«И, конечно, „Ионика“»: кое-какие факты о синтезаторах

+7 926 604 54 63 address

Эту статью я хотел бы начать с того, что вы, скорее всего, неправильно понимаете, что имеется в виду под словом «синтезатор».

У вас наверно есть какая-то своя ассоциация с этим словом, но она с большой вероятностью будет радикально отличаться от личных ассоциаций музыкантов и композиторов, которые в своей деятельности использует синтезаторы.

Но в этом нет ничего страшного, поскольку очень много кому непонятно, что считать синтезатором. Настолько много кому, что последним фактом в данной статье будет именно оно: «непонятно, что вообще считать синтезатором». Не кому-то отдельному непонятно, а непонятно вообще. В принципе.

Разные грани этого тезиса вы будете познавать по мере чтения статьи, а заодно вам будет становиться всё понятнее, чем именно являются синтезаторы, и как всё это работает. И это всё для того, чтобы вы потом смогли в полной мере осознать, насколько же непонятно, что именно должно называться «синтезатором».

В общем, как видите, эта статья обещает снабдить вас всей полнотой противоречий.

Типы синтеза не встречаются в чистом виде

Для разминки, давайте начнём наш путь к противоречивым выводам с противоречивого частного случая: типы синтеза описаны и весьма часто упоминаются, но крайне тяжело отыскать хотя бы одну реализацию синтезатора, где имелся бы в отрыве от всего остального один единственный тип синтеза.

О да, я же ещё не сказал, что такое «синтез».

Тут всё просто. Слышимый нами звук — это волна. Что-то поколебало воздух вокруг себя, воздух передал колебания к нашему уху, чем поколебал барабанную перепонку, хитрая электромеханическая система в нашем ухе трактовала колебания перепонки и передала что-то в наше сознание.

Что-то, для описания чего слов у нас в языке, вообще говоря, довольно мало, но я попробую выкрутиться.

У колебания в ряде случаев есть «главная частота», по которой мы определяем «высоту звука». Определённое соотношение этих частот позволяет нам построить музыкальный ряд, используя разные ступени которого, мы можем исполнять музыку.

Однако, кроме «главной частоты», в звуке, как правило, есть ещё целый набор дополнительных, которые как раз и определяют характер этого звука. Его нюансы. Его лицо. Его оригинальность. Благодаря этому мы без проблем отличим одну и ту же ноту, сыгранную на фортепьяно, сыгранную на саксофоне и спетую вокалистом: мы будем понимать, что нота — одна и та же, но инструменты — разные.

Да чего там, мы даже двух вокалистов, спевших одну и ту же ноту, различим. А при некоторой тренировке и два рояля.

На дополнительных частотах дело не кончается. Есть ещё куча вещей, определяющих характер звука — например, скорость нарастания и убывания его громкости.

И, собственно, у каждого музыкального инструмента, да и вообще у любого издающего звук объекта, всё это своё. Поэтому мы различаем не только ноты, но и сами звуки.

И вот, казалось бы, есть столько предметов, которые звучат. Зачем нужен ещё один какой-то? Например, вот эта электрическая пищащая штука с клавишами от фортепьяно, которую большинство из вас скорее всего и отождествляют со словом «синтезатор»?

Ну, во-первых, это может быть интересно: приколись, у нас теперь есть электрическая схема, которая играет ноты.

Во-вторых, потенциально из этой штуки можно извлечь очень много разных звуков, причём можно управлять их характером закономерно, а не наугад.

В-третьих, таскать её с собой будет гораздо легче, чем весь оркестр или даже один только орга́н. Чего там, она даже легче, чем фортепьяно, и это будет очень удобно.

В-четвёртых, в перспективе она, наверное, будет стоить дешевле, чем зарплата тружеников оркестра за день.

И, что характерно, время показало, что во всех четырёх пунктах угадали. И удобно, и разнообразно, и относительно дёшево, и заодно приколись.

В общем, мы собираем простую электрическую схему, которая генерирует простую волну, которая аналогично колеблет динамик. Если теперь сделать что-то, что позволит менять частоту этой волны, в зависимости от нажатой клавиши, то вот он, электронный музыкальный инструмент.

звуковая волна
 

Электрическая схема, которая генерирует эту простейшую волну, называется «осциллятор».

Точнее, так называется схема, которая генерирует хоть какую-то более-менее простую волну. Ибо есть волны, которые по виду тоже простые, но другие, и звучат по-другому.

Звуковые волны
 

Представленные на данном рисунке волны звучат, чем правее, тем звонче́е. А всё потому, что у них, в отличие от наиболее простой волны — синусоиды, кроме главной частоты (которую тут можно буквально разглядеть глазами), есть ещё целая куча дополнительных. Которые звучат тише основной, но всё равно различимо. У самой правой, прямоугольной волны их больше всего, и они относительно громкие, чем и обуславливается звонкость её звучания.

Это уже даёт хоть какое-то разнообразие, однако хочется-то большего.

Большее же проистекает из того, что «осциллятором» вполне можно считать, что угодно, что генерирует какую угодно более-менее регулярную волну, обладающую заметной главной частотой. И базовой основой разнообразия звучания будет как раз разнообразие этих волн.

Весь вопрос, как это сделать.

Например, можно к одному осциллятору добавить второй. Который будет генерировать волну той же формы, но с вдвое большей частотой. И звучать всё это будет богаче.

А где второй осциллятор, там и третий.

В общем, мало-помалу мы получаем электронный орга́н, основными управляющими элементами которого как раз и являются рычажки для регулировки громкости этих дополнительных волн.

Рычажки
 

Такой тип синтеза звука называется «аддитивным», что подразумевает выстраивание характера звука путём добавления к нему всё новых и новых частот, имеющих ту или иную относительную громкость.

Но, с другой стороны, звук можно изменять, наоборот, убирая из него что-то там. Например, можно взять сигнал с кучей дополнительных частот, генерируемый, например, «прямоугольным» осциллятором, а потом «срезать фильтром» высокие частоты и получить более глухой звук.

Вы наверняка встречались с такой штукой, как эквалайзер. Он делает вот это самое: меняет громкость отдельных диапазонов частот. Если сдвинуть пару-тройку его самых правых ползунков в самый низ, то мы получим аналог фильтра низких частот (то есть такого фильтра, который оставляет только низкие частоты, убирая верхние).

Такого рода синтез называется «субтрактивным» («вычитательным»).

Ещё мы могли бы взять выдаваемую осциллятором волну и начать менять её частоту при помощи другого осциллятора, получив в результате из, например, двух синусоид что-то типа вот такого:

Частотная модуляция
 

Такой метод синтеза называется «частотная модуляция».

Есть ещё ряд методов, о которых речь пойдёт дальше, однако зададимся вопросом: а надо ли нам при синтезе ограничиваться одним только аддитивным или одним только субтрактивным методом? Не круче ли будет, если одновременно и складывать волны, генерируемые осцилляторами, и искажать результат разными фильтрами, и заодно ещё частотную модуляцию делать?

Внимание, спойлер: да, так будет круче.

Именно по этой причине крайне тяжело найти синтезатор, основанный только на одном типе синтеза. Более того, лично я подозреваю, что все эти «субтрактивный» и «аддитивный» используются исключительно потому, что звучат красиво и типа «научно».

На самом же деле следовало бы говорить…

Все синтезаторы состоят почти из одного и того же набора элементов

Ну, точнее, не совсем из одного и того же, а, скажем так, почти наверняка содержат некоторый набор одних и тех элементов. В дополнение к ним может иметься своя изюминка, а то и не одна, однако глупо было бы отказываться от того, что так хорошо работает.

Например, уже упоминалось изменение громкости звука от начала звучания ноты к её концу, как важный элемент характера звучания.

Так вот, без возможности это регулировать самый навороченный по частотам звук будет весьма раздражающим. В том стиле, который люди почему-то называют «компьютерным»: на одной и той же громкости от начала и до конца. И при этом конец такой, будто бы звук просто обрубили: звучал и мгновенно перестал.

Послушайте, например, рояль. После нажатия клавиши мы слышим результат удара молоточка по струне. Он довольно отрывистый и легко различимый на фоне звука непосредственного колебания струны.

Время, за которое звук нарастает для максимума, называется «атака» (attack), так вот, атака у звука рояля довольно быстрая, но если мы, например, начнём медленно вести смычком по струне скрипки, постепенно увеличивая скорость и нажим, то получим звук с медленной атакой.

Однако у рояля звук от удара молоточка довольно быстро стихает и дальше звучит уже сама колеблющаяся струна — пока клавиша не отпущена. Звук струны самой по себе тише, чем он был при ударе молоточка. Этот уровень называется «удержание» (sustain). То же время, за которое громкость упала от максимального уровня до уровня удержания, называется «задержка» (delay).

Может быть и вторая аналогичная пара «задержка — удержание» — чтобы, например, имитировать поведение того же рояля: после удара молоточком колебания струны потихоньку затухают, и звук становится всё тише, даже если клавиша всё ещё не отпущена. Правда, эту пару добавляют относительно редко.

Наконец, после отпускания клавиши, рояль не стихает мгновенно — небольшое время слышно что-то типа эха. Относительно быстрое, но не мгновенное затухание колебаний струны и остаточные вибрации соседних струн и корпуса. Чтобы это имитировать, добавляется ещё один параметр: «время освобождения» (release) — то время, за которое громкость звука плавно опускается до нуля, после того, как нота закончила звучать (например, после того, как клавишу синтезатора отпустили).

Все вместе эти параметры могут быть представлены при помощи кривой, которую часто называют «ADSR-кривая» или же «огибающая» (envelope).

envelope
 

В общем, если при помощи этих настроек менять громкость звука со временем, то даже звук простейшего осциллятора сразу же перестанет казаться таким плоским. Наиключевейшая вещь, иными словами.

Ну так и стоит ли от неё отказываться, ради сохранения чистоты «избранного типа синтеза»? Конечно, нет: при любом типе синтеза эта кривая будет очень даже в тему.

Кстати, обратите внимание, насколько всё это уже далеко от «бытового» восприятия синтезатора вида «на нём ведь как: нажал клавишу — играет, отпустил клавишу — не играет, не то, что рояль».

Таким образом, в каждом синтезаторе почти наверняка будет…

  1. Осциллятор. И скорее всего не один.
  2. Фильтр — как минимум, низких частот с возможностью усиления частот рядом с местом среза. Но, скорее всего, будут и другие фильтры — высоких частот, диапазона и т. п.
  3. Модуляция одних осцилляторов другими.
  4. ADSR-кривая, которой можно модулировать как минимум общую громкость звука во времени, но зачастую ещё и параметры фильтра, и многое другое.
  5. Особые осцилляторы с низкой частотой (как правило, находящейся вне слышимого диапазона и сравнимой скорее с частотой сердцебиения или шагов при ходьбе) — для всё тех же целей: модуляции параметров фильтра, громкости, частоты «главных» осцилляторов и т. п. В первую очередь для того, чтобы имитировать что-то типа вибрато (ритмичного раскачивания гитарной струны пальцем), тремоло (быстрое многократное повторение звука) и т. п., но и не только их.
  6. Генератор шума — как для модуляции вышеперечисленного, так и для дополнительной окраски звука «шуршанием».
  7. «Размножение» волн, генерируемых осцилляторами, с небольшим изменением частоты каждой из них и, возможно, некоторых других их модификаций, что создаёт эффект «хора» или «широты звучания».
  8. Реверберация, то есть имитация «эхо» от стен помещения, и многократное повторение звука с затуханием, подобное эху в горах.

В дополнение к этому, как уже говорилось, может присутствовать ещё ряд вещей, да и к этим есть некоторые оговорки, однако совершенно точно, сходств между синтезаторами гораздо больше, чем различий. Поэтому неверно было бы думать, что «у каждого синтезатора своё особое, ни на что не похожее устройство и своя особая логика».

Тем не менее, вполне возможно, что у вас где-то дома завалялся дешёвый, почти игрушечный синтезатор, и вы ринулись к нему, чтобы проверить наличие всего перечисленного, а потом с негодованием обнаружили, что ничего из перечисленного на нём нет, а есть только кнопочки с названиями «инструментов» и кнопочки для запуска автоматических аранжировок.

«Что за ерунда?! Ведь ты только что сказал, у всех же синтезаторов это есть?! Кругом обман! Или, быть может, та штука, которую все всегда называли «синтезатором» и не синтезатор вовсе?»

Сейчас разберёмся.

В синтезаторах есть пресеты

Легко догадаться, что на тех синтезаторах с множеством настроек, о которых всё это время шла речь, должна быть тьма-тьмущая всяких ручек и кнопочек, при помощи которых можно накрутить себе звук. Но что делать, если потом захочется накрутить ещё один звук? Как сохранить при этом первый?

Ну, сначала было — никак. Единственный вариант: тщательно записать положение всех ручек, а потом, когда этот звук снова понадобится, это положение повторно воспроизвести. Люди реально записывали всё это в тетрадочки и даже давали друг другу списать настройки.

Однако, конечно, это всё долго, неудобно и чревато. Поэтому, как только в синтезаторы стали встраиваться процессоры, тут же встал вопрос о том, что нехило было бы сохранять настройки где-то в памяти. И такое, разумеется, было реализовано, поскольку этого хотели не только лишь все, а вообще каждый.

Эти параметры, называемые «пресетами» (предустановками), сохранялись в память синтезатора, на дискеты (а потом и на флешки) или же вообще передавались в подключённый к синтезатору компьютер, что сильно упрощало и переключение настроек, и обмен пресетами. Сейчас для всех более-менее популярных синтезаторов есть целые веб-сообщества, где люди ими обмениваются, а ранее для этих целей использовались специализированные бумажные журналы.

Через некоторое время к этому добавились ещё и самокрутящиеся ручки и ползунки, которые при загрузке сохранённых параметров устанавливались в соответствующие им положения, что сильно упрощало последующую модификацию пресетов. Да и исполнять что-то на синтезаторе, одновременно с нажатием на клавиши двигая ползунки для изменения характера звука, гораздо проще, если они установлены в те позиции, которые соответствуют текущим параметрам, а не где попало. Прогресс.

Так вот, если вы вдруг не обнаружили вышеупомянутых ручек с параметрами на своём синтезаторе, то они там всё равно незримо есть. Просто разработчик не дал вам возможности их крутить, ошибочно считая, что покупатель сего слишком слаб интеллектом, чтобы со всем этим разобраться. Вместо этого, он ограничил вас набором встроенных пресетов, дав вам возможность переключаться между ними, довольствуясь теми настройками, которые накрутили сами специалисты, без возможности хоть что-то в них поменять.

Но сам звук, соответствующий пресетам, с большой вероятностью формируется схемой, содержащей всё вышеупомянутое. Правда, судя по качеству этих звуков, в ряде случаев там использован самый простой набор для синтеза без изысков, да и накручено разработчиками оно как-то без огонька. Бывают, конечно, счастливые исключения, но в среднем…

Вот это, кстати, — низкое качество и примитивность звука «синтезаторов-самоиграек» — сослужили им плохую службу, заставив широкие массы считать синтезаторы «чем-то примитивным», «подходящим только для тех случаев, когда нет другого выхода».

То ли дело настоящие, классические инструменты — фортепьяно, гитара, скрипка. Разве же сравнится с их богатством звучания какой-то там синтезатор?

Вы не поверите…

Синтезаторы идеально имитируют реальные инструменты

Звук синтезатора с самого начала пленил широкие массы тем, что был ни на что не похож. Он был своим собственным, а потому загадочным.

Это достигалось при помощи весьма простых волн. Чего тут, казалось бы, особого, чтобы плениться?

Но дело в том, что столь простые волны в природе как раз довольно сложно получить. Реальные объекты генерируют довольно сложные волны, поэтому в простоте, с одной стороны, была новизна и свежесть, звуки будущего, космос, всё такое, но, с другой стороны, оно же и стало особого рода вызовом.

При помощи комбинации фильтров, модуляций, добавления частот и всего прочего действительно возможно накрутить ни на что не похожий звук. Но можно ли накрутить звук, на что-то похожий?

Ведь было бы так удобно: у вас нет под рукой струнного оркестра, но есть парень с синтезатором, который на нём сымитирует оркестр для аранжировки вашей песни.

Естественно, что-то отдалённо похожее накрутить удалось довольно быстро, но оно оказывалось всего лишь отдалённо похожим. Когда оно звучало на фоне, то за оркестр или там, флейту, более-менее сходило, но вот в виде соло, в виде «главного инструмента» разница оказывалась слишком заметной.

По этому поводу были интересные гипотезы. Например, что при помощи «частотной модуляции по цепочке», — то есть, когда один осциллятор модулируется вторым осциллятором, а тот, в свою очередь, модулируется третьим осциллятором и заодно четвёртым, — можно изобразить вообще любой звук.

Быть может, и правда можно, только никто так до сих пор и не знает, как подбирать всё это для каждого конкретного случая, кроме как методом научного тыка.

В принципе, один из первых синтезаторов — Moog Modular — уже позволял воплотить такую «цепочечную модуляцию», и под это дело впоследствии были даже разработаны особые синтезаторы (например, Yamaha DX7), однако, несмотря на всё богатство получаемых таким методом необычных звуков, живые инструменты никак не поддавались в плане достижения полного сходства. Разве что звук колоколов и колокольчиков был довольно быстро воспроизведён при помощи частотной модуляции.

Аналоговый синтезатор Minimoog в витрине музыкального магазина в Париже, Франция
Аналоговый синтезатор Minimoog в витрине музыкального магазина в Париже, Франция.

И в какой-то момент возникла идея: нам ведь не обязательно использовать осциллятор для генерации «исходной» волны. В качестве оной мы можем взять запись живого инструмента. Уж запись-то инструмента точно будет звучать очень похоже на сам инструмент.

Один из первых девайсов, реализующих данный подход — Меллотрон — буквально так и делал. В нём каждая клавиша просто запускала плёнку с записью какого-то реального инструмента или целой группы инструментов, играющих ноту, соответствующую клавише. Плёнки можно было менять, однако процесс этот был долгим, а сам инструмент, не говоря уже про «библиотеку звуков» к нему, очень тяжёлым.

Однако его звучание, хоть и сильно уступающее в большинстве случаев оркестру, столь полюбилось слушателям, что этот инструмент или его имитации используют до сих пор.

Но, конечно, более общим подходом был вариант без плёнок. В память компьютера, сопряжённого с синтезатором, помещался заранее записанный звук — сэмпл — с известной «главной» частотой. Математическим преобразованием частоты этого звука можно было смещать к частотам какой-то другой ноты, в зависимости от нажатой клавиши. Кроме того, сам звук разрезался на «вступление», «окончание» и «центральную часть», которая повторялась, пока музыкант держит клавишу.

Кстати, это — альтернативный вариант устройства вашего «игрушечного синтезатора», лишённого настроечных ручек и ползунков.

Таким образом, как и в случае с Меллотроном, можно было при помощи синтезатора играть за реальные инструменты. Да и не за инструменты тоже — любой звук вполне подходил для использования в качестве «первичной волны».

Но всё равно оставались проблемы.

Во-первых, чем дальше отстояла записанная нота от исполняемой, тем сильнее отличался звук синтезатора от звука оригинального инструмента.

Во-вторых, у реального, например, рояля звук сильно нажатой клавиши отличается от звука слабо нажатой клавиши не только громкостью. У них ещё заметно разный характер. В синтезаторе же этот эффект отсутствовал.

Однако рост памяти и мощности процессоров позволил решить проблему брутфорсом: вместо одного звука одной клавиши записывались звуки каждой клавиши по отдельности, причём не только каждой клавиши, но и каждой клавиши, нажатой с разной силой.

После этого для ряда целого инструментов — в частности, для рояля — стало фактически невозможно отличить настоящий инструмент от синтезированного.

Следующим этапом брутфорса стала запись не только силы исполнения, но и его характера. Что не особо актуально для рояля, но актуально для духовых и струнных.

На этом этапе отдельные инструменты всё ещё не поддавались. Но дело всё-таки кончилось тем, что за компанию с силой и характером взятия ноты стали записываться ещё и все приёмы исполнения, которые только можно придумать: виолончелист вот так-то поскрёб смычком по струнам, вот так-то по ним постучал, вот так-то прижал струну и т. п.

Ну а для гитары при этом подходе можно записать не только звучание струн по отдельности, но и звучание аккордов, звук удара ладонью по струнам, звук глушения струн, удар пальцами по деке, характерный скрип пальца по обмотке струны и т. п.

В общем, к настоящему моменту таким способом засэмплировано уже практически всё, причём особо популярные инструменты ещё и не по одному разу. И, таки да, друзья мои, очень часто то, про что вы уверенно думаете, что это — живой инструмент, на самом деле является синтезатором.

Но мало того, параллельно сэмплированию стал развиваться синтез на основе физических моделей инструмента. Раньше такое было проделать довольно тяжело, поскольку аналитические решения связанных со всем этим дифференциальных уравнений неизвестны, а за долю секунды после нажатия клавиши численно их решать никакой компьютер не успевал, но сейчас процессоры уже быстрые, да и алгоритмы численных решений тоже изрядно подразвились, а потому оно стало возможным.

В результате, такой «физический» синтезатор не требует многих гигабайтов сэмплов и при этом имеет возможность не только воспроизводить записанный звук, но и моделировать «отклик» всего инструмента на сочетание нот. Что, с одной стороны, ещё сильнее повышает реалистичность звучания (о да, с идеальной — ещё выше), а с другой стороны, позволяет виртуально создавать несуществующие в реальности разновидности (рояль, величиной с дом, стеклянное фортепьяно и т. п.).

Правда ли оно всё уже настолько реально?

Ну, по этому поводу есть поучительная история.

Один из первых синтезаторов — электрический орга́н Хаммонда — составил серьёзную конкуренцию производителям «натуральных» орга́нов.

Дело в том, что орган — очень крупный инструмент, состоящий из множества довольно громоздких деталей, а потому и сто́ит он очень много. Электрический же орган получился довольно компактным по сравнению с настоящим, и относительно него очень дешёвым.

Само собой, довольно многие церкви и концертные залы быстро прикинули что к чему и вместо настоящих органов стали закупать электрические.

Что же делать?

Для решения проблемы потери барышей нескольких производителей органов решили подать в Торговую комиссию США жалобу на фирму Хаммонда — за то, что её продукт называется «органом», хотя им не является. Обман покупателей, всё такое.

Но на свою беду, на вопрос комиссии «какие же, по-вашему, критерии принадлежности к органам?» они ответили «конечно же, звучание инструмента». Разумеется, по их расчётам сходство звучания должна была определять не сама Торговая комиссия, а специальные эксперты. Любезно предоставленные этими же самыми производителями органов. Кои, разумеется, в один голос заявили бы, что звучание электрического органа лишь отдалённо напоминает звучание реального.

Однако (видимо, с подачи адвокатов фирмы Хаммонда) эксперимент был обставлен иначе. В одном и том же зале были установлены электрический и обычный орган, динамики электрического были помещены между труб обычного, а в зале собрались две группы — из студентов и из музыкантов, которые должны были на слух определять, какой инструмент сейчас играет, не имея возможности увидеть это глазами.

По результатам количество верных угадываний в обеих группах оказалось порядка ½, что однозначно указывало на идентичность звучания — по крайней мере, для человеческих ушей. И в результате, электрический орган был закономерно признан именно органом.

Собственно, примерно таким же способом любой желающий может проверить и современные синтезаторные имитации скрипок, гитар, роялей, духовых инструментов и т. п., убедившись, что для его ушей они правда идентичны натуральным.

Правда, то, что идентично по звучанию, совершенно не обязательно идентично по способу исполнения.

Или нет?

Клавиатуры синтезаторов в среднем лучше, чем клавиатуры пианино

Прежде чем перейти к совсем неожиданному, давайте сначала поговорим об ожидаемом. Точнее, о неожиданном среди ожидаемого.

Синтезаторы в первую очередь ассоциируются с наличием у них клавиатуры, про которую изрядная часть людей уверена, что «она только выглядит, как у пианино, а на самом деле почти как у компьютера».

То есть вышеупомянутое: «нажал — играет, отпустил — не играет».

Правда, теперь вы уже в курсе существования ADSR-кривой, поэтому не всё столь плачевно, но всё равно ведь оно — наверняка «пластмасса». Клавиша просто замыкает контакт, который является сигналом для воспроизведения ноты, разве нет?

Ну, в самых примитивных моделях, да.

Однако в современности редко какая клавиатура синтезатора работает столь примитивно. Как минимум, она должна считывать силу нажатия и передавать её непосредственно синтезатору, а это уже не «просто замыкает контакт».

Одновременно с тем, если клавиша будет иметь слишком лёгкий ход, то на практике будет очень тяжело управлять силой нажатия. Иными словами, клавиша должна «сопротивляться». Причём сопротивляться предсказуемым и интуитивно понятным способом, для чего «сопротивляющуюся систему» стараются приблизить к тактильным ощущениям от клавиатуры тех самых роялей.

Наконец, для совсем уж близкого сходства, некоторые клавиатуры воспроизводят в себе схожий с роялем механизм. К клавишам рояля через нетривиальную систему рычагов подключён молоточек, которому передаётся механическое усилие нажатия на клавиши, разгоняющее молоточек, в результате чего он и бьёт по струне. Так вот, в некоторые клавиатуры встраивается аналогичный молоточек. У которого система рычагов несколько более тривиальная, однако тактильные ощущения всё равно примерно те же, что и при игре на рояле: так же ощущается сопротивление механизма, а потом ещё и удар молоточка. И при обратном ходе клавиши пружинят аналогично рояльным.

При этом за счёт более простой системы и отсутствия струн, в этой схеме менее вероятно что-то из этого приходит в негодность или где-то застревает, что, согласитесь, неплохой бонус.

Не говоря уже о том, что, в отличие от обычного рояля, вам никогда не придётся настраивать синтезаторный — в нём нет струн, а потому нечему растянуться и расстроиться.

Это поразительно, однако при всём при этом мнение «это всё не то — так играть не научишься» до сих пор имеет значительное распространение. Я даже встречал изрядное количество преподавателей игры на фортепьяно, не представляющих, как именно сейчас устроены клавиатуры синтезаторов и каких высот правдоподобности достиг синтез, а потому настаивающих на том, что учиться надо исключительно на настоящем фортепьяно, которое займёт полкомнаты и будет доводить соседей до белого каления.

Однако давайте вспомним прецедент с электрическим органом Хаммонда. «Электронный рояль» звучит неотличимо от обычного рояля и клавиши электронного рояля нажимаются точно так же, как у обычного. То есть, фактически, это — тоже рояль. Сделанный иным способом, но по своим характеристикам как минимум ничем не хуже (а реально даже лучше, поскольку не требует настройки, но зато позволяет варьировать характер звука в довольно широких пределах).

Ну ладно, с клавишными инструментами понятно, а как быть с другими?

Примерно вот так.

На синтезаторах можно играть не только при помощи клавиатуры

Да, действительно, обычный рояль имеет клавиатуру, но дело так, и правда, обстоит далеко не со всеми инструментами.

В духовые инструменты, например, как нам намекает их название, музыканты дуют. И хотя на них тоже зачастую есть некие «клавиши» (обычно это — кнопки, тем или иным способом открывающие клапаны над отверстиями), совершенно точно в их случае на характере их звука сильно сказывается то, как именно в них дует музыкант в каждый момент времени.

Каким же тогда образом имитировать духовой инструмент во всей его полноте при помощи синтезатора?

Тут есть несколько подходов, один из которых — сделать команды и соответствующие им кнопки, переключающие характер звука.

Об этом уже шла речь ранее, когда речь шла про «сэмплерную имитацию»: засэмплируем все возможные приёмы исполнения и во время игры будем переключаться между ними при помощи специальных кнопок.

Так действительно делают, и это правда работает, однако это всё-таки ещё не полный охват возможностей. Ведь переключение режимов оказывается довольно «дискретным»: предыдущая нота игралась с одним «характером», а следующая — уже с другим.

Переход можно попытаться сгладить при помощи каких-то алгоритмических решений, однако и это всё-таки не охватит полного множества случаев. Ведь, во-первых, музыкант, скажем, может тянуть одну и ту же ноту, но в это время менять её характер, а во-вторых, между двумя крайними состояниями характеров имеется много промежуточных.

Это побуждает использовать вместо кнопки некий ползунок, позволяющий плавно менять один из параметров звучания.

Собственно, такие ползунки часто применяются и при использовании звуков, которые не похожи на звук реального инструмента — можно, например, прямо во время исполнения менять глубину модуляции, частоту среза фильтра или что-то ещё, что меняет характер звука, добавляя в музыку дополнительные краски и спецэффекты.

Правда, в случае с имитацией реальных инструментов тут есть нюансы: это хорошо работает в том случае, когда имитация делается не сэмплами, а физическим моделированием — таким образом проще обеспечить правдоподобный плавный переход между характерами, а при использовании сэмплов придётся изощряться со сглаживанием перехода от одного сэмпла к другому. Впрочем, это оказалось решаемым.

Более заметна вторая проблема: дыханием человек всё-таки управляет не так, как пальцами. И вещи, интуитивно понятные в случае с дыханием, вовсе не так очевидны при управлении аналогичными характеристиками при помощи ползунка.

Кроме того, ползунок двигается рукой, что её с неизбежностью исключает из исполнения нот, тогда как при управлении при помощи дыхания обе руки остаются свободны.

И вот тут появляется замечательная идея: а чего бы нам не сделать девайс, который будет «считывать» дыхание музыканта и транслировать его в команды, изменяющие характер звука?

Такие девайсы действительно есть и действительно используются.

Духовой контроллер

Причём особый цимес тут заключается в том, что девайс — универсален. Вы не обязаны использовать его исключительно при игре на виртуальных духовых инструментах — с тем же успехом он может помогать в игре, например, на виртуальной виолончели. Или, как вариант, таким способом можно управлять каким-то из параметров синтезированного звука, не претендующего на сходство с каким-то реальным инструментом.

Кстати, в роли контроллера дыхания, вообще говоря, может выступать обычный микрофон — если получаемый из него звук анализировать специальным софтом. И такой софт тоже уже есть.

Наряду с «контроллером дыхания» существуют и другие варианты, — один из которых можно посмотреть в том же видео с виолончелью. В данном случае используется контроллер, не связанный напрямую с музыкой, а просто считывающий положение руки в пространстве, кое потом конвертируется в изменение какого-то из параметров синтеза.

Вообще говоря, при желании с аналогичными целями можно использовать практически любой контроллер для компьютера: джойстик, kinect, игровые педали, да и хоть даже игровой руль — был бы только софт для трансформации получаемых с контроллера данных в команды изменения параметров синтезатора.

Но дальше — больше. Мы можем распознать, например, звук гитары и тоже превратить его в команды управления синтезатором. Особенно если добавить на лады какие-то сенсоры, считывающие положение пальцев — для большей точности распознавания нот. В этом случае нота будет определяться сенсором, а колебания струн будут определять характер звучания. Таким образом можно не только сыграть на гитаре при помощи фортепьянных клавиш или на виолончели при помощи фортепьянных клавиш и дыхания, но и на саксофоне при помощи гитары.

Кто-то может спросить, — «но зачем»? И ответом тут будет: «так универсальнее». Далеко не каждый хороший гитарист одновременно является и мастером игры на саксофоне. Однако, вооружившись подобным синтезатором, он вполне способен исполнить партию саксофона самолично — на концерте или для студийной записи.

Да и держать у себя дома сотни разных инструментов далеко не каждый может себе позволить. Но вот использовать какой-то из них в своей песне при этом вполне может захотеться. Или даже не инструмент, а целый оркестр.

Фактически, таким образом, «синтезатор» распадается на средство синтеза звука (непосредственно, электросхемы или программы, создающие звук) и средство «ввода» этого звука — клавиши, гитара, контроллер дыхания и т. п.

Однако кроме всех этих вариантов…

Синтезатор может вообще не иметь средств ввода

Конечно, не вообще совсем не иметь, а просто не иметь средств ввода, при помощи которых можно исполнять музыку вживую.

Например, за средство ввода всех нюансов исполнения синтезаторной музыки может сойти обычная компьютерная мышка. Оной действительно вряд ли удастся полноценно играть в реальном времени — ведь даже на клавиши нарисованной на экране клавиатуры с её помощью не получится достаточно быстро нажимать, однако для создания музыки совершенно не обязательно исполнять её вживую целиком от и до всеми инструментами разом.

В конце концов, даже при студийной записи живых инструментов редко когда полный состав музыкантов целиком исполняет произведение от начала и до конца. Обычно музыканты играют каждый по отдельности и по многу раз, а потом финальные партии склеиваются из отдельных фрагментов, сыгранных во время множества дублей, и микшируются между собой.

Это можно назвать «читерством», однако для слушателя обычно лучше получить на выходе, не песню, сыгранную всеми вместе за один раз «без жульничества», а исполненную без ошибок: ведь проскочившую во время концерта ошибку исполнения вы можете и не заметить, но песня с альбома, возможно, будет вами прослушана сотни раз, и за это время все имеющиеся там косяки выплывут и начнут вас раздражать. А за один проход полным составом записать всё без ошибок весьма тяжело.

Кроме того, даже при исполнении без ошибок бывают более и менее удачные исполнения каждого из фрагментов композиции. И на разных дублях удачными могут получиться разные фрагменты. Если же склеить наиболее удачные фрагменты разных дублей, то в результате все фрагменты композиции окажутся наиболее удачными.

А если вдобавок возможно не только сыграть много дублей, но и постфактум поправить мелкие ошибки в них, то результат оказывается одновременно и лучше, и проще в достижении.

И тут как раз синтезаторы — в том числе, имитирующие реальные инструменты — оказываются очень в тему. Ведь сыгранное на них и резать на фрагменты проще, и править постфактум, и постфактум менять не просто характер звучания виртуального инструмента, а даже сам инструмент. А ещё сыгранное на синтезаторе можно ускорить и замедлить без малейших потерь в качестве звука.

В результате, если компьютеры сейчас позволяют иметь полноценную «музыкальную студию» на дому, чем пользуются очень многие музыканты и композиторы, то синтезаторы при этом позволяют иметь студию на дому, вообще не имея в своём распоряжении музыкальных инструментов, кроме выполняющего эту роль компьютера с установленными на нём программными синтезаторами.

Партию каждого из синтезированных инструментов композитор может просто набрать вручную нота за нотой и вручную же набрать все нужные изменения параметров звучания — характера звука, его громкости и т. п.

Процесс сочинения композиции, таким образом, становится неотделим от производства самого звукового трека. Если раньше композитор, сочиняя своё произведение, пробовал какие-то короткие фрагменты на фортепьяно, выбирал из них наилучшие варианты, записывал их в виде нот, потом нёс всю пачку нот для всех инструментов к знакомым музыкантам или в редакцию для публикации, и только в самом конце, после многократных репетиций музыкантов, располагающих нотами, сочинённая композиция наконец-то звучала целиком, то сейчас композитор, вообще говоря, записывая «ноты», вполне способен создавать одновременно с этим и само финальное звучание композиции.

Ему, вообще говоря, даже репетировать её исполнение теперь не обязательно — достаточно просто написать «синтезаторные ноты».

А кстати, как выглядят эти самые ноты для синтезаторов?

Благодаря синтезаторам появилась полная нотная запись

Возможно, вам попадались файлы с расширением «mid». И вы их, возможно, запускали. При запуске слышалось что-то типа демоверсии знакомой мелодии, исполненной на убогом игрушечном синтезаторе, а потому вы недоумевали, кому такое вообще может понадобиться и, тем более, понравиться.

Ирония в том, что наиболее вероятный для неискушённых способ использования этих файлов: двойной клик и воспроизведение виндовым плеером, — является использованием их совершенно не по назначению.

Звук такой убогий, поскольку для вас правда играется демоверсия композиции, и правда очень убогим синтезатором, по умолчанию встроенным в Windows и другие операционные системы.

На самом деле, в midi-файле вообще нет звука. И потому иногда встречающиеся термины MIDI-музыка или MIDI-звук не имеют никакого смысла.

MIDI — это формат передачи данных об исполнении музыки. Аналог нотной записи.

Причём сильно продвинутый по сравнению с традиционным на данный момент вариантом записи нот на бумаге.

В традиционном варианте фактически указывается, какую ноту в какой момент играть. Плюс ещё могут быть некоторые значки, указывающие на то, что вот тут нужен акцент на ноте, вот тут должно быть вибрато, а вот тут надо подтянуть струну гитары вверх.

По этим данным, конечно, можно восстановить что-то похожее на задуманное композитором, но изрядная часть информации там опущена. В чём выражается «акцент», который имел в виду композитор? Просто сыграть громче? А насколько громче? Или, быть может, надо не только громче, но ещё и с форсированием? Да, и для этого тоже в нотах может быть особый значок, но и он весьма неточен по своему содержанию.

Ну и так далее. Когда именно следует ровно звучащую ноту превращать в вибрирующую? Как сильно вибрировать? С какой частотой?

Вдобавок ко всему, человек не способен взять ноту ровно в указанный момент — он берёт её приблизительно в тот момент, а не ровно в тот.

Иными словами, традиционная нотная запись — очень приблизительная.

Но в те времена, когда эта запись зарождалась, собственно, и не было иных возможностей. Если описать все параметры каждой ноты во всех деталях, то каждое произведение, будучи записанным в нотах, займёт целую книжную полку, если не целый книжный шкаф. Да и как эти параметры точно измерить, чтобы потом записать в нотах? Как потом убедиться, что исполнитель трактует их точно так же? Как исполнитель будет успевать всё это прочитывать во время исполнения?

В общем, в те времена нотная запись с неизбежностью могла быть лишь весьма приблизительной, хотя многие не очень знакомые с музыкой люди ошибочно думают, будто «это ж академическая музыка: там всё точно — не то, что у этих волосатых».

Ирония же состоит в том, что у многих из этих волосатых «нотная» запись как раз гораздо точнее, поскольку с появлением электронных инструментов появилась и возможность считывать все параметры исполнения этой самой электроникой, ей же их куда-то передавать или куда-то записывать, а потом электроникой же расшифровывать эту запись для исполнения электроникой же.

MIDI-протокол как раз и описывает один из наиболее распространённых способов записи и передачи всех нюансов исполнения.

Не вдаваясь в технические детали, этот протокол можно описать так.

Каждая его «строка» — это сочетание относительного времени, прошедшего с начала воспроизведения или начала записи композиции, и некоторого события. Событием может быть, например, «нажата такая-то клавиша с такой-то силой». Или «такая-то клавиша отпущена». Или «такой-то ползунок передвинут в такую-то позицию».

Таким образом, все нажатия и отжатия клавиш, все движения ползунков, все дополнительные эффекты, подобные дутью в котроллер дыхания, превращаются в точные численные параметры, привязанные к точному относительному времени.

Кроме того, у каждого события ещё есть идентификатор логического канала, поскольку MIDI-протокол поддерживает запись исполнения сразу на многих инструментах, для чего каждый из которых ассоциирован со своим каналом, чтобы потом можно было различить какое событие к какому инструменту относится.

И всё это может, например, записываться в файл. С целью воспроизвести потом все нюансы исполнения уже без участия исполнителя.

Или напрямую передаваться, например, с клавиатуры, на которой исполняется произведение, в модуль синтеза звука, «на лету» превращающий поступившую информацию об исполнении в соответствующий ей звук.

Правда, тут есть нюанс: о самом звуке во всём этом информации по-прежнему нет — только информация об исполнении, без какой-либо трактовки — лишь с небольшими намёками на неё. И, таким образом, принявшая эту информацию система синтеза не располагает точными данными, как именно превратить исполнение в звук.

Чем, в частности, и обуславливается «игрушечность» звучания midi-файлов в виндовом плеере.

По умолчанию в Windows встроен очень простой сэмплерный синтезатор. Там нет всего того богатства и разнообразия, о которых ранее шла речь — сэмпла каждой ноты с каждой силой нажатия, сэмплов для разных вариантов звукоизвлечения, внятной реакции на львиную долю других параметров исполнения и почти всего остального. Фактически, в этом синтезаторе имеется по несколько звуков для 255-и инструментов, большинство из которых получены даже не при помощи записи реальных инструментов, а довольно примитивными способами синтезированы «чтобы было хоть немного похоже». Преобразованием частот эти звуки подгоняются к нужной ноте, да и реакция на силу нажатия, аналогично, сводится лишь к изменению их громкости.

И этого всего в результате достаточно лишь для того, чтобы дать послушать убогую демоверсию композиции.

Правда, существует возможность подменить файл «звукового шрифта» этого встроенного синтезатора на гораздо более детальные, что может заметно улучшить звучание midi-файла в плеере ценой места на диске — вплоть до нескольких гигабайт. Хотя полностью убрать «игрушечность» из звучания таким способом не удастся.

Однако если сопоставить всё это с полноценными синтезаторами, то ровно тот же самый файл вполне может дать вам результат, неотличимый от игры реального оркестра или рок-группы.

Правда, для того, чтобы это полностью совпадало с задумкой автора, кроме файла с нюансами исполнения, он должен передать вам ещё и полную информацию о том, как сопоставлять исполнение с формированием звука: каким именно синтезатором с какими именно настройками должен играться каждый канал. Как именно должны трактоваться события: в частности, к каким конкретно «ручкам и ползункам» синтезатора должны быть привязаны те физический ручки и ползунки, которые двигал исполнитель во время записи исполнения.

И вот тогда результаты его исполнения на вашей системе будут звучать точно так же, как звучали у него.

Впрочем, как уже говорилось, для формирования midi-файла не обязательно использовать физическое средства ввода (синтезаторную клавиатуру и т. п.) — всё это можно просто набрать в музыкальном редакторе. В том числе, в виде «классической нотной записи», которая, правда, в большинстве случаев на выходе даст не особо интересное звучание, ибо компьютер, в отличие от музыканта, не так хорошо умеет «додумывать», как именно это должно звучать, а потому нюансы звучания, задаваемые через изменение параметров во времени, тоже желательно проставить — но теперь уже не «классическими» нотами, а, скажем так, виртуальными ползунками.

Правда, и в плане «угадать, как надо, если не проставлено» сейчас тоже имеются заметные подвижки. Частично встроенные в сами синтезаторы, а частично присутствующие в DAW — цифровых звуковых рабочих станциях, то есть программах, сочетающих в себе возможности редактирования нот, привязки исполнения к синтезаторам, записи аудио, микширования и накладывания дополнительных эффектов.

Не исключено, через довольно небольшое время компьютеры будут хорошо угадывать нюансы исполнения по довольно скудной информации, подобной «традиционной» нотной записи. Однако насколько хорошо звучит музыка, набранная мышкой, сейчас?

Синтезаторы умеют маскировать свою природу

Музыке, сделанной при помощи синтезаторов, часто ставят в вину её «механистичность». И за этой общей формулировкой стоит множество вариантов того, что под этим имеется в виду.

Например, как говорилось чуть выше, зачастую за «синтезаторную музыку» принимается что-то типа «демоверсии», порождённой превратным использованием midi-файлов или же употреблением для записи музыки иных примитивных синтезаторов, в то время как то, что сделано правильными методами на продвинутых синтезаторах вообще не распознаётся, как «синтезаторная музыка», и ошибочно считается исполненным оркестром, живым роялем или безвестными народными инструментами. То есть мы сначала назвали «синтезаторной» хреново сделанную музыку, а потом из этого сделали вывод, что «синтезаторная музыка» как-то хреново звучит. Отличный ход!

В других случаях на восприятие оказывает влияние предрассудок, что-де «то, что сделано на электрической основе, всегда будет звучать по-электрически». А потому «никакая электронная имитация рояля в принципе не сможет сравниться с настоящим роялем по духовности звучания».

Однако если электрический инструмент по звучанию неотличим от рояля, что мы можем даже проверить на экспериментах, а способ исполнения на нём тоже идентичен исполнению на рояле, то странно было бы считать, что результат будет принципиально отличаться. Таким образом, тут просто постулируется, что «электрический рояль не может». Постулируется безо всякой проверки.

Но со всем этим мы более-менее разобрались в предыдущих разделах. Для данного же раздела остаётся ещё один важный нюанс, который можно было бы выразить парадоксальной фразой «идеальное неидеально».

Дело в том, что синусоида является «идеальной нотой» — нотой в чистом виде, без примесей. Но нам, людям, как правило, не нравится звучание синусоиды. И потому даже первые синтезаторы уже пытались не приблизить свой сигнал к синусоиде ещё сильнее (например, уменьшив неизбежные в электрических сетях искажения и уровень шума), а напротив, предоставить как можно больше средств ухода от синусоиды: возможность добавить к ней дополнительных частот, заставить её изменяться со временем и так далее.

Абсолютно ровный и чистый синусоидальный сигнал кажется нам слишком скучным. И одновременно с тем «не живым» — ведь в природе такие не встречаются.

Однако так дело обстоит не только со звуком, который приобретает характер как раз благодаря искажениям и изменениям во времени, а ещё и непосредственно с исполнением.

Ведь когда человек играет на синтезированном рояле, то это всё ещё играет человек. Который не способен нажимать клавиши в нужный момент с точностью до сотых долей секунды, и не способен же нажимать их с совершенно одинаковой силой.

Человек может не отдавать себе в этом отчёта, однако он опознаёт «живость» музыки именно по её неидеальностям. Если музыканты будут слишком сильно мазать мимо ритма, то исполнение будет казаться нам плохим. Но и если бы эти музыканты каким-то чудом начали попадать в ритм абсолютно точно, то и тут мы бы испытали дискомфорт.

Что же происходит, если вместо исполнения музыкальной партии она просто «рисуется» нота за нотой при помощи мышки? В этом случае как раз и получается абсолютно точное попадание в ритм и звуки абсолютно идентичной громкости для каждой ноты.

Синтезируемый звук может быть сколь угодно навороченным, но «механистичным» тут оказывается исполнение.

И к этому, вдобавок, прилагаются пусть и сложные, но совершенно идентичные по характеру звуки, чего также невозможно добиться на реальных инструментах. Взятая на гитаре нота каждый раз будет звучать чуть-чуть иначе. Похоже, но не идентично — ведь её звучание меняет и немного другой угол, под которым палец зажал струну, и чуть-чуть иной наклон медиатора, и чуть-чуть иная позиция касания им струны, и остаточные вибрации корпуса из-за ранее сыгранных нот, и многое другое.

Иными словами, компьютер, который позволил нам идеально точную запись музыки, и идеально точное её исполнение, теперь должен позволить нам испортить эту идеальность, чтобы сделать звук «правдоподобным» и «живым».

Одним из решений данной проблемы оказываются малые вариации параметров. В аналоговых синтезаторах (то есть работающих без процессора — чисто на электрической схеме) такое обеспечивается само собой: неидеальность аналоговой схемы приводит к малым вариациям параметров, даже если создатели того и не хотели.

Однако никто не запрещает встроить эти малые вариации и в цифровые синтезаторы. Да, по умолчанию «цифровой» сигнал не искажается самой электросхемой, как это происходит с аналоговым, но его может исказить сама программа. И что ещё более важно, в ней можно предусмотреть настройку степени искажения. Чтобы музыкант или композитор сам бы смог выбрать, насколько сильной в данном случае должна быть «неидеальность».

Как работают такого рода искажения, можно представить на простом частном случае. Как уже вскользь упоминалось ранее, в синтезаторах, кроме «акустических» осцилляторов обычно ещё есть низкочастотные.

Так вот, представим, что такой осциллятор запущен всегда, а не только в тот момент, когда нажимается клавиша. И одновременно с тем он подключён к ручке, регулирующей частоту среза фильтра, а также сдвиг в частоте ноты. Причём подключён так, чтобы самую малость их туда-сюда покачивать. В результате каждый раз, когда мы нажимаем клавишу, ручки оказываются в немного разных положениях. Поэтому даже если мы раз за разом играем подряд одну и ту же ноту, она каждый раз будет звучать немного иначе, чем в предыдущие. Не настолько, чтобы она казалась сыгранной разными инструментами, а лишь настолько, чтобы появилась еле различимая нерегулярность.

Аналогичное можно сделать даже с сэмплированным инструментом: в них же тоже предусмотрены фильтры, модуляции и практически всё то же, что есть в синтезе при помощи простейших осцилляторов.

Плюс к тому при исполнении на реальных инструментах присутствуют маленькие дефекты исполнения — удары струн гитары о порожки, скрип пальца при перемещении по струне и всякие другие побочные шумы. Когда их много, исполнение кажется «грязным», непрофессиональным. Но и когда их нет совсем, то начинает казаться, будто бы «играет робот». Поэтому в синтезатор встраивается генератор таких «дефектов», громкость и «частоту» которых там можно настраивать.

Но этого мало. Кроме синтезатора у нас есть ещё DAW, которая тоже может внести свою роль в искажении идеальности и повышении реалистичности.

Положим, композитор набрал партию какого-то инструмента мышкой. Для простоты набора набираемые ноты «прилипают» к определённым моментам времени, соответствующим ритмическому делению композиции (то есть к долям такта, если вы знаете такой термин). Если сыграть это как есть, то на выходе будет заметна «механистичность», вызванная недостижимой для человека равномерностью. Однако DAW может «расшатать» стартовые точки — сдвинуть каждую ноту на небольшой промежуток времени вперёд или назад. И аналогичным способом чуть-чуть увеличить или уменьшить силу нажатия для каждой ноты. Естественно, все эти величины — случайные для каждой ноты: ведь нам надо не сдвинуть всё вместе во времени и не уменьшить громкость всей партии, а «расшатать партию» — превратить равные интервалы и равные громкости в немного неравные.

Конечно, композитор мог бы сделать это всё и вручную, но это, увы, долго и не особо удобно. Да и у человека в целом есть большие проблемы с генерацией случайных чисел в уме — обычно оказывается, что человек машинально следует некой закономерности, которая потом пагубно сказывается на звучании. Компьютер же такой проблемой не страдает, что позволяет лучше имитировать «живое исполнение».

Замечаете тут парадокс? Человек хуже имитирует живое человеческое исполнение, чем компьютер.

Но такой парадокс тут такой не один.

Дело в том, что идеальным вариантом оказывается контролируемая неидеальность. Грубо говоря, наилучшее, что можно сделать, это записать всё, что мы записываем, без малейших помех, с точным попаданием в ритм и с идентичной громкостью, а потом постфактум это «контролируемо расшатать».

И синтезаторы вместе с DAW именно этим и занимаются.

В сэмплированных инструментах все шорохи, стуки и прочие дефекты записаны отдельно от чистого звука. Чтобы их можно было добавить ровно в той степени, в которой оно кажется наиболее подходящим к данной композиции.

Даже при исполнении музыкальной партии на клавиатуре, а не только при вводе мышкой, сыгранные ноты «прилипают» к долям такта, делая неидеальное исполнение идеальным. А уже потом они «контролируемо расшатываются», чтобы добавить идеальную степень неидеальности.

Поэтому, если композитор хорошо осознаёт, что он делает, целиком синтезированная музыка может восприниматься, как «более живая», более «сыгранная человеком», чем реально сыгранная человеком.

Будьте уверены, если целиком синтезированная композиция звучит так, будто её играет робот, то это либо потому, что её автор как раз и хотел создать такую атмосферу, либо же потому, что её автор плохо понимал, как пользоваться синтезаторами и DAW.

Ну, или же вы по незнанию зачем-то запустили midi-файл на встроенном в операционную систему плеере.

Наконец, рассмотрим вопрос, схожий с темой текущего раздела, но всё-таки несколько от него отличающийся.

Цифровой синтезатор лучше аналогового

Нет, я не ошибся в порядке слов. Именно так: несмотря на распространённое заблуждение, в общем случае цифровой синтезатор будет лучше аналогового.

Конечно, это не касается некоторых из первых цифровых синтезаторов или совсем примитивных цифровых из числа современных — в их случае, да, примитивная цифровая версия вполне может звучать «пластмассово», а хороший аналоговый будет давать насыщенный, сочный, «профессиональный» звук.

Однако в общем случае возможно сделать цифровой синтезатор, который повторит любой заданный аналоговый. Но обратное неверно: повторить аналоговым способом можно далеко не любой цифровой.

Штука тут всё в той же «идеальной неидеальности», о которой шла речь выше.

Идеальная цифровая схема будет давать абсолютно чистый звук. Конечно, такой результат недостижим, но в случае с цифровой обработкой сигнала всё-таки возможно свести все искажения к уровню неразличимости ухом. А вот с аналоговыми такое почти невозможно. Просто потому, что в «цифровом» случае искажения возникают только в тот момент, когда финальная цифровая версия преобразуется в аналоговый звук, а при целиком аналоговом формировании звука искажения возникают на каждом этапе.

Однако, как это ни странно, звук аналоговых синтезаторов ценят как раз за их характерные искажения. Сама их схема искажает их звук — в довесок к тем инструментам, которыми там предполагается искажать его сознательно. И если эти «неуправляемые искажения» приятны слуху, то синтезатор закономерно получает определение «хорошего».

Если же теперь сделать цифровой синтезатор, который обладает точно теми же инструментами для сознательного искажения, но при этом лишён «аналоговой неидеальности», то его звук будет отличаться от звука его аналогового прототипа. Вполне возможно, в худшую сторону. Это заметят, и это испортит репутацию данного синтезатора. А заодно и всех цифровых в целом.

Тем не менее, возможно ведь сымитировать не только побочные шумы реальных инструментов, типа скрипа пальца о струну, но и искажения, вносимые самой схемой аналоговых синтезаторов: все эти не совсем ровные синусоиды, не совсем линейные усиления, слегка плавающие частоты. И не только сымитировать, но ещё и дать ручки для настройки интенсивности всего этого, позволяющие сделать искажения и слабее, чем в «оригинале», и сильнее, и таким же.

Более того, особо популярные и приятные искажения можно даже переносить в другие синтезаторы — не имитирующие какие-то из аналоговых. Что в случае с аналоговыми весьма проблематично.

Кроме того, в цифровом синтезаторе возможно реализовать то, чего не было в его аналоговом прототипе, а то и вообще невозможное в аналоговых схемах. Но при этом всё так же сохранить регулируемую имитацию аналоговых искажений.

Понятно, что на заре цифрового синтеза, всё это делать ещё не умели, да и процессоров, способных потянуть все эти хитрые штуки, тогда на планете ещё не водилось. Из-за этого, да, хотя первые цифровые синтезаторы быстро завоевали популярность, обусловленную их необычными возможностями, большей компактностью и большей надёжностью, за ними заодно закрепилась репутация «слишком пластмассовых». Которая, как предрассудок, встречается до сих пор, хотя сейчас «пластмассовыми» остаются только самые примитивные модели.

Так что, разве что, вам нравится запах застарелой древесины, слегка потрескавшийся корпус, облупленный лак, тихое, романтическое гудение ламп… хотя, нет, постойте, цифровой синтезатор ведь тоже можно упаковать в потрескавшийся корпус, облупить на нём лак и вставить несколько не подключённых к модулю синтеза ламп, которые будут романтически гудеть.

Поэтому, так что, разве что, вам нравится само осознание того, что это — тот самый, легендарный, произведённый в 1972-м, заслуженный, бывалый. Подобный скрипке Страдивари, которая на практике звучит похуже иных современных серийных образцов, но несёт с собой осознание того, что её сделали хрен знает, когда.

Непонятно, что называть синтезатором

Вот так плавно мы и подобрались к финальной части.

Теперь вы уже знаете, что синтезатор может управляться не только фортепьянной клавиатурой, но и чем угодно. Что он может иметь способность запоминать все нюансы исполнения, передавать их куда-то и воспроизводить без искажений или с регулируемыми искажениями, а может и не иметь такой способности. Что он может имитировать реальный инструмент или не имитировать чего-либо реальное. Что в синтезаторах есть общие элементы, но некоторые из них в каких-то синтезаторах могут отсутствовать, но зато присутствовать какие-то другие. Что он может помнить пресеты или не помнить их. А иногда и вообще помнить пресеты, но не давать вам как-либо в них вмешиваться.

Кроме того, косвенно было сказано, что синтезатор может не иметь не только клавиатуры, но и даже корпуса и какой-либо электрической схемы, а жить целиком в виде программы или плагина на обычной операционной системе (и, кстати, ветер дует именно в эту сторону — таких синтезаторов всё больше, а «сделанных в железе» всё меньше).

Есть и другие «может или нет», которые остались за кадром. Например, синтезатор может иметь заранее заданную последовательность соединения блоков: осцилляторы — фильтры — огибающая — спецэффекты. Вместе с тем на нём могут быть предусмотрены возможности изменения этой последовательности. И, наконец, он вообще может состоять из отдельных блоков, которые можно самостоятельно соединять в любой последовательности, причём такое бывает и «во плоти» — в «железном» исполнении (например, в упомянутом Moog Modular), и в чисто программном (например, в Reaktor).

Moog Modular 55
Синтезатор Moog Modular 55.

При таком раскладе действительно становится неясно, что именно следует считать «синтезатором» — ведь любой его составляющей может и не быть.

Единственное, что в них общего: они все могут генерировать звук.

Однако неэлектрические музыкальные инструменты тоже могут генерировать звук. Являются ли они «синтезаторами»?

Ну Ok, быть может, дело в том, что звук в синтезаторе генерируется именно при помощи электричества. Но ведь и электрогитара тоже генерирует звук при помощи электричества. Да чего там, на любую обычную гитару можно поставить звукосниматель. Или просто поднести к ней микрофон — как и к любому другому «живому» инструменту, — а потом пустить звук через колонки.

Быть может, штука в том, что «первичный» звук там генерируется осциллятором?

Но, как вы теперь уже знаете, этим «первичным звуком» может быть записанный сэмпл «живого» инструмента. Неужели, если звук записан заранее, то это — «синтезатор», а если мы его играем в реальном времени, а потом тут же пропускаем через точно ту же схему обработки, то оно перестаёт быть синтезатором?

Единственная возможная зацепка, которая мне тут видится: «живой» инструмент может издавать звук без участия электричества, а синтезатор — нет. Понятно, что тут имеется в виду «контролируемый музыкальный звук», поскольку, например, холодильник тоже издаёт некий звук только тогда, когда включён в розетку, но синтезатором, видимо, не является.

Поэтому, вот, живите теперь с этим определением:

«Синтезатор — это такое устройство, которое издаёт контролируемые музыкальные звуки исключительно при подключении к нему электричества».

Уверен, это определение очень информативное, и по нему любой сразу бы понял, что такое «синтезатор», даже не читая всей предыдущей статьи.

.
Комментарии