Twoje studio nagraniowe

Twój komputer osobisty może zastąpić profesjonalne studio nagraniowe. Sekwencer, dowolne instrumenty, mikser, procesory efektów, magnetofon wielośladowy - za wszystko to jeszcze do niedawna trzeba było słono zapłacić. Dziś jest w zasięgu praktycznie każdej myszki.

Twój komputer osobisty może zastąpić profesjonalne studio nagraniowe. Sekwencer, dowolne instrumenty, mikser, procesory efektów, magnetofon wielośladowy - za wszystko to jeszcze do niedawna trzeba było słono zapłacić. Dziś jest w zasięgu praktycznie każdej myszki.

Komputer steruje, komputer gra

MIDI

MIDI to wprowadzony na początku lat 80. system wymiany danych między urządzeniami muzycznymi. Urządzenie nadające komunikaty MIDI (zazwyczaj sekwencer, instrument elektroniczny lub specjalna klawiatura MIDI) wysyła informacje o naciśnięciu oraz zwolnieniu klawisza (oraz związanej z nim wysokości i sile nuty), ruchach pokręteł i suwaków. Urządzenie odbierające komunikaty MIDI (moduł brzmieniowy lub elektroniczne instrument klawiszowy) generuje brzmienie o zadanej wysokości, głośności i innych parametrach określonych przez nadawcę komunikatu.

Obecnie MIDI już nieco trąci myszką - szybkość wymiany danych nie jest zadowalająca (zdarzają się więc opóźnienia w sterowaniu), występują problemy z wybieraniem odpowiednich brzmień (szczególnie przy przenoszeniu utworów między różnymi instrumentami).

Rozszerzenia standardu MIDI: General MIDI i XG definiują brzmienia i nazwy instrumentów (odpowiednio 128 i ok. 500 brzmień), XG i Sound Canvas standaryzują sposoby modyfikacji brzmienia (np. stosowania filtrów, charakteryzowania efektów).

Technika samplingu

Sampel (próbka) to cyfrowy odpowiednik fragmentu dźwiękowego (np. rozruchu silnika, uderzenia w struny, odgłosu pękającej szyby czy śpiewu ptaków). Sample powstają najczęściej podczas samplowania - digitalizacji sygnału analogowego (np. z mikrofonu czy kasety magnetofonowej) w przetworniku analogowo-cyfrowym (A/D converter). Możliwe jest także wygenerowanie próbki przez komputer na podstawie modelu matematycznego.

O technicznej jakości sampla decyduje jego rozdzielczość (8,16 lub 24 bity), częstotliwość próbkowania (11, 22, 44, 48 KHz), oraz to czy jest mono- czy stereofoniczny. Podsumowując - im większa rozdzielczość i częstotliwość próbkowania, tym lepsza jakość sampla. Jakość płyty CD (na której każdy utwór to tak naprawdę duży sampel) to 44 KHz, 16 bitów, stereo.

Próbkę można dowolnie przetwarzać i modyfikować: kopiować, wycinać i wklejać jej fragmenty, zmieniać głośność, tempo, dynamikę, poddawać filtracji, dodawać efekty typu echo, chorus, flanger, wah-wah i wreszcie miksować z innymi samplami. Po takich przeróbkach, sampel może znacznie różnić się od pierwowzoru.

Powszechną praktyką - szczególnie w techno i hip-hopie - jest samplowanie całych fraz muzycznych w celu ich późniejszego wykorzystania we własnych kompozycjach (nierzadko po skomplikowanych modyfikacjach).

Do odtwarzania próbki używany jest przetwornik cyfrowo-analogowy (D/A converter). Przetworniki A/D i D/A są standardowym wyposażeniem multimedialnych kart muzycznych.

Audio a MIDI

Przy tworzeniu muzyki należy rozróżnić dźwięk audio od muzyki MIDI. W pierwszym przypadku komputer (lub inne urządzenie) biernie odtwarza gotowy sampel (np. z płyty CD). Nie ma możliwości wizualizacji i edycji nutowej utworu, nie można też zmieniać dzwięków instrumentów. Mamy do czynienia z gotowym produktem, dla którego możliwości modyfikacji są zawężone do operacji typowych przy obróbce sampli. MIDI to muzyka aktywnie grana - urządzenie MIDI generuje dźwięk na podstawie informacji o kolejnych nutach. Oczywiście, dostępna jest także edycja utworu, modyfikacja brzmień i innych parametrów.

Rozbudowane programy muzyczne (takie jak Cakewalk lub Cubase) pozwalają na mieszanie obu technik: obok ścieżek MIDI, możemy używać zmiksowanych przy odtwarzaniu ścieżek audio. Ścieżki MIDI wykorzystuje się do sterowania instrumentami elektronicznymi, technikę audio do wokalu i partii granych na tradycyjnych instrumentach.

Najbardziej oczywiste wydaje się zastosowanie komputera jako sekwencera - urządzenia sterującego instrumentami elektronicznymi. Poprzez interfejs MIDI możemy podłączyć różnego rodzaju syntezatory i keyboardy oraz moduły brzmieniowe (syntezatory w pudełku nie mające klawiatury). Nie zawsze jest to potrzebne, ponieważ sam komputer (a dokładnie karta muzyczna) może być źródłem muzyki.

Komputer umożliwia czytelną wizualizację i edycję zapisu muzycznego. Różnica między papierem nutowym a sekwencerem komputerowym jest analogiczna jak między kartką papieru a edytorem tekstu. Sekwencer przedstawia muzykę jako zapis nutowy lub zbiór prostokątów naniesionych na specjalną siatkę. Każdą nutę można dowolnie przesunąć, zmienić czas jej brzmienia, głośność i inne parametry.

Sekwencery MIDI dostępne są na wszystkie popularne platformy sprzętowe (PC, Macintosh, Atari ST, Amiga). Dla PC dostępna jest ich pełna gama: od prostego Midisoft Recording Session, poprzez rozbudowanego Cakewalka (możliwości różnorodnej kwantyzacji miejsc wystąpień i czasu brzmienia nut), do muzycznego kombajnu Cubase (matematyczne operacje na materiale muzycznym).

Zarówno w przypadku zewnętrznego instrumentu elektronicznego, jak i komputerowej karty muzycznej, o jakości generowanej muzyki (brzmieniu) decyduje rodzaj użytej syntezy dźwięku. Obecnie używa się technik składania próbek dźwiękowych (WaveTable) oraz tzw. Virtual Modelingu, niektóre karty muzyczne używają też syntezy FM.

WaveTable

Wave Table to najbardziej popularna technika syntezy dźwięku. Dźwięk powstaje przez odtwarzanie sampli, zawierających brzmienia rzeczywistych instrumentów. Taka metoda generowania muzyki nadaje jej duży realizm.

Można wyróżnić sprzętowy i programowy WaveTable. Sprzętowy sposób syntezy wykorzystują nieco droższe karty muzyczne (np. Gravis UltraSound, SoundBlaster AWE 32/64) i większość elektronicznych instrumentów oraz modułów brzmieniowych. Programowa realizacja tej idei, choć w kręgach demoscenowych istniała od dość dawna, zastosowanie komercyjne znalazła dopiero niedawno (głównie dlatego, iż komercyjni producenci oprogramowania nie umieli jej dostatecznie optymalnie zaprogramować i czekali, aż domowe komputery będą wystarczająco szybkie). Aby korzystać z software'owego składania próbek, potrzebna jest karta z przetwornikiem D/A (praktycznie każda obecnie produkowana).

Niektóre software'owe implementacje WaveTable oraz hardware'owe generatory wyposażone w pamięć RAM pozwalają na korzystanie z sampli użytkownika jako instrumentów. Zamiast dźwięku pianina, można więc użyć np. miauczenia kota.

Program S-YXG50 firmy Yamaha to przykład poprawnej realizacji programowanego WaveTable. Jest to wirtualny odpowiednik rozbudowanego modułu XG: 676 brzmień + 21 zestawów perkusyjnych, procesor efektów oraz pełna modyfikacja brzmień. Po zainstalowaniu S-YXG50 w systemie przybywa dodatkowe urządzenie przyjmujące komunikaty MIDI. Firma Yamaha udostępnia bezpłatną wersję próbną (wymagane minimum Pentium 166).

Virtual Modelling

Muzyka tworzona przez składanie gotowych próbek brzmi naturalnie, choć nie na tyle, by zadowolić audiofila, delikatne niuanse brzmienia rzeczywistych instrumentów nie są proste do podrobienia.

Rozwiązaniem jest Virtual Modelling - technika polegająca na symulacji działania realnego instrumentu (np. śledzenie rozprzestrzeniania się drgań powietrza we wnętrzu wirtualnego odpowiednika rzeczywistego fletu lub trąbki). W przypadku modelowania instrumentów analogowych wykonuje się symulację działania poszczególnych generatorów przebiegów (oscylatorów) i filtrów.

Do niedawna istniały wyłącznie hardware'owe implementacje tej metody syntezy dźwięku, dostępne w postaci instrumentów klawiszowych (Korg Propecy, Yamaha AN1x, Roland JP-8000) lub modułów brzmieniowych (Yamaha VL1m) wyposażonych w specjalizowane procesory.

Obecne komputery domowe są dostatecznie szybkie, by podołać wymaganiom software'owego Virtual Modellingu w czasie rzeczywistym. W tym celu powstały programy, takie jak Seersystems Reality (modele instrumentów rzeczywistych + analogowych) czy Generator firmy Native-Instruments.

Generator jest szczególnie interesujący, umożliwia bowiem symulację działania modularnego instrumentu analogowego - użytkownik za pomocą techniki drag&drop (przenieś i upuść) umieszcza na ekranie oscylatory, generatory obwiedni, wzmacniacze, filtry, efekty i inne modyfikatory brzmienia. Wszystkie parametry można dowolnie kontrolować, a wirtualny instrument widziany jest jako urządzenie MIDI (program działa już na Pentium 100).

Synteza FM

Synteza FM to jedna z najstarszych metod wytwarzania dźwięku. Omawiana jest tu dlatego, gdyż w przypadku tańszych kart muzycznych (SoundBlaster 1.0/2.0/16/Pro i jej klony) jest jedynym sprzętowym rozwiązaniem służącym do wytwarzania muzyki.

Pojedynczy dźwięk budowany jest przez kilka generatorów przebiegów akustycznych poddanych obróbce przez obwiednie wzmocnienia, sprzężenie zwrotne i kilka innych modyfikatorów. Brzmienia tworzone metodą syntezy FM znacznie odbiegają od naturalnych, dlatego jeśli jest to możliwe, stosowana jest inna technika syntezy.

Brzmienia własne

Niektóre implementacje WaveTable pozwalają na użycie sampli użytkownika. Zazwyczaj odbywa się to poprzez import plików z samplami (najczęściej w formacie WAV) za pomocą specjalnego oprogramowania. Powstało już wiele programów do generowania sampli (jest to rodzaj Virtual Modelingu, ale nie w czasie rzeczywistym).

WaveCraft pozwala na konstruowanie modularnego instrumentu analogowego, składającego się z praktycznie nie ograniczonej liczby modułów, takich jak oscylator, generator obwiedni, filtr, sumator.

Problem opisu generowanego brzmienia ciekawie rozwiązano w programie Smoprphi. Użytkownik ma tu do dyspozycji 32 niezależne oscylatory, każdy o określonym czasie działania, przebiegu fali, obwiedni głośności, efekcie vibratto i filtrze. Każdy parametr można wygodnie graficznie definiować: w przypadku edycji przebiegu operować na poziomie poszczególnych harmonicznych, gdy edytujemy obwiednię, możemy ją dowolnie narysować lub wygenerować. Ponadto większość parametrów może ulegać zmianie w czasie, możliwe jest nawet morfowanie przebiegu fali! Program należy do kategorii shareware (programowej).

Warto wspomnieć też o programach Stomper i Orangator. Pierwszy z nich jest przeznaczony do tworzenia sampli perkusyjnych. Za jego pomocą można stworzyć odpowiednio brzmiące stopy (a la Roland TR-909). Orangator pozwala na ciekawe połączenia między poszczególnymi blokami syntezy. Każdy parametr, taki jak częstotliwość i głośność oscylatora czy rezonans filtru, może być kontrolowany z dowolnej obwiedni, generatora LFO czy nawet wbudowanego minisekwencera.

Wirtualne studio

Dla wielu użytkowników atrakcyjnym pomysłem wydaje się idea wirtualnego studia wewnątrz komputera. Ponieważ działanie miksera, filtrów lub procesora efektów można opisać matematycznie, drogi sprzęt studyjny da się zastąpić tańszymi rozwiązaniami software'owymi. Nareszcie można zatem za pomocą własnego komputera realizować w pełni profesjonalne nagrania. W praktyce wygląda to tak:

Nagrywamy wszystkie ścieżki audio na wirtualny magnetofon wielośladowy. Jeśli mamy kartę muzyczną z odpowiednią liczbą wejść, można to zrobić jednocześnie, jeżeśli nie, to kolejno. Do ścieżki audio możemy też zaimportować sample wykonane w innych programach. Wszystkie ścieżki audio trafiają do miksera, tu ustawiamy poziomy głośności, balans, dokonujemy korekty brzmienia i wreszcie wysyłamy sygnały do procesora efektów, który doda efekty, takie jak chorus, delay czy flanger. Całość można zgrać do jednego pliku WAV i np. wykorzystać do wypalenia płytki CD audio.

Cubase Virtual Studio Technology firmy Steinberg to doskonały przykład takiego rozwiązania. Do dyspozycji mamy 32 ścieżki audio, mikser (dla każdej ścieżki 4 filtry parametryczne) oraz 4 w pełni definiowalne procesory efektów. Zarówno mikser, jak i procesory efektów potrafią zapamiętać wszystkie ruchy sterujących gałek i suwaków. Cubase jest też zaawansowanym sekwencerem MIDI. Produkt dostępny na zarówno platformę PC, jak i Macintosh.

Rozwiązania kompleksowe

W dziedzinie komputerowej muzyki istnieją też proste w obsłudze rozwiązania kompleksowe: programy, które zawierają zarówno sekwencer, jak i generator dźwięku.

RubberDuck grupy d-lusion to emulator jednooscylatorowego syntezatora analogowego z rozbudowanym filtrem (cut-off, rezonans, obwiednia) i możliwością płynnego definiowania przebiegu. Oprócz bloku sekwencera, są bloki efektów delay i przesterowania oraz moduł służący do odtwarzania pętli perkusyjnych.

W miarę rozbudowaną syntezę analogową oferuje VAZ. Wbudowany sekwencer posiada ciekawe możliwości - dla każdej nuty, oprócz parametrów, takich jak akcent lub slide, można określić dwa kontrolery, które mogą być dowolnie interpretowane przez blok generatora.

Szczególnie warty polecenia jest doskonały ReBirth, wyprodukowany przez Propellerheads. Jest to emulator kultowych (dla technokratów) urządzeń: syntezatora basowego Roland TB-303 i automatu perkusyjnego TR-808. O kultowości "TBsia" (cena z drugiej ręki - 2 tys. DEM) niech świadczy ok. 20 dedykowanych sprzętowych emulatorów jego brzmienia ( niewiele osiąga "kwasowość" dźwięku, taką jak oryginał). ReBirth - choć operuje prostym modelem muzycznym (dwa syntezatory basowe, jeden automat perkusyjny, blok delay, distorsion, filtr PCF) - ma olbrzymie możliwości. Za pomocą ReBirtha nawet amator może "trzaskać" jeden po drugim powalające z nóg utwory (przydaje się tu generator przypadkowych sekwencji). Na płycie CD-ROM, dołączonej do tego numeru CYBER-a, znajduje się wersja demonstracyjna tego genialnego programu.

software'owe WaveTable:

S-YXG50 - http://www.yamaha.co.uk

software'owy VirtualModelling

Reality - http://seersystems.com

Generator - http://www.native-instruments.de

generatory sampli

WaveCraft - http://www.audiovirtual.com

Smorphi - http://www.tu-chemnitz.de/aka

Stomper - http://www.lysator.liu.se/~zap

rozwiązania kompleksowe:

RubberDuck - http://www.d-lusion.com

Vaz - http://www.cp.umist.ac.uk/users/martin/

ReBirth - http://www.propellerheads.se

sample i linki - http://www.maz-sound.com/


Zobacz również