Вы вероятно, знаете о существовании программных синтезаторов, которые позволяют генерировать различные звуки и записывать их в WAV файлы. Sound Forge также имеет такой синтезатор, действующий по принципу FM - частотной модуляции сигнала. Кроме FM синтезатора имеется и простой генератор звуковых волн, который можно использовать в качестве источника сигнала для тестирования аппаратуры.

Сейчас мы займемся исследованием FM синтезатора. Он может быть полезен владельцам семплеров, которые смогут создавать для себя различные звуки и загружать их в оперативную память.

·         Итак, если у вас открыт файл Sound1, то закройте его и выполните команду создания нового файла (File/New). 

·         После появления окна нового файла выберите команду меню Tools/Synthesis/FM (Рабочие инструменты/ Синтезаторы/FM). Перед вами появится диалог FM Synthesis (FM синтезатор) (Рис. 1).

Рис. 1. Диалог FM Synthesis (FM синтезатор)

Прежде, чем начать создание собственного звука, давайте вкратце познакомимся с принципом работы FM синтезатора. Его «сердцами» являются несколько звуковых генераторов, которые называются «операторами» и которые могут производить разные  волновые формы. Самой простой волной является синусоида (sine), которую вы должны хорошо знать по школьному курсу физики. Помимо синусоиды любой генератор FM синтезатора может выдавать прямоугольную (square), пилообразную (saw), треугольную (triangle) волну и шум (Рис. 2). Все эти волны имеют свое собственное характерное звучание, по которому легко отличаются друг от друга. Естественно, генераторы могут производить волны любой частоты, лежащей в звуковом диапазоне.

Рис. 2. Различные формы волны

Самой главной особенно­стью FM синтезатора является возможность частотной модуляции одного генератора другим для создания особенно окрашенных звуков. Собственно, модуляция - это управление, а частотная модуляция, соответственно, - управление частотой.  Для того, чтобы лучше понять принцип действия FM синтезатора и частотной модуляции, посмотрите на Рис. 3.

Рис. 3. Принцип действия частотной модуляции

На этом рисунке представлен график зависимости частоты звука от времени. Предположим, мы включили на синтезаторе один генератор, который выдает синусообразную волну с частотой 440 Гц - этот звук соответствует ноте Ля. На рисунке эта частота названа «опорной» и показана горизонтальной линией, то есть частота со временем не изменяется.

Теперь мы включаем второй генератор, который производит синусообразную волну частотой 1 Гц и модулирует первый. На рисунке показано, что при этом будет происходить с первым генератором: он начнет выдавать сигнал переменной частоты, которая изменяется во времени по синусоиде. Классическим примером такого модулированного звука является сирена скорой помощи.

Если мы увеличим частоту второго генератора до 10 Гц, то на выходе синтезатора появится характерный «бьющийся» звук. А если его частота будет увеличена, например, до 200 Гц, то звук приобретет новый тембр. Именно последнее свойство частотной модуляции применяется для синтеза новых звуков из простых волн.

Но два генератора - это не предел. Например, программный синтезатор Sound Forge имеет четыре генератора, которые могут составляться в цепочку и модулировать друг друга. Сами понимаете, что звук при этом может получаться самый разнообразный.

Итак, перед нами - диалог FM синтезатора. В поле Total output waveform length (Полная длительность выходного сигнала) указывается длительность в секундах генерируемого звука. По умолчанию там установлена 1 секунда - этого вполне достаточно для начала. В поле Current operator (Текущий оператор) выбирается генератор, с которым вы имеете дело в настоящий момент (в FM синтезаторах генераторы называются операторами). По умолчанию у нас включен только один генератор, поэтому в поле Current operator (Текущий оператор) будет активным только один переключатель. В списке Operator shape (Форма оператора) выбирается форма создаваемой текущим генератором волны. По умолчанию там установлена синусоида (Sine). И в поле Frequency (Частота) выбирается частота генерируемого звука. По умолчанию там установлено 440 Гц.

·         Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр). Вы услышите ровный, мягкий звук. Так «звучит» синусоида.

·         Теперь в списке Operator shape (Форма оператора) выберите Square (Прямоугольная волна). Снова нажмите Preview (Предварительный просмотр). Вы услышите более резкий звук. Попробуйте послушать все формы волны, которые есть в наличии.

·         В поле Operator shape (Форма оператора) снова выберите Sine (Синусоида).

Итак, давайте смодулируем наш генератор вторым генератором, как это было описано выше. Для выбора конфигураций генераторов синтезатора  Sound Forge предназначен движок в поле Configuration (Конфигурация). Когда вы перемещаете этот движок, над ним меняются схемы соединения генераторов.

·         При помощи движка в поле Configuration (Конфигурация) выберите положение, когда генератор 2 находится над генератором 1 (Рис. 4). В поле Current operator (Текущий оператор) сразу появляется еще один активный переключатель.

Рис. 4.

·         Установите переключатель поля Current operator (Текущий оператор) в положение 2. Когда вы производите это действие, все поля диалога FM synthesis (FM синтезатор) начинают показывать параметры второго генератора.

·         В списке Operator shape (Форма оператора) выберите Sine (Синусоида). В поле Frequency (Частота) укажите частоту 1 Гц.

·         Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр). Вы услышите звук, немножко похожий на сирену скорой помощи.

·         Теперь в поле Frequency (Частота) укажите частоту 10 Гц и снова нажмите Preview (Предварительный просмотр). Звук приобретет «бьющийся» характер, чем-то похожий на шум вертолета.

·         Поэкспериментируйте с различными частотами и формами волны второго генератора.

Теперь перейдем к самому интересному - огибающим сигнала, при помощи которых можно создавать самые фантастические звуки. Огибающая,  как вы уже наверно знаете, - это кривая изменения амплитуды сигнала. У каждого генератора FM синтезатора может быть нарисована своя собственная огибающая, согласно которой он будет синтезировать звук. Сейчас мы сначала нарисуем огибающую для первого генератора, а затем - для второго, и посмотрим, что из этого получится.

·         Отключите второй генератор. Для этого верните движок в поле Configuration (Конфигурация) в крайнее левое положение.

·         В центре диалога FM synthesis (FM синтезатор) находится поле, в котором можно нарисовать произвольную огибающую, как это было описано в разделе Управление панорамой и громкостью воспроизведения. Расширение стереобазы. Нарисуйте линейное затухание сигнала от 100 до 0 % (прямую линию проходящую из левого верхнего в правый нижний угол поля).

·         Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр) и послушайте результат. Звук должен быть похож на электропиано.

·         Теперь включите второй генератор, модулирующий первый (его частота должна быть равна 10 Гц). Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр). Вы услышите затухающий «пружинный» звук.

·         Нарисуйте линейное нарастание амплитуды второго генератора (линию, проходящую из левого нижнего в правый верхний угол). Нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр) и послушайте, что получилось. Звук приобрел весьма своеобразный характер.

·         Теперь увеличьте длительность выходного сигнала в поле Total output waveform length (Полная длительность выходного сигнала) до трех секунд, для генераторов нарисуйте огибающие, показанные на Рис. 5, а в списке Operator shape (Форма оператора) укажите Square (Прямоугольная волна) для второго генератора. У вас должен получиться звук чем-то напоминающий тоновый набор телефона.

Рис. 5. Огибающие генераторов

·         Поменяйте в поле Frequency (Частота) частоту второго генератора с 10 Гц на 100 Гц. Послушайте, что получилось. Звук резко поменял свой тембр.

·         Поэкспериментируйте с разными частотами, формами волны и огибающими второго (модулирующего) генератора. Даже с двумя генераторами вы получите большое количество вариантов звучания.

Таким образом и происходит синтез звука по принципу частотной модуляции. Если вы к двум имеющимся генераторам добавите еще два, то сможете получать самые хитроумные звуки. А записав эти звуки в виде WAV файлов и загрузив в оперативную память семплера, вы получите отличный набор инструментов для создания спецэффектов и «потустороннего» саунда. Кстати говоря, в семплерах вы тоже можете модулировать что угодно и чем угодно. Поэтому навыки и знания, полученные на этой странице, могут вам пригодиться в дальнейшем.

Copyright (c) Music Studio, 2000