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Producción en Ableton Live & Reason Síntesis del Sonido.
ORION Instituto de Sonido Orion
INSTITUTO DE SONIDO ORION _________________________________________________________ PRODUCCION EN ABLETON LIVE & REASON
Síntesis del sonido Parte 1 Realizado por : Leandro Castillo
Este material pertenece al curso de Producción en Ableton Live & Reason del instituto de sonido ORION. Todos los derechos reservados. No esta permitida la reproducción total o parcial de este apunte, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo de los titulares. 1era Edición Marzo de 2012.
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“El termino sintetizar se define en el diccionario Chambers como reconstruir, reunir, formar un todo uniendo sus partes, el proceso de síntesis es, pues un ensamblaje creativo, y es precisamente este aspecto artístico el que mas frecuentemente se olvida“
Martin Russ. Síntesis y muestreo de sonido.
Síntesis: Como bien lo define el párrafo anterior la síntesis consiste en crear un todo uniendo partes, para los músicos electrónicos esas partes son las ondas y sus respectivas modulaciones. Comenzaremos explicando una de las técnicas de síntesis mas utilizada: la síntesis sustractiva. Sustractiva: La palabra sustractiva viene de sustraer, quitar, esta es la premisa en la generación de sonido con este tipo de síntesis. La idea principal de la síntesis sustractiva es similar al arte de la escultura, esculpir una piedra o madera implica un trabajo de extracción de material para alcanzar la forma ideada por el artista. Lo mismo ocurre con el sonido solo que en vez de materiales duros lo que esculpimos es de alguna manera el movimiento de las moléculas de aire. Las principales herramientas del escultor son el cincel y el martillo con los que ira quitando material a la piedra, para los diseñadores de sonido la piedra puede ser una onda compleja o ruido y los filtros serán el cincel y el martillo. Como sabemos el sonido necesita tiempo para desarrollarse, por ende lo particular de "esculpir sonido" es que este no necesariamente permanecerá estático a través del tiempo, sino que podrá variar su forma. En Ableton Live el instrumento que utiliza este principio se denomina Analog ya que este tipo de síntesis se asocia a la utilización de voltaje (señal analógica) para generación y procesamiento, Analog emplea una algoritmo de generación que emula el sonido de la síntesis analógica, otros programas como el Mini Moog de Arturia, el Vaccum de Pro Tools o Thor de Reason funcionan con el mismo principio. Observa el instrumento de live capaz de generar ondas complejas e implementar la técnica de modelado analógico (sustractiva).
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Las herramientas del sintetista: Comenzaremos conociendo las herramientas que el músico/diseñador posee, empezando por los generadores de ondas comúnmente llamados osciladores, luego hablaremos de filtros y sus características, y finalmente veremos herramientas de control sobre la evolución del sonido como envolventes y osciladores de baja frecuencia (LFO). Ondas complejas: Para hablar de ondas complejas empezaremos por explicar que es una onda simple: como sabemos los sonidos son variaciones en la presión atmosférica producto de la excitación de las moléculas de aire. La variación de presión o movimiento vibratorio mas simple que puede existir puede representarse matemáticamente a través de la función seno, a través de esta función se gráfica el movimiento circular a lo largo del tiempo, al movimiento desde su origen hasta el final del circulo se lo denomina ciclo y a la cantidad de ciclos que ocurren en un segundo se lo denomina frecuencia. El movimiento simple produce entonces una única frecuencia que se llamara periódica si su frecuencia permanece invariable. Esta frecuencia es un material pobre si queremos trabajar sobre el, ya que solo contiene una frecuencia en su espectro y no es lo suficientemente rico espectralmente para esculpirlo. En la naturaleza no existe un sonido que provoque un movimiento simple, lo mas parecido puede ser un diapasón o una flauta dulce tocando pianissimo, también puede generarse digitalmente, pero este se vera afectado por el sistema electromecánico que distorsiona levemente la onda resultante. Ahora estamos en condiciones de entender que es una onda compleja, tomemos muchas ondas simples de diferentes frecuencias y sumémoslas, generamos de esta manera una onda compleja, ahora bien si estas frecuencias están en relación entera por ejemplo: 100hz + 200 Hz + 300hz + 400hz, se llama frecuencia fundamental a 100hz y se denomina armónicos a las frecuencias sucesivas, decimos entonces que generamos una onda compleja periódica. En caso de que las frecuencias sucesivas no sean múltiplos de la fundamental se los denomina parciales y la onda resultante es compleja aperiódica. Existen varias ondas complejas periódicas y aperiódicas, que encontraremos en los sintetizadores hardware y software las mas utilizadas son:
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Onda cuadrada (square): Compuesta por la frecuencia fundamental mas armónicos impares con amplitud (1/ nº armónico). Onda diente de sierra (sawtooth): compuestas por la frecuencia fundamental mas todos los armónicos a igual amplitud. Onda triangular: La onda triangular es compleja de generar por suma de ondas por eso se recurre a un phasor* para su generación, nos podemos aproximar a una onda triangular sumando todos los armónicos impares con amplitud (1/ Nº armónico al cuadrado) Ruido blanco (Noise): Al igual que el fenómeno de la luz el ruido blanco se compone de todas las frecuencias audibles sonando a amplitud aleatoria. Podemos encontrar sintetizadores que ofrecen mayor variedad de formas de onda como también algunos en los que las ondas pueden crearse sumando armónicos (síntesis aditiva), pero con estas cuatro ya estamos en condiciones de trabajar. Filtros: Volvamos a la idea del escultor con el cincel y el martillo en mano, sentado frente a la piedra, es hora de dar forma al bloque, entonces damos el primer golpe, continuamos trabajando quitando todo aquello que sobra, a la imagen que queremos alcanzar. Con el sonido ocurre de manera similar tenemos el bloque de frecuencias y comenzamos quitando aquello que sobra a nuestro modelo ideado del sonido. Lo bueno es que a diferencia del escultor podemos arrepentirnos de un golpe mal dado. El filtro es entonces el instrumento utilizado para modelar el bloque sonoro, con este podremos atenuar o enfatizar aquellas frecuencias que deseamos tener en nuestro diseño. Los filtros tienen dos parámetros básicos llamados frecuencia de corte (Cutoff Frequency) y resonancia (resonance), la frecuencia de corte es la frecuencia de control del filtro, esta determina la zona de frecuencias que estamos atenuando o enfatizando. La resonancia es aumentar la amplitud de las frecuencias cercanas a la frecuencia de corte. Algunos filtros permiten modificar el ancho de banda (Q) es decir, permite determinar la cantidad de frecuencias adyacentes a la frecuencia de corte que serán amplificadas. Observemos cuales son los filtros mas comunes que podemos encontrar y su funcionamiento: LowPass (LP): el filtro pasabajos o hi-‐cut trabaja atenuando la zona de altas frecuencias. Hipass (HP): el filtro pasaaltos o low-‐cut trabaja atenuando la zona de bajas frecuencias. *Se denomina Phasor al elemento que recorre las fases de las ondas almacenadas en tablas de memoria, si esta señal se hace audible se puede conseguir con un simple algoritmo generar una onda triangular de banda no limitada.
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BandPass (BP): el filtro pasabanda trabaja dejando pasar una banda de frecuencias y atenuando aquellas que no están comprendidas en esta banda.
BandReject / Notch (BR): El filtro de rechaza banda, a la inversa del pasabanda atenúa una banda de frecuencias especifica. Observa en la imagen la zona de filtros de analog con sus respectivos parámetros : frecuencia de corte (cutoff) y resonancia (resonance).
Figura que enseña dos filtros en paralelo cada uno con sus respectivos parámetros de cutoff y resonance.
Muchas veces encontraremos que los filtros reciben nombres como LP12 o BP6, el numero seguido del tipo de filtro nos indica la pendiente de atenuación, es decir que tan brusco es el corte del filtro cuanto mas alto es el valor mas notorio será su filtrado de frecuencias. Para profundizar en el tema filtros recomendamos la lectura del siguiente apunte: http://www.cursosdesonido.com.ar/apunte_filtros.htm Amplificador: Hasta aquí nombramos a los componentes esenciales para la generación y modelado de la onda ahora veamos el ultimo eslabón de la cadena básica de un sintetizador sustractivo el amplificador o VCA: El amplificador es el encargado de llevar la señal a un nivel audible además de
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proporcionar al usuario los parámetros de nivel de salida (level), como también paneo (pan).
Fig. muestra dos amplificadores en paralelo cada uno con sus respectivos parámetros de level y pan.
Entonces el conexionado básico nos quedara de la siguiente manera OSC FILTER AMP VCO VCF VCA Hasta aquí el sintetizador no ofrece demasiadas alternativas para el modelado del sonido, solo podemos escoger la forma de onda en el oscilador, quitar frecuencias con el filtro y amplificar la señal es decir controlar su volumen de salida y panner. Por este motivo aparecieron procesadores del tipo ADSR mejor conocidas como envolventes (envelopes). Envolvente: La envolvente es una simple señal de control que se encarga de “mover” un parámetro del sintetizador, imaginemos una señal de control que mueve el volumen de salida del amplificador mientras se presiona una tecla en el sintetizador, a esta envolvente se la conoce como envolvente de amplificador o AMP ENVELOPE. La mayoría de las envolventes que encontramos en los sintetizadores son de tipo ADSR es decir poseen cuatro estados Ataque, decaimiento, sostenimiento, relajamiento.
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Fig.Amp Envelope de Analog de Live Fig. Amp envelope de Subtractor de Reason
Observa en la siguiente figura como evoluciona una envolvente de amplitud de tipo ADSR .
Al momento de presionar la tecla se dispara el ataque, este define en cuanto tiempo se alcanzara el pico de amplitud del sonido, una vez alcanzado el pico, el tiempo de decay define cuanto tiempo transcurre hasta el sostenimiento que es el valor de amplitud en el que el sonido se quedara estático en términos de amplitud. El sostenimiento no es una variable de tiempo ya que este depende del tiempo que el usuario se quede presionando la tecla. Una vez que soltamos la nota se dispara el tiempo de release que define en cuanto tiempo se extinguirá el sonido. Ataque: tiempo que tarda en alcanzarse el pico de amplitud definido por el nivel del amplificador. Decaimiento: Tiempo que tarda en alcanzarse el valor de amplitud en el que quedará fija la amplitud del sonido. Sostenimiento: Valor de amplitud en el que se quedara el sonido mientras dure la ejecución de la nota.
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Relajamiento: Tiempo que tarde en extinguirse el sonido una vez que liberada la nota. Envolvente de filtro: La envolvente de filtro funciona de manera idéntica a la envolvente de amplitud solo que varia la frecuencia de corte del filtro. Muchas veces la funcionalidad de esta envolvente depende del fabricante del software. Por ejemplo la envolvente de filtro de Analog de live solo posee dos estados: ataque y relajamiento y el relajamiento es de tiempo fijo. Envolvente de Pitch (altura): El Pitch de un oscilador puede variarse en el tiempo esto provoca los clásicos sonidos de subida, en la mayoría de los sintetizadores es una envolvente de dos estados, en las que configuramos el valor de salida del Pitch y el tiempo en alcanzar la nota ejecutada, por ejemplo. Salida: C1 Ataque: 2 segundos Nota ejecutada: C4 En este ejemplo el sintetizador comenzará tocando un DO en la primer octava y en dos segundos alcanzara el DO de la 4ta octava pasando por todos los intermedios, generando un barrido de frecuencias.
Fig, Envolvente de Pitch de Analog
LFO: El último y no menos importante componente del sintetizador es el LFO (Low Frequency Oscillator) , este oscilador de baja frecuencia es utilizado al igual que la envolvente como señal de control. El LFO es un oscilador que genera frecuencias por debajo del rango audible , es decir menores a 20 hertz. Esta señal de control a diferencia de la envolvente es cíclica, genera un movimiento continuo sobre un parámetro del sintetizador. La forma de onda del LFO define el
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tipo de movimiento, por lo general esta formas de onda suelen ser las ondas básicas como las que hemos mencionado en el apartado ondas complejas. Los Lfo’s vienen con un switch para poder configurar la frecuencia de oscilación a valores que encajen con el tempo de la canción o pueden también oscilar libremente.
Lfo de Analog de Live.
Fuente: Síntesis y muestreo de sonido Martin Russ -‐Cap 2. MAX/MSP guía de programación-‐Francisco Colasanto-‐Cap 14. Computer music tutorial Curtis Roads-‐ part. 2 Pág. 184.
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