Виды синтеза

Все существующие виды синтеза звука объять довольно сложно, как и четко классифицировать синтезаторы по принадлежности строго только к одному из видов. Однако, существуют основные типы, в совокупности охватывающие большинство существующих в мире инструментов.

1. Аддитивный синтез. Самый первый вид синтеза был именно аддитивный, т.е. суммирующий(от слова Additive – суммирующий). Этот вид синтеза основан на методе сложения волн нескольких генераторов и базируется на Теореме Фурье. Есть несколько разновидностей аддитивного синтеза. Одна из них называается Гармонической(гармонический синтез тембра). Это когда в качестве исходных колебаний используют синусоидальные волны с кратными частотами и возможностью регулирования амплитуд отдельных сотовляющих. Другая разновидность аддитивного синтеза – Регистровая. Различие в том, что в данном методе, в качестве исходных колебаний используют более сложные виды волн, такие как пилообразные или прямоугольные.

Первые применения аддитивного синтеза были обнаружены в Церковных органах(третье столетие до н.э.), в которых использовалась настройка труб как звуковых генераторов, гибко подсоедитнённых к одной или нескольким клавиатурам. Передовой идеей звукового синтеза был Telharmonium(1987), в котором использовались диномашины как волновые генераторы. Ну и конечно всем известный орган Хаммонда(1934), в нём использовалась чуть другая электромеханическая схема, которая в последствии стала классической.

Примеры: аппаратные - Fairlight CMI, NED Synclavier, Kawai K5m, Kawai K5000, и другие.

программные - Camel Audio Cameleon9000, White Noise WNAdditive, ConcreteFX Adder.

2. Субтрактивный синтез. Его как раз, в основном, с "аналоговыми" синтезаторами и ассоциируют, поскольку самые первые коммерческие разработки, официально носившие название "синтезатор", - творения покойного доктора Роберта Мога (Robert Moog), - базировались как раз на этом принципе.

Состоит он в следующем: колебательный контур (осциллятор, управляемый напряжением - Voltage Controlled Oscillator, VCO), на который подаётся определённое напряжение, генерирует волну определённой формы и частоты. Частота - а следовательно, и высота тона, - как раз от напряжения и зависит (поэтому Voltage Controlled). Как правило, в субтрактивном синтезе используются синусоидная (sine), квадратная (square), пилообразная (sawtooth) и треугольная (triangle) волны, а также различные виды шумов - каждая обладает своим характерным звуком, весьма узнаваемым. Форма волны зависела от конструкции осциллятора.

Далее сгенерированная таким образом волна подавалась пропускалась через частотные резонансные фильтры, которые обрезали одни и выпячивали другие частоты, изменяя окраску звука (оттуда и subtractive - "вычитательный" синтез), через ADSR-огибающую*, которая регулирует динамику тембра.

Конечно, основной состовляющей данного синтеза являются управляемые фильтры. Разработанные доктором Могом low-pass фильтры, давившие верхние частоты, так и до сих пор считаются классикой, в том или ином виде их реализуют на своих машинах все или почти уважающие себя производители синтезаторов. Резонансный (полосовой) - с изменяемым положением и шириной полосы пропускания (band) и фильтр нижних частот (ФНЧ) с изменямой частотой среза (cutoff). Для каждого фильтра также регулируется добротность (Q) - крутизна подъема или спада на резонансной частоте.

Плюс данного синтеза заключается в его довольно простой реализации, а минус конечно в том, что для синтеза звуков со сложными спектрами нужно большое количество управляемых фильтров.

Своим "жирным" звуком субтрактивные синтезаторы обязаны, в первую очередь, как раз несовершенству запчастей, - не очень стабильная работа VCO приводила к небольшому (как правило) расхождению в частотах формируемых ими волноформ, что делало звук, как ни парадоксально, гуще и интереснее. Ведь, по большому счёту, синтезаторы делались поначалу вовсе не для того, чтобы имитировать звук акустических инструментов, - интереснее было как раз их собственное уникальное звучание.

Типичные представители данного синтеза:

Так сказать пионеры субтрактивного синтеза – Moog и MiniMoog (60-ые годы), в которых использовалось аналоговое управление напряжением.

Всем известный EMS VCS-3(1969), который применялся при записи Dark side of the moon.

Один из первых японских синтезаторов Yamaha Cs-80 (1976)

А так же монофонический басовый синтезатор Roland SH-101 (1980)

По большому счету примерами практического применения субтрактивного принципа могут служить большая часть синтезаторов 1960-1970-х годов и их нынешние реинкарнации, программные и аппаратные.

Примеры: аппаратные - ARP2600, Prophet, и т.д. Для большинства из них выпущены программные эмуляторы.

NB2: субтрактивный синтезатор не обязан быть аналоговым.

Оба этих метода, и аддитивный и субтрактивный, как правило, применяются вместе и дополняют друг друга в рамках одного прибора в подавляющем большинстве современных синтезаторов и VST-инструментов.