Intense Tech with Defence Mech

LSDj Wave Synth Deep Dive Part 1

Оригинальная статья на chiptuneswin.com

Привет, я Defense Mechanism! Добро пожаловать в первый выпуск Intense Tech, где мы будет подробно рассматривать особенности LSDJ, в духе Paul’s LSDJ Tech Talk. Моя цель - передать знания и мудрость следующему поколению чипмузыкантов, создав тем самым армию блипающих мастеров!

В этом первом уроке вы получите понимание синтезатора WAV-канала! В частности, работу таких параметров, как Signal, Filter, Volume, Q и Cutoff.

Синтезатор WAV-канала является одной из самых запутанных и, возможно, пугающих фишек LSDJ. Надеюсь, что после прохождения этого и следующего упражнений вы не только обнаружите, что им легко пользоваться, но и приобретёте чёткое представление, как он работает, поймёте, что это одна из самых мощных сторон LSDJ!

Я подробно рассмотрю каждый параметр, чтобы демистифицировать то, что на самом деле происходит. Но давайте сначала начнём с краткого обзора самого WAV-канала.

WAV-канал воспроизводит 4-битную волну из 32 точек, что может быть представлено 32 цифрами в 16-ричном формате 0-F, как видно на скриншоте ниже

Для нас это означает, что каждая точка может иметь значение только от 0 до 15 (от 0 до F в 16-ричном формате). В то время как распространённый сегодня 16-битный звук допускает 65 536 уровней громкости, 4-битная глубина геймбоя допускает всего 16! Может показаться, что этого мало, но этого хватает, и это придаёт WAV-каналу характерный скрипучий звук.

Давайте начнем с рассмотрения основных форм звуковых сигналов, показанных на этом рисунке из Википедии:

К концу этого урока вы поймете, как создать синусоидальную волну, но прежде я должен дать некоторую теорию, как создается музыкальная нота.

Звук создаётся вибрирующим воздухом. Каждая форма волна, представленная выше, показывает, как выглядели бы эти вибрации, если бы мы могли их видеть. Можно представить их себе, вообразив как динамик ходит туда-сюда при воспроизведении звука.

Синусоидальная волна - основная форма волны, содержит чистую основную частоту основной ноты. Другие же формы волн содержать другие обертоны (кратные основной частоте). Комбинируя разные обертоны в разных соотношениях, мы можем создавать сигналы с разным звучанием (это называется изменением тембра самого звука). Вы слышите разницу в тембре между нотой, сыгранной на скрипке, и нотой, сыгранной на флейте, и это разница является результатом смешения разных обертонов, которые воспроизводятся в вибрирующем воздухе.

Для примера обертона, если вы умножите частоту на 2, то получите ту же высоту звука, но на 1 октаву выше. При увелинии ещё на 1, вы создаёте следующий обертон.

Пример: A 220 Гц (LSDj A3) - фундаментальная, она же корневая нота
Наименования нот даны для версии LSDJ 6+, в версии 4 нужно добавить 1 октаву
A 220 Гц x 2 = 440 Гц (LSDj A4) - на 1 октаву выше (1-й обертон)
A 220 Гц x 3 = E 660 Гц (LSDj E4) - 1 октава + 1 5-я (2-й обертон)
A 220 Гц x 4 = A 880 Гц (LSDj A5) - на 2 октавы выше (3-й обертон)
A 220 Гц x 5 = C # 1100 Гц (LSDj C # 5) - 2 октавы + 1 major 3rd (4-й обертон)
A 220 Гц x 6 = E 1320 Гц (LSDj E5) - 2 октавы + 1 5-я (6-й обертон)

Первые 6 нот в гармоническом ряду А 220 Гц

Гармонический ряд ноты включает в себя корневую ноту и ноты, полученные умножением основной частоты на 2, 3, 4 и т.д.
Каждый множитель, кратный 2, представляет октаву основной частоту. Каждый множитель, кратный 3, представляет одну 5-ю выше основной частоты (кроме множителя 9 и его кратных, которые представляют major 10th)
Каждый множитель, кратный 5, представляет собой major 3rd над основной частотой.
Некоторые нечётный множители не соответствуют традиционным нотам. Так, множитель 7 - это не-в-тон minor 7th, а 11 - flat 5th.

По умолчанию в LSDJ установлена пилообразная пила, которая создаются, когда синусоидальные волны всех нот в гармоническом ряду объединяются вместе.

Один полный цикл пилообразной волны, генерируемой в Audacity

Один полный цикл пилообразной волны, генерируемой в LSDJ

Давайте послушаем аудиопример, где сначала идёт пила из Audacity, а потом из LSDJ.

Шаблон:Audio:http://chipwiki.ru/music/intensetechwithdefencemech/sawtooth.mp3

Сравнение волн

Небольшая разница есть, но в целом LSDJ-версия звучит высококачественно.

На экране синтезатора пила представлена как

Квадратная волна строится путем объединения синусоидальных колебаний гармонического ряда нечетных обертонов. Большинству из нас, вероятно, знаком чёткий писк прямоугольной волны, который получается в импульсных каналах, настроенных с рабочим циклом 50%.

Треугольная волна строится так же, как и квадратная, используя только нечетные гармоники, но чем тише они становятся, тем они становятся выше. Треугольная волна хорошо подходит для очень глубоких басов. Возможно, вы её знаете по треугольному каналу приставки NES.

Может показаться, что сделать синусоидальную волну в LSDJ невозможно, так как параметр "Signal" имеет всего 3 варианта, среди которых синус явно отсутствует. Однако каждая из этих форм волны построена из синусоидальной, и я могу показать вам, как извлечь синусиоиду из любого из этих вариантов.

Нам нужен параметр "Filter", который так удобно оказался следующим на экране синтезатора.

"Filter" имеет три параметра: Lowpass (Lowp), Highpass (Highp), Bandpass (Bandp) и Allpass (Allp).

Если вам знакомы традиционные фильтры с аналоговых синтезаторов или цифровых плагинов, то вы поймёте, что это. Если нет, то можете думать о фильтре в LSDJ, как о штуке, которая позволяет вам выбирать, какие гармоники в звуке вы хотели бы создать в результирующей форме волны. Частота, с которой работает фильтр, выбирается параметром "Cutoff".

При использовании Lowpass через фильтр "пропускаются" только низкие гармоники, до Cutoff, а это означает, что ваша основная частота является самым низким тоном, но можно расширится до высоких гармоник (теоретечиески в LSDj это до 15 обертонов). При Highpass через фильтр будут проходить только гармоники выше Cutoff, но можно расшириться до самых низких. При Bandpass через фильтр будет проходить только тот диапазон гармоник, что указан в Cutoff, а вот при Allpass будут проходить все гармоники, но фазы некоторых будут смещены в месте, обозначенном значением Cutoff, что приведёт к другому тембру.

Давайте перейдём от сухого объяснения к просмотру, что происходит, когда мы устанавливаем значение среза Cutoff нашего низкочастотного фильтра Lowpass равное 10. Так как это 0x10 (16 в шестнадцатеричном формате) из возможных 0xFF (255 в шестнадцатеричном формате), то фильтр установлен на пропуск самой низкой, фундаментальной, ноты в гармоническом ряду. Помните, что если вы хотите слышать только первую часть волны из синтезатора, установите Play на Manual на экране Wave Instrument.

Появляется дикая синусоида!

Мы можем видеть, что это выглядит немного раздавлено, так что давайте увеличим Q, также известный как резонанс. Этот параметр даст нам увеличение громкости в области, установленной фильтром, в то время как остальные гармоники останутся на том же уровне. Установим Q в 1, чтобы увеличить громкость фундаментальной ноты и посмотрим, что будет:

Получилось что-то между синусоидой и придавленным треугольником. Давайте уменьшим громкость до 08 и увеличим Q до 3. Параметр громкости регулирует общую громкость сигнала до прохода через фильтр и Q.

Теперь это похоже на синусоидальную волну! Не бойтесь экспериментировать с разными значениями Q, Cutoff и Volume и настраивать их по своему вкусу.

Проигрывание нот на низких октавах с этой формой волны даёт самый низкий, самый басовый звук, какой только можно получить на канале WAV. Он содержит наименьшее количество возможных обертонов, что делает его идеально подходящим для низких ударов и бочек. В самой идеальной ситуации синусоида вообще не содержит обертонов, только фундаментальную частоту, однако, поскольку битовая глубина WAV-канала даёт нам только 16 уровней громкости, мы можем лишь приблизительно приблизиться к синусоидальной волне, и некоторые обертноы проникают в звук.

Завершая урок, скажу, что каждое кратное 10 значение Cutoff фактически представляет собой 1 обертон гармонического ряда. Это становится ещё яснее, когда мы изменяем Lowpass на Bandpass и увеличиваем нашу громкость до 20. Обратите внимание, если вы установите Cutoff на 20, то услышите обертон на 1 октаву выше. Если установите Cutoff на 30, услышите обертон 1 октавы + одну 5-ю выше.

Поднимая Cutoff, вы можете поэкспериментировать с увеличением значения Q, чтобы ещё больше подчеркнуть выбранный обертон: чем выше Cutoff, тем меньше будет громкость результирующего обертона (это особенность того, как продуцируется пилообразный сигнал).

И помните, что если вы измените свою форму волны на квадрат или треугольник, то может показаться, что некоторые октавы или другие обертоны отсутствуют! Так происходит из-за того, что в этих сигналах меньше обертонов.

Cutoff на 20:

Шаблон:Audio:http://chipwiki.ru/music/intensetechwithdefencemech/cutoff20.mp3

Cutoff на 30:

Шаблон:Audio:http://chipwiki.ru/music/intensetechwithdefencemech/cutoff30.mp3

Cutoff на 40:

Шаблон:Audio:http://chipwiki.ru/music/intensetechwithdefencemech/cutoff40.mp3

Видите закономерность в результирующих формах волны, когда мы увеличиваем Cutoff? Запомните это, так как мы будет использовать её в следующем уроке!

LSDj Wave Synth Deep Dive Part 2

Оригинальная статья на chiptuneswin.com

Don’t Sleep on Z

Оригинальная статья на chiptuneswin.com