστηκαν να συνεννοηθούν µεταξύ τους. Έτσι προέκυψε το πρωτόκολλο επικοινωνίας ηλεκτρονικών µουσικών οργάνων MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Ένα από τα πρώτα συνθεσάιζερ που το υποστήριξε ήταν το DX7 της Yamaha (1983) Αυτό έγινε ανάρπαστο λόγω των πολλών και καλών (για την εποχή) preset από διάφορα ακουστικά µουσικά όργανα τα οποία συνέθετε µε µια µέθοδο σύνθεσης ήχου που ονοµάστηκε FM ( ναι, είναι η ίδια αρχή λειτουργίας µε τα FM στο ραδιόφωνο). Αυτή την ανέπτυξε ο συνθέτης John Chowning σε συνεργασία µε τη Yamaha. Αυτό που µίσησε ο κόσµος που ήθελε να εκµεταλλευτεί τις οµολογουµένως πολλές δυνατότητες για τη δηµιουργία νέων, παράξενων ήχων (µια µειοψηφία πλέον, αλλά παρ όλα αυτά οι παλιοί, βασικοί πελάτες αυτής της τεχνολογίας) ήταν ότι για να το προγραµµατίσεις (να ξεφύγεις από τα preset) είχες µια οθονίτσα δύο σειρών για άπειρα µενού και κανένα ποτενσιόµετρο. Ήταν σαν να προσπαθούσες να πατήσεις το διακόπτη για το φως µε ένα σκουπόξυλο, µέσα από την κλειδαρότρυπα... Δυστυχώς αυτό το παράδειγµα λειτουργίας (πολλά preset δύσχρηστος προγραµµατισµός) επικράτησε για 2 περίπου δεκαετίες. Samplers Εικόνα 17 Akai s3200 Συσκευές στις οποίες φορτώνουµε στη µνήµη τους δείγµατα ήχων τα οποία είτε βρίσκονται αποθηκευµένα σε δισκέτες, cd-rom, σκληρούς δίσκους κα. ή τα ηχογραφούµε. Τα δείγµατα αυτά τα αναπαράγουµε µε εντολές midi από ένα κλαβιέ ή ένα sequencer 1. Όπως παρατηρείτε δεν έχει ενσωµατωµένο κλαβιέ, όπως και πολλά άλλα (τα λεγόµενα rack) synthesizer. 1 Το midi sequencer είναι µια συσκευή που καταγράφει midi πληροφορίες (δηλαδή κυρίως νότες) και τις αναπαράγει. Μερικά πολύ γνωστά sequencer σε software είναι το Cubase και το Logic. Αυτά βέβαια έχουν 14

15 Korg M1 (1988) Η βασική καινοτοµία του συγκεκριµένου µοντέλου που το κάνει άξιο αναφοράς είναι ότι είναι το πρώτο Workstation, το οποίο σηµαίνει ότι βάζει στο ίδιο κουτί ένα synthesizer και ένα midi sequencer όλα σε ένα. Το άλλο σηµαντικό µε το συγκεκριµένο είναι ότι είναι από τα πρώτα synths που δεν συνθέτουν τον ήχο τους αλλά αναπαράγουν ηχογραφήσεις (samples ή δείγµατα)... Αυτό φυσικά το κάνει ένα sampler αλλά εδώ έχουµε προ-ηχογραφηµένους ήχους χωρίς τη δυνατότητα να ηχογραφήσουµε τους δικούς µας αυτό που λέµε ήχοι κονσέρβα. 1.6 Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Στα τέλη της δεκαετίας του 80 εµφανίζονται τα πρώτα Sequencer σε µορφή λογισµικού (software) όπως το Cubase (Steinberg), Logic (αρχικά E-magic, σήµερα το έχει αγοράσει η Apple), Digital Performer (MOTU) κα. Τα προγράµµατα αυτά εξελίχτηκαν σε ολόκληρα studio στα τέλη της δεκαετίας του 90 µε software synthesizers και samplers σε µορφή plug-ins (vsti, Dxi, Au instruments) καθώς και επεξεργαστές ήχου (EQ, compressors, reverb, delay.). Όλα αυτά τρέχουν σε έναν υπολογιστή γενικής χρήσης (και πλέον και σε κινητά τηλέφωνα και tablets). 2. Παραγωγή του ήχου στους συνθετητές 2.1 Βασικά δομικά στοιχεία Τα βασικά δοµικά στοιχεία που βρίσκουµε σε έναν τυπικό συνθετητή οποιουδήποτε τύπου µπορούν να συνοψιστούν στα παρακάτω: Ταλαντωτής (VCO, voltage controlled oscillator) Γεννήτρια θορύβου (noise generator) Φίλτρο (VCF, Voltage Controlled Filter) Περιβάλλουσα (envelope generator) Ταλαντωτής χαµηλής συχνότητας (LFO, Low Frequency Oscillator) Μίκτης (mixer) Ταλαντωτής (oscillator) Η δουλειά ενός ταλαντωτή είναι να παράγει απλές κυµατοµορφές. Είναι η βασική γεννήτρια του ήχου ενός συνθετητή ο οποίος µπορεί να έχει από 2 µε 3 µέχρι εκατοντάδες τέτοιους ανάλογα µε τη κατασκευή του. εξελιχθεί σε ολόκληρα στούντιο ηχογράφησης αλλά ξεκίνησαν σαν midi sequencer µε µια µορφή παρόµοια µε τη σηµερινή. 15

16 Αναφέρεται και ως VCO (voltage controlled oscillator) σε αναλογικά συνθεσάιζερ ή ως DCO (digitally controlled oscillator) σε ψηφιακά. Η πιο απλή κυµατοµορφή που µπορούµε να έχουµε είναι η ηµιτονοειδής η οποία αντιστοιχεί σε µια µόνο αρµονική (= µια συχνότητα). Εικόνα 18 (Sine wave) ηµιτονοειδής Αρμονική ταλάντωση Πλάτος ταλάντωσης => ένταση του ήχου Συχνότητα ταλάντωσης => τονικό ύψος Οποιοσδήποτε ήχος µπορεί να αναλυθεί σε ένα άθροισµα από ηµιτονοειδής κυµατοµορφές µε διαφορετική συχνότητα και πλάτος η κάθε µια Η σχέση των συχνοτήτων αυτών είναι αρµονική για ήχους µε κάποιο συγκεκριµένο τονικό ύψος Πχ. µια λα κάποιου µουσικού οργάνου περιέχει τις συχνότητες 440(x1), 880, 1320, 1760, Δηλαδή 440(x1), 440(x2), 440(x3), 440(x4), 440(x5). Αυτή είναι µια αρµονική σειρά. Κυματομορφές που παράγουν οι ταλαντωτές Εκτός της απλής ηµιτονοειδούς κυµατοµορφής ένας τυπικός ταλαντωτής µπορεί να παράγει και τις ακόλουθες απλές κυµατοµορφές (στα σχήµατα φαίνεται η κυµατοµορφή (οριζόντιος άξονας = χρόνος) και το αρµονικό περιεχόµενο (οριζόντιος άξονας = συχνότητα): Εικόνα 19 Square wave (τετραγωνική) Περιέχει τις περιττές αρµονικές (1, 3, 5, 7...) Εικόνα 20 Pulse (παλµός). Στην ουσία η τετραγωνική είναι ένας παλµός στον οποίο t 1 = t 2 ) 16

17 Εικόνα 21 Triangle wave (τριγωνική) Sawtooth wave (πριονωτή) Η τριγωνική κυµατοµορφή περιέχει τις περιττές αρµονικές όπως και η τετραγωνική αλλά στην πρώτη, η έντασή τους πέφτει πολύ πιο απότοµα, άρα λιγότερες είναι αρκετά δυνατές για να ακουστούν, πράγµα που µε τη σειρά του σηµαίνει ότι είναι πιο φτωχή (ή πιο κοντά στην ηµιτονοειδή) από τον παλµό (του οποίου µια ειδική περίπτωση είναι και η τετραγωνική) ή την πριονωτή που περιέχει όλες τις αρµονικές Γεννήτρια θορύβου (Noise generator) Παράγει θόρυβο = ήχος που περιέχει όλες τις συχνότητες. Υπάρχουν διάφορα χρώµατα θορύβου. Τα πιο συνηθισµένα είναι: Ο Λευκός θόρυβος περιέχει όλες τις συχνότητες στην ίδια ένταση Ο Ροζ θόρυβος όλες οι συχνότητες, µε τις χαµηλές να έχουν περισσότερη ενέργεια από τις ψηλές Φίλτρο Τα φίλτρα γενικά κόβουν (φιλτράρουν) συχνότητες. Στα συνθεσάιζερ τα συναντάµε και ως VCF (Voltage Controlled Filter) ή DCF (Digitally Controlled Filter) σε αναλογικά και ψηφιακά αντίστοιχα. Συνηθισµένοι τύποι φίλτρων σε συνθετητές είναι οι παρακάτω: Χαµηλοπερατό (Low pass ή LPF) περνάνε οι χαµηλές, κόβονται οι ψηλές συχνότητες Υψηπερατό (High pass ή HPF) το ανάποδο, περνάνε οι ψηλές Ζωνοπερατό (Band pass ή BPF) περνάει µια περιοχή γύρω από µια συχνότητα Ζωνοφρακτό (Band Reject ή Band Stop) κόβεται αυτή ή περιοχή 17

18 Οι βασικές παράµετροι ενός φίλτρου είναι Η Συχνότητα αποκοπής (Cutoff frequency) η συχνότητα στην οποία το σήµα είναι 3dB χαµηλότερα Την περιοχή γύρω από αυτή τη συχνότητα µπορούµε να την ενισχύσουµε µε την παράµετρο Resonance (συντονισµός). Αν το παρακάνουµε, µερικά φίλτρα συντονίζουν και γίνονται ταλαντωτές... = ακούγονται και µόνα τους! Το πόσο απότοµα κόβει το φίλτρο αναφέρεται ως Filter Roll-off και το µετράµε σε db/oct (δηλαδή πόσα db έχει πέσει η απόκριση µια οκτάβα ψηλότερα (στην περίπτωση του LPF) Εικόνα 22 διακεκοµµένη γραµµή (resonance), πράσινη roll-off 12dB/oct, κόκκινη 24dB/oct Ενισχυτής VCA (Voltage Controlled Amplifier), DCA (Digitally Controlled Amplifier) Ελέγχουµε την ένταση του ήχου µέσω διαµορφωτών. Οι πιο συνηθισµένοι είναι: Η Περιβάλλουσα Envelope Generator (EG) Ο Ταλαντωτής χαµηλής συχνότητας - LFO (Low Frequency Oscillator) Περιβάλλουσα (Envelope generator) Γενικά µε περιβάλλουσα µπορούµε να διαµορφώσουµε στο χρόνο οποιαδήποτε παράµετρο του ήχου θέλουµε (συνηθέστερα ένταση, αλλά και filter cut-off ή pitch ). Τη χρησιµοποιούµε όταν η διαµόρφωση θέλουµε να έχει αρχή µέση τέλος. 18

19 Αν θέλουµε να αναπαράγουµε τον ήχο ενός φυσικού οργάνου θα πρέπει να λάβουµε υπ όψιν µας την εξέλιξη της έντασής του στο χρόνο. Έτσι ένα πιάνο ή µια κιθάρα πχ. έχει γρήγορη ατάκα και µετά ο ήχος σβήνει σιγά σιγά, ενώ σε ένα πνευστό όργανο ο εκτελεστής έχει αρκετά µεγαλύτερο έλεγχο. Μπορεί πχ. να ξεκινήσει αργά ή µε ατάκα (staccato) και µπορεί να αυξοµειώνει την ένταση για όση ώρα έχει αναπνοή. Γενικεύοντας, µπορούµε να ορίσουµε κάποια στάδια στην εξέλιξη των ήχων όπως στο παρακάτω σχήµα. Attack Decay Sustain Release Εικόνα 23 Τυπική περιβάλλουσα 4 σταδίων (ADSR) Ξεκινώντας από τους αναλογικούς συνθετητές, η ADSR καθιερώθηκε ως ο πιο συνηθισµένος τύπος περιβάλλουσας. Τα στάδια αυτά µπορούµε να τα περιγράψουµε ως εξής. Attack ο χρόνος από τη στιγµή που θα πατήσουµε το πλήκτρο για να παίξει µια νότα µέχρι τη στιγµή της µέγιστης έντασης 2. Decay ο χρόνος που θα κάνει ο ήχος να πέσει από τη µέγιστη ένταση στην ένταση ισορροπίας (sustain). Sustain η ένταση του ήχου στη θέση ισορροπίας. Release ο χρόνος από τη στιγµή που θα αφήσουµε το πλήκτρο µέχρι να σβήσει τελείως ο ήχος Ταλαντωτής χαμηλής συχνότητας (LFO, Low Frequency Oscillator) Ένας ταλαντωτής σαν τους παραπάνω µε τη διαφορά ότι το εύρος των συχνοτήτων που παράγει είναι από 0 µέχρι 20Hz (άρα κάτω από το κατώφλι της ακοής ~> low frequency ) Χρησιµοποιείται για να παράγει:... µε διαµόρφωση τη συχνότητας ενός ή περισσότερων VCO => Βιµπράτο = περιοδικό ανεβοκατέβασµα της τονικότητας (= συχνότητα) της νότας... µε διαµόρφωση τη έντασης του ήχου (VCA) => Τρέµολο = περιοδικό ανεβοκατέβασµα της έντασης.... Ή όπου αλλού µπορεί να θέλουµε να επιτύχουµε περιοδική διαµόρφωση (πχ. µε διαµόρφωση της συχνότητας αποκοπής ενός φίλτρου έχουµε αυτό το τυπικό Dubstep µπάσο ή ένα (auto) wah-wah στην κιθάρα). 2 Ή οποιασδήποτε άλλης παραµέτρου µπορούµε να διαµορφώνουµε στο χρόνο µε µια περιβάλλουσα. 19

20 2.1.7 Μίκτης (mixer) Συνδυάζει τον ήχο από πολλές πηγές (ταλαντωτές, γεννήτριες θορύβου..) κάτι σαν µια µικρή, πολύ απλή κονσόλα ήχου. 2.2 Μέθοδοι παραγωγής (σύνθεσης) ήχου Ανάλογα µε το πως συνδυάζουµε τα παραπάνω βασικά στοιχεία έχουµε µια από τις παρακάτω µεθόδους σύνθεσης ήχου Αφαιρετική (Subtractive) Ξεκινάµε από απλές κυµατοµορφές (µε πλούσιο αρµονικό περιεχόµενο όµως, άρα όχι ηµιτονοειδής) που παράγονται µιξάροντας 2 µε 3 ταλαντωτές και αφαιρούµε συχνότητες µε τη βοήθεια φίλτρων. Αν ο σκοπός µας είναι να προσοµοιάσουµε φυσικά όργανα 3, είναι δύσκολο να παράγουµε πιστευτά αποτελέσµατα µε αυτή τη µέθοδο. Αυτή είναι η κλασσική µέθοδος σύνθεσης των µικρών αναλογικών συνθετητών. Εικόνα 24 Τυπική διάταξη ενός µικρού αναλογικού συνθετητή Προσθετική (additive) Η ιδέα βασίζεται στην αρχή ότι όλοι οι ήχοι αποτελούνται από ένα σύνολο αρµονικών. Ξεκινάµε από πολλούς ταλαντωτές µε ηµιτονοειδή κυµατοµορφή και τους προσθέτουµε για να δηµιουργήσουµε κάτι πιο σύνθετο. Η προσθετική σύνθεση είναι απλή στη θεωρία, αλλά πολλή δύσκολη στην πράξη λόγω του µεγάλου αριθµού αρµονικών των φυσικών ήχων. Για τον λόγο αυτό, πολύ λίγοι εµπορικοί συνθετητές χρησιµοποιούν αυτή τη µέθοδο. 3 οι κυµατοµορφές τους τείνουν να είναι πολύ πολύπλοκες. 20

21 Εικόνα 25 τυπική αρχιτεκτονική προσθετικής σύνθεσης Επειδή δεν έχουν όλες οι αρµονικές την ίδια συµπεριφορά στο χρόνο (πχ. σε µια νότα πιάνου, οι ψηλές αρµονικές δεν διαρκούν όσο οι χαµηλότερες) συνήθως χρησιµοποιούµε περιβάλλουσα για να διαµορφώσουµε την ένταση κάθε ταλαντωτή ξεχωριστά. Πλάτος Συχνότητα Εικόνα 26 µια νότα πιάνου (πάνω - κυµατοµορφή, κάτω φασµατογράφηµα). Στο κάτω σχήµα φαίνεται ότι οι υψηλές αρµονικές πρακτικά υπάρχουν µόνο στην ατάκα, µετά µένουν οι χαµηλότερες Διαμόρφωση συχνότητας (frequency modulation, FM) Γενικά Διαµορφώνουµε τη συχνότητα ενός ή περισσότερων ταλαντωτών µε τη συχνότητα ενός ή περισσότερων ταλαντωτών... Κάτι σαν ένα πολύ γρήγορο (= audio rate) βιµπράτο. Αν το δοκιµάσετε θα δείτε ότι µετά από κάποιο όριο (γύρω στα 20 Hz) αυτό παραµορφώνει τον ήχο παράγοντας καινούριες συχνότητες. Έτσι µε λίγους ταλαντωτές µπορούµε να πετύχουµε αρκετά πολύπλοκους (φασµατικά) ήχους όσο ανεβάζουµε την ταχύτητα και την ένταση του βιµπράτο. Λειτουργία Στην απλούστερή της µορφή χρησιµοποιούµε 2 ταλαντωτές, έναν ως Φορέα (Carrier) και έναν ως Διαµορφωτή (Modulator) συνδεδεµένους όπως στο σχήµα παρακάτω. 21

22 Εικόνα 27 Τυπική συνδεσµολογία για Διαµόρφωση Συχνότητας (FM) Με την παραπάνω συνδεσµολογία οι συχνότητες που παράγονται είναι f c + f m, f c + 2f m, f c + 3f m,... f c + nf m, και f c f m, f c - 2f m, f c - 3f m,...f c nf m Η συνολική ένταση του ήχου είναι Α (η ένταση του φορέα). Η µέγιστη ακουστή συχνότητα (f max, δηλ. το n ) έχει να κάνει µε την ένταση του διαµορφωτή (d (deviation)), όσο µεγαλώνει τόσο περισσότερες συχνότητες προστίθενται αλλά τρώνε ενέργεια από την fc. Εικόνα 28 α) FM µε χαµηλή ένταση διαµορφωτή, β) Μεγαλύτερη ένταση του ίδιου διαµορφωτή Παράδειγµα 1 Fc = 200Hz, Fm = 100Hz (c/m = 2/1) = 300, *100 = 400, *100 = 500, *100 = 600. και = 100, 200 2*100 = 0, 200 3*100 = -100, 200-4*100 = -200 Οι αρνητικές τιµές σηµαίνουν µε διαφορά φάσης 180 µοίρες, αλλά δεν ακυρώνονται τελείως γιατί δεν έχουν ίδια ένταση. Άρα εδώ παράγουµε όλες τις αρµονικές της f c. 22

23 Παράδειγµα 2 Fc = 200Hz, Fm = 400Hz (c/m = ½) = 600, *400 = 1000, *400 = και = -200, 200 2*400 = -600, 200 3*400 = άρα (=f c *1), 600 (=f c *3), 1000 (=f c *5), 1400 (=f c *7)... => παράγονται οι περιττές αρµονικές της f c. Παράδειγµα 3 c = 200Hz, m = 435Hz (c/m = ) => αποτέλεσµα µη αρµονικό Συμπεράσματα Όταν ο λόγος c/m είναι εύκολο νούµερο (1, 2, ½ κτλ) τότε το αποτέλεσµα είναι αρµονικό. Αν είναι περίεργο τότε είναι µη αρµονικό. Το d (ένταση της διαµόρφωσης) έχει να κάνει µε το πόσες συχνότητες θα είναι αρκετά δυνατές ώστε να επιδράσουν στο αποτέλεσµα. Ο λόγος c/m έχει να κάνει µε το ποιες θα είναι αυτές οι συχνότητες. FM σε εμπορικούς συνθετητές Οι περισσότεροι συνθετητές χρησιµοποιούν από 4 µέχρι 6 ταλαντωτές συνδεδεµένους µε διάφορους τρόπους µεταξύ τους, όπως στα µοντέλα της δεκαετίας του '80 και των αρχών του 90 της Yamaha. Τέτοια µοντέλα διέπρεψαν σε καµπανοειδής και µεταλλικούς ήχους ενώ είχαν και αρκετά ρεαλιστικές προσοµοιώσεις ακουστικών οργάνων (τουλάχιστον για την εποχή τους το 80 η άλλη σας επιλογή ήταν τα αφαιρετικά αναλογικά συνθεσάιζερ τα οποία έβαζε κάτω για πλάκα σε αυτόν τον τοµέα) Native instruments FM 8 Software synthesizer (standalone, vsti, au) που προσοµοιάζει το DX7 της Yamaha (µε αρκετές βελτιώσεις), έναν από τους πρώτους συνθετητές που χρησιµοποίησαν την fm σαν τρόπο σύνθεσης ήχου. Έχει 6 operators (ζευγάρια ταλαντωτή περιβάλλουσας) τα οποία µπορούν να δράσουν ως διαµορφωτές ή φορείς ή και τα δύο, για τους υπόλοιπους operators ή και τον εαυτό τους (feedback). Πχ. στο παρακάτω σχήµα, ο ταλαντωτής Α διαµορφώνει τον Β µε ένταση (d)=61 (το max είναι 100), ο E τους B, E και F µε αντίστοιχες εντάσεις 72, 31 και 46 κοκ. Φορείς είναι οι D και F µε συνεισφορά στη συνολική ένταση 77 και 70 % αντίστοιχα. Ο κάθε ταλαντωτής έχει και τη δική του περιβάλλουσα έντασης (δεν φαίνεται στο σχήµα) ώστε η διαµόρφωση να µπορεί να εξελίσσεται στο χρόνο. 23

24 Εικόνα 29 Παράθυρο του FM8 όπου φαίνονται στα αριστερά οι συχνοτικές σχέσεις (ratio) των 6 operators (A-F) και δεξιά ο πίνακας διαµόρφωσής τους (FM Matrix) Συνθετητές με πηγή δείγματα ήχου (Sample+Synthesis) Σαν την αφαιρετική σύνθεση αλλά µε πηγή δείγµατα (ηχογραφήσεις) ήχων αντί για απλές κυµατοµορφές. Τα δείγµατα αυτά είναι φορτωµένα από το εργοστάσιο σε µνήµη ROM (Read Only Memory). Δεν είναι ακριβώς σύνθεση ήχου Πιο πιστοί φυσικοί ήχοι Φυσική και αναλογική μοντελοποίηση (physical and analogue modeling) Η Φυσική Μοντελοποίηση αναπαριστά µε µαθηµατικά µοντέλα τον φυσικό τρόπο µε τον οποίο παράγει ήχο ένα όργανο, φτιάχνει δηλαδή σε έναν επεξεργαστή, προσοµοιώσεις των µερών ενός οργάνου (πχ. υλικό των χορδών, σωλήνα, µεµβράνη, ηχείο) και του τρόπου µε τον οποίο τα ενεργοποιούµε (πχ. χτύπηµα µε πένα, κρούση, φύσηµα). Η µέθοδος αυτή έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και είναι αρκετά βαριά για τους υπολογιστές λόγω των πολύπλοκων µαθηµατικών που χρησιµοποιεί. Μπορεί να παράγει αρκετά ρεαλιστικές προσοµοιώσεις ακουστικών οργάνων (όχι όµως όσο ένα sampler) και µε πολλές εκφραστικές δυνατότητες (πράγµα που δεν µπορούµε να πούµε για τα samplers). Μια ενδιαφέρουσα χρήση της είναι η εύκολη, ψηφιακή δηµιουργία υπερρεαλιστικών οργάνων, όπως για παράδειγµα µιας κιθάρας που παίζεται φυσώντας τις χορδές της, οι οποίες έχουν µήκος 300 µέτρα... Στα τέλη του 90 υπήρξαν κάποια hardware synthesisers που τη χρησιµοποίησαν αλλά δεν κατάφεραν να πετύχουν εµπορικά κυρίως λόγω της περιορισµένης πολυφωνίας τους (1 µε 8 φωνές έναντι 64 ενός τυπικού sample + synthesis συνθετητή της εποχής) λόγω της υψηλής επεξεργαστικής ισχύος που απαιτούνταν. Σήµερα κυκλοφορούν τέτοια συνθεσάιζερ σε software όπως για παράδειγµα το Sculpture του Logic. Μια άλλη εκδοχή της µοντελοποίησης όµως πέτυχε εµπορικά. H Αναλογική Μοντελοποίηση Από τη δεκαετία του 90 (και τώρα ακόµα) είναι πολύ της µόδας τα αναλογικά συνθεσάιζερ του 70. Για διάφορους λόγους δεν είναι εύκολο να παραχθούν καινούρια τέτοια, οπότε είναι πανάκριβα µεταχειρισµένα. Μπορούµε όµως να µοντελοποιήσουµε 24

25 ένα αναλογικό ηλεκτρονικό κύκλωµα και αυτό ακριβώς κάνουν όλα αυτά τα plug-ins που προσοµοιάζουν τέτοια vintage synthesizers Samplers (Δειγματολήπτες) Συσκευές που αναπαράγουν δείγµατα (samples) σαν πηγές ήχου τα οποία φορτώνονται σε µνήµη RAM ώστε να µπορούµε να τα αντικαταστήσουµε µε άλλα ή να αποθηκεύσουµε δικά µας. Όσο µεγαλύτερη είναι αυτή η µνήµη, τόσο πιο πολλά ή µεγάλα σε µέγεθος δείγµατα µπορούµε να έχουµε. Μερικά χαρακτηριστικά της Μνήµης τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory) πολύ γρήγορη σχετικά ακριβή και άρα περιορισµός στο πόση µπορούµε να έχουµε Χάνει τα περιεχόµενά της µε το που θα διακοπεί η παροχή ρεύµατος Άρα πρέπει να αποθηκεύσουµε τα samples σε σκληρό δίσκο, cd-rom ή δισκέτες (κάποτε) και να τα φορτώσουµε στη ram για να τα χρησιµοποιήσουµε. Σε ένα σύγχρονο software sampler µπορούµε να τραβήξουµε τα δείγµατα κατευθείαν από τον σκληρό δίσκο 4. Αυτό µας λύνει τα χέρια όσον αφορά το µέγεθος (και άρα και την ποιότητα) που θα έχουν τα δείγµατα. Sample mapping Για να αποτυπώσουµε σωστά µε δειγµατοληψία τον ήχο ενός µουσικού οργάνου και να είναι ρεαλιστικός θέλουµε όσο το δυνατόν πυκνότερα δείγµατα όσον αφορά το τονικό ύψος (για να αποφεύγουµε το pitch shift) τις δυναµικές (αλλιώς ακούγεται ένα όργανο όταν παίζουµε ff και αλλιώς p) Στις µέρες µας, παίρνουµε δείγµατα από όλες τις νότες ενός οργάνου σε πολλές δυναµικές και µε διάφορες αρθρώσεις (πχ. arco, pizzicato ή tremolo σε ένα string section κτλ.). Αυτό καθίσταται δυνατό λόγω της απεριόριστης χωρητικότητας και επαρκούς ταχύτητας που έχει ένας σύγχρονος σκληρός δίσκος. Παλιότερα (µέχρι τα τέλη του 90 ή και αργότερα) οι περιορισµοί σε µνήµη, µας ανάγκαζαν να κάνουµε οικονοµία στον αριθµό και το µέγεθος των δειγµάτων µας, οπότε µπορεί πχ. να παίρναµε δείγµατα κάθε 5 ηµιτόνια ή κάθε οκτάβα ανάλογα µε το όργανο. Για τις νότες που µας λείπουν, ανάµεσα από τα δείγµατα, αναπαράγουµε το δείγµα µας σε γρηγορότερη ή αργότερη ταχύτητα 5 ώστε να έχουµε την επιθυµητή µεταβολή του τονικού ύψους. Αυτή η διαδικασία αντιστοίχησης των δειγµάτων µας σε midi νότες ονοµάζεται sample mapping. Στο παρακάτω σχήµα φαίνεται η αντίστοιχη σελίδα σε ένα σύγχρονο software sampler, το Kontakt της Native Instruments. Εδώ, στο όργανο που έχουµε σαµπλάρει έχουµε πάρει δείγµατα κάθε 3 ηµιτόνια, µε έξι διαφορετικές δυναµικές. 4 Βασικά κλέβουµε λίγο και φορτώνουµε µόνο την αρχή του δείγµατος στη ram και όταν το καλέσουµε (όταν παίξουµε τη νότα που το χρησιµοποιεί) φορτώνεται αυτόµατα και το υπόλοιπο. 5 Όταν αναπαράγουµε µια ηχογράφηση γρηγορότερα, ανεβαίνει το τονικό ύψος. Θυµηθείτε τις συνέβαινε πχ. όταν γράφατε από κασέτα σε κασέτα στο γρήγορο ακουγόταν κανα-δυό οκτάβες πάνω. Διπλή ταχύτητα = 1 οκτάβα πάνω, µισή = 1 οκτάβα κάτω κοκ. 25

26 Εικόνα 30 sample mapping στο Kontakt (NI) looping Η διάρκεια µιας νότας πολλές φορές δεν είναι πρακτικό να είναι πολύ µεγάλη (λόγο του χώρου που καταλαµβάνει στη µνήµη). Σε πολλά ακουστικά όργανα η κυµατοµορφή στο στάδιο κατά το οποίο ο ήχος είναι σταθερός (sustain) είναι αρκετά επαναλαµβανόµενη, οπότε µπορούµε να µην έχουµε δείγµα από ολόκληρη τη νότα αλλά µόνο µέχρι λίγο µετά την ατάκα και µετά να λουπάρουµε ένα σηµείο ώστε να παίζει καθ όλη τη διάρκεια της επιθυµητής αναπαραγόµενης νότας. Εικόνα 31 το loop editor στο Kontakt (σε κίτρινο πλαίσιο η περιοχή που λουπάρουµε). Δεξιά, λεπτοµέρεια στο στάδιο sustain στην κυµατοµορφή του ήχου µας όπου φαίνεται η περιοδικότητα του. Αν έχουµε σοβαρό πρόβληµα µνήµης, µας αρκεί να λουπάρουµε µερικούς κύκλους. Περαιτέρω επεξεργασία Πέρα από την αντιστοίχηση των δειγµάτων και το λουπάρισµα, έχουµε ένα τυπικό αφαιρετικό synthesizer µε φίλτρα, περιβάλλουσες, LFO, κτλ. 26

27 2.2.7 Κοκκώδης σύνθεση (granular synthesis) Η κοκκώδης σύνθεση ήχου είναι µια τεχνική κατά την οποία ένας σύνθετος ήχος δηµιουργείται µέσω της αναπαραγωγής µεγάλου αριθµού κόκκων ανά δευτερόλεπτο. Οι κόκκοι αυτοί µπορεί να είναι πολύ µικρά κοµµατάκια ηχογραφηµένων ηχητικών δειγµάτων ή ηλεκτρονικά συντεθειµένων κυµατοµορφών. Συνηθισµένες παράµετροι της οργάνωσης αυτών των κόκκων είναι 1. η πυκνότητά των κόκκων (ανά δευτερόλεπτο), 2. η διάρκεια τους, 3. η περιβάλλουσα έντασης, 4. η ένταση, 5. το τονικό ύψος 6. η τοποθέτηση τους στη στερεοφωνική εικόνα. Λόγω του µεγάλου αριθµού κόκκων που συνήθως χρειαζόµαστε, αυτοί συνήθως οργανώνονται µε αλγοριθµικές ή/και στοχαστικές 6 διαδικασίες. Σύντομη ιστορική αναδρομή της κοκκώδους σύνθεσης Ο Denis Gabor (Ούγγρο-Άγγλος φυσικός) ανέπτυξε µια σωµατιδιακή κβαντική προσέγγιση στον ήχο. Μια κοκκώδης αναπαράσταση µπορεί να περιγράψει οποιονδήποτε ήχο σύµφωνα µε τον Gabor. Ήδη από το 1940 έκανε τις πρώτες προσπάθειες για τη δηµιουργία κοκκώδους υλικού µε τη χρήση κινηµατογραφικών µηχανών προβολής, κυρίως για time compression/expansion, pitch shifting κ.α. H έρευνα του Gabor ήρθε στα χέρια του συνθέτη Ιάννη Ξενάκη, ο οποίος αναγνώρισε µια µουσική εφαρµογή για το έργο αυτό. Τα πρώτα έργα του Ξενάκη που χρησιµοποίησαν την κοκκώδη σύνθεση δηµιουργήθηκαν κόβοντας µαγνητική ταινία σε µικροσκοπικά τµήµατα, αναδιοργανώνοντας τα τµήµατα αυτά, και κολλώντας τα µε νέα σειρά. Μετά από ένα σεµινάριο του Ξενάκη για το θέµα αυτό, ο Curtis Roads (Αµερικανός συνθέτης ερευνητής) άρχισε να πειραµατίζεται µε την ιδέα αυτή σε έναν υπολογιστή. Τα πρώτα πειράµατα του ήταν εξαιρετικά χρονοβόρα, ακόµη και κατά την απόδοση µόλις ένα λεπτού µονοφωνικού ήχου (δε µιλάµε για λεπτά ή ώρες εδώ, αλλά ηµέρες). Μετά την ανάγνωση ενός άρθρου σχετικά µε την κοκκώδη σύνθεση του Roads το 1978, ένας άλλος συνθέτης, ο Barry Truax άρχισε να αναπτύσσει ένα τρόπο να δηµιουργήσει κοκκώδη σύνθεση σε πραγµατικό χρόνο, για πρώτη φορά το Από αυτό το σηµείο, η κοκκώδης σύνθεση έγινε σιγά-σιγά διαθέσιµη σε έναν αυξανόµενο αριθµό µουσικών και καλλιτεχνών του ήχου. Μέθοδος 1. Κόβουµε τον ήχο σε πολύ µικρά κοµµάτια (1-50ms) 7. Σε τόσο µικρά διαστήµατα (ανάλογα και µε τον ήχο) χάνονται τα χαρακτηριστικά του ως προς το τονικό ύψος ή την περιβάλλουσα, ακούµε µόνο ένα κλικ. 2. Σε αυτούς τους κόκκους εφαρµόζουµε µια περιβάλλουσα στην ένταση (η διεργασία αυτή αναφέρεται αλλιώς ως windowing) 6 Με διάφορες εκφάνσεις του τυχαίου (τελείως τυχαίο, µεταξύ ορίων, µε κάποια στατιστική βαρύτητα κα.) 7 Φυσικά τίποτα δεν µας εµποδίζει να χρησιµοποιήσουµε και µεγαλύτερους κόκκους (µέχρι ms) 27

28 3. Αναπαράγουµε µαζικά, πολλούς τέτοιους κόκκους (µπορεί και χιλιάδες ανα δευτερόλεπτο) µε διάφορους τρόπους. Εικόνα 32 Τους κόκκους µπορούµε να τους αναπαράγουµε διαδοχικά ή µε αλληλοεπικάλυψη. 4. Με αυτόν τον τρόπο µπορούµε να αλλάξουµε τη διάρκεια ενός ήχου, χωρίς ταυτόχρονα να αλλάξει και το τονικό ύψος του (time compression/expansion ή αλλιώς time-stretching) ή το ανάποδο, (αλλαγή τονικού ύψους χωρίς αλλαγή στη διάρκεια), µεταβάλλοντας το τονικό ύψος των κόκκων. 28

29 ή ακόµα, µε τη χρήση αλγοριθµικών ή στοχαστικών µεθόδων για τη διανοµή, το τονικό ύψος, την ένταση, τη θέση στη στερεοφωνία κ.α. του καθενός από αυτούς, να δηµιουργήσουµε καινούριους ήχους. Λογισμικό granular synthesis Υπάρχουν πολλά µικρά προγραµµατάκια που συνθέτουν ήχο µε αυτόν τον τρόπο, είτε standalone ή σε µορφή plug-ins, ή max4live devices. Λόγω του πιο πειραµατικού προφίλ της κοκκώδους σύνθεσης τα περισσότερα είναι δωρεάν/ανοιχτού κώδικα. Ένα µέρος που έχει συνδέσµους για πολλά από αυτά, καθώς και γενικές πληροφορίες πάνω στη granular, βρίσκεται στη διεύθυνση Προτεινόμενη Βιβλιογραφία Βιβλία ñ Russ, Μ. (1996) Sound Synthesis and Sampling Κεφ 3. Making Sounds with Analogue Electronics, σελ (γενικά και αφαιρετική) Κεφ 5.1 Making Sounds with Digital Electronics (FM) Κεφ 5.11 Digital samplers 5.14 Topology σελ ñ Roads, C. (1996) The Computer Music Tutorial. ñ Miranda E. R. (1998) Computer Sound Design: Synthesis Techniques and Programming. ñ Roads, C. (2002) Microsound. Εγχειρίδια χρήσης ñ NI FM8 (FM) ñ Apple Logic Sculpture (φυσική µοντελοποίηση) ñ NI Kontakt (sampler) 29