Аддитивный синтез

Аддитивный синтез (Additive Synthesis) — метод получения сложного тембра сложением различного количества простых волн.

Аддитивный синтез часто называют также синтезом Фурье — по имени французского математика Жозефа Фурье, который описал возможность формирования сложных волн путем сложения простых синусоидальных волн.

Предпосылки

Известно, что любой звук состоит из основного тона и тембрального спектра, который формируется его гармониками и негармоническими элементами. Например, если мы возьмем любую ноту, допустим, «ля» первой октавы, и вслушаемся в нее — мы сможем различить в ее звуке и другие ноты. В зависимости от остроты и тренированности слуха, а также от характеристик тембра конкретного инструмента, на котором мы берем «ля», мы сможем различить в звуке различное количество обертонов. Они образуются в результате того, что вибрирующее тело (например, струна) колеблется не только как целое, но и как сумма составных частей. Возникающие в результате колебания этих частей «дополнительные» призвуки и называются обертонами. Обертона могут быть двух типов — гармонические и негармонические. Гармонические обертона называют гармониками, негармонические складываются в группы и образуют так называемые «форманты». Эти два вида обертонов и формируют общий тембр любого звука, голоса, инструментов.

Гармоники возникают на «кратных» частотах относительно основной частоты звука. Например, в уже взятой нами «ля» первой октавы (440 герц) мы различим «ля» второй октавы (880 герц), который будет второй гармоникой, и будет звучать на частоте, равной удвоенной исходной частоте. Третьей гармоникой станет «ми» второй октавы и ее частота составит 1320 герц, и так далее. Слух опытного музыканта может легко вычленить из звука около 6 гармоник. В «живых» инструментах обычно каждая следующая гармоника звучит тише предыдущей, и громкость их зависит от тембра конкретного инструмента.

Особенности

Возвращаясь к аддитивному синтезу, нужно отметить, что в результате экспериментов с гармониками и формантами можно не просто воссоздавать уже существующие звуки живых инструментов, но и моделировать новые звуки. В любом случае, воссоздание будет условным, потому что полностью синтезировать спектр живого инструмента довольно сложно, и это требует очень большого количества слагаемых волн. Конечно, при желании можно получить довольно близкие имитации. А вот область применения аддитивного синтеза в саунд-дизайне — практически безгранична.

Самыми простыми примерами аддитивного синтеза являются обычные органы. Тембр органа формируется сложением волн кратных частот, которые и являются гармониками основного тона. Духовые и электронные органы имеют обычно для формирования тембра 4 — 8 гармоник, достаточных для получения необходимого звучания. Естественно, чем их больше — тем шире возможности для получения насыщенного тембра.

Следует учесть важную особенность аддитивного синтеза — полученный этим методом тембр в чистом виде будет иметь статичный характер звучания, то есть — он не будет изменяться во времени. Не будет ни атаки, ни затухания. Поэтому наряду с синтезом Фурье аддитивные синтезаторы снабжаются фильтрами, огибающими, процессорами эффектов и так далее — то есть тем, что позволяет использовать максимум возможностей этого вида синтеза для формирования тембра новых звуков.

Где можно встретить

В качестве примеров синтезаторов этого типа можно привести Fairlight CMI, NED Synclavier, Kawai K5m, Kawai K5000, и другие.

 

24.04.2009
Алексей Данилов
При перепечатывании ссылка на источник обязательна
© SynthMusic

Похожие статьи