Цифровой синтезатор - Википедия - Digital synthesizer

Джордан Рудесс выступление с цифровым синтезатором

А цифровой синтезатор это синтезатор который использует цифровая обработка сигналов (DSP) методы создания музыкальных звуков. Это в отличие от более старых аналоговые синтезаторы, которые создают музыку с использованием аналоговая электроника, и пробоотборники, которые воспроизводят цифровые записи акустических, электрических или электронные инструменты. Некоторые цифровые синтезаторы имитируют аналоговые синтезаторы; другие включают возможность дискретизации в дополнение к цифровому синтезу.

История

Самые первые эксперименты по цифровому синтезу проводились с компьютеры, как часть академических исследований в области генерации звука. В 1973 г.^[1] японская компания Ямаха лицензировал алгоритмы для синтез частотной модуляции (FM синтез) из Джон Чоунинг, который экспериментировал с ним на Стэндфордский Университет с 1971 г.^[2] Инженеры Yamaha начали адаптировать алгоритм Чоунинга для использования в коммерческом цифровом синтезаторе, добавляя такие улучшения, как метод «масштабирования ключа», чтобы избежать появления искажений, которые обычно возникают в аналоговых системах во время модуляция частоты, хотя прошло несколько лет, прежде чем Yamaha выпустила свои цифровые синтезаторы FM.^[3] В 1970-х годах Yamaha получила ряд патентов под прежним названием «Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha», развивая ранние работы Чоунинга по технологии FM-синтеза.^[4] Yamaha построила первый прототип цифрового синтезатора в 1974 году.^[1]

Fairlight CMI серии II (1982), выставлялась на Выставка NAMM

К концу 1977 года New England Digital (NED) выпустила Синклавир, первый коммерческий синтезатор, использующий чисто цифровую генерацию звука, а также первый в мире коммерческий FM-синтезатор.^[5]^[6]^[7]^[8]

Выпущен в 1979 г.^[9] то Casio VL-1 был первым малобюджетным цифровым синтезатором,^[10] продам за 69,95 $.^[9] В конечном итоге Yamaha коммерциализировала свою технологию FM-синтеза и в 1980 году выпустила первый цифровой синтезатор FM, Yamaha GS-1, но по дорогой розничной цене в 16000 долларов.^[11]

В ранних коммерческих цифровых синтезаторах использовались простые жесткие цифровые схемы для реализации таких методов, как аддитивный синтез и FM синтез. Другие техники, такие как волновой синтез и физическое моделирование, стало возможным только с появлением высокоскоростных микропроцессоров и технологий цифровой обработки сигналов. Два других ранних коммерческих цифровых синтезатора были Fairlight CMI, представленный в 1979 году, и New England Digital Синклавир II представил 1979 год как обновление оригинального Synclavier.^[12] Fairlight CMI был первым в мире синтезатором сэмплирования,^[13] в то время как Synclavier первоначально использовала технологию FM-синтеза, лицензированную Yamaha,^[14] перед добавлением первого в мире 16-битного потокового сэмплера с жесткого диска в реальном времени в 1982 году.^[15] Fairlight CMI и Synclavier были дорогими системами и в начале 1980-х годов стоили более 20 000 долларов. Стоимость цифровых синтезаторов начала быстро падать в начале 1980-х годов. E-mu системы представил Эмулятор синтезатор сэмплирования в 1982 году по розничной цене 7900 долларов. Хотя он не такой гибкий и мощный, как Fairlight CMI или Synclavier, его более низкая стоимость и портативность сделали его популярным.

Yamaha DX7 (1983 г.) ознаменовал рост цифровых синтезаторов.

Представленный в 1983 году, Yamaha DX7 был прорывным цифровым синтезатором, который оказал большое влияние, как инновационный, так и доступный, и, таким образом, означал упадок аналоговые синтезаторы.^[16] В нем использовался FM-синтез, и, хотя он был неспособен к синтезу сэмплов Fairlight CMI, его цена составляла около 2000 долларов, что делало его доступным для гораздо большего числа музыкантов.^[17] DX-7 также был известен своим методом «масштабирования ключа», позволяющим избежать искажений, и узнаваемой яркой тональностью, отчасти из-за высокой частота выборки 57 кГц.^[18] Это стало незаменимым для многих музыкантов 80-х,^[19] и стал бы одним из самых продаваемых синтезаторов всех времен.^[2]

В 1987 г. Роланд выпустил собственный влиятельный синтезатор того времени, D-50. Этот популярный синтезатор открыл новые возможности для доступного сочетания коротких сэмплов и цифровых генераторов, а также инноваций.^[20] встроенных цифровых эффектов (реверберация, хорус, эквалайзер)^[21]). Роланд назвал это синтезом линейной арифметики (ЛА). Этот инструмент отвечает за некоторые из очень узнаваемых предустановленных синтезаторных звуков конца 1980-х, таких как звук Pizzagogo, используемый в Enya "s"Ориноко Флоу."

Постепенно стало возможным включать высококачественные сэмплы существующих инструментов, а не синтезировать их. В 1988 г. Корг представила последний из чрезвычайно популярных трио цифровых синтезаторов 1980-х годов после DX7 и D50, M1. Это ознаменовало как растущую популяризацию цифрового синтеза на основе сэмплов, так и рост 'рабочая станция синтезаторы.^[22] После этого многие популярные современные цифровые синтезаторы были описаны как неполные синтезаторы в самом точном смысле, поскольку они воспроизводят сэмплы, хранящиеся в их памяти. Тем не менее, они по-прежнему включают опции для формирования звуков с помощью конверты, LFO, фильтры и эффекты, такие как реверберация. Клавиатуры серии Yamaha Motif и Roland Fantom являются типичными примерами этого типа, которые называются «ROMplers»; в то же время они также являются примерами синтезаторов "рабочих станций".

Clavia Nord Lead - популярный виртуальный аналоговый синтезатор.

С добавлением сложных секвенсоров на борту, теперь добавленных к встроенным эффектам и другим функциям,рабочая станция родился синтезатор. Они всегда включают многодорожечный секвенсор, и часто может записывать и воспроизводить сэмплы, а в последующие годы и полные аудиодорожки, которые будут использоваться для записи всей песни. Обычно это также ROMplers, воспроизводящие сэмплы, чтобы дать широкий спектр реалистичных инструментов и других звуков, таких как ударные, струнные инструменты и духовые инструменты, для создания последовательности и составления песен, а также звуки популярных клавишных инструментов, таких как электрические пианино и органы.

Поскольку все еще был интерес к аналоговые синтезаторы, а с увеличением вычислительной мощности в 1990-х годах возник еще один тип синтезаторов: аналоговое моделирование, или «виртуальный аналоговый» синтезатор. Они используют вычислительную мощность для моделирования традиционных аналоговых сигналов и схем, таких как огибающие и фильтры, с наиболее популярными примерами этого типа инструментов, включая Nord Lead и Доступ к вирусу.

По мере того как стоимость вычислительной мощности и памяти упала, появились новые типы синтезаторов, предлагающие множество новых вариантов синтеза звука. В Корг Оасис был одним из таких примеров, когда несколько цифровых синтезаторов были объединены в одно устройство.

Цифровые синтезаторы теперь можно полностью эмулировать в программном обеспечении ("софтсинт ") и работать на обычном оборудовании ПК. Такие программные реализации требуют тщательного программирования и быстрого процессора, чтобы получить то же самое. задержка ответ как их специализированные эквиваленты. Чтобы уменьшить задержку, некоторые профессиональные звуковая карта производители разработали специализированное оборудование для цифровой обработки сигналов ([DSP]). Выделенные цифровые синтезаторы обладают преимуществом удобного для работы пользовательского интерфейса (физические элементы управления, такие как кнопки для выбора функций и включения функций, а также ручки для установки переменных параметров). С другой стороны, программные синтезаторы имеют преимущества, обеспечиваемые богатым графическим дисплеем.

С акцентом на ориентированные на производительность клавиатуры и цифровые компьютерные технологии производители коммерческой электроники инструменты создали одни из первых цифровых синтезаторы для студийного и экспериментального использования с компьютерами, способными обрабатывать встроенные алгоритмы синтеза звука.^[23]

Аналоговый против цифрового

Основное отличие состоит в том, что цифровой синтезатор использует цифровые процессоры и обычно использует прямой цифровой синтез архитектура, в то время как аналоговый синтезатор использует аналоговую схему и ФАПЧ. Цифровой синтезатор использует генератор с числовым программным управлением в то время как аналоговый синтезатор может использовать генератор, управляемый напряжением. Цифровой синтезатор - это, по сути, компьютер с (часто) фортепианной клавиатурой и ЖК-дисплей как интерфейс. An аналоговый синтезатор состоит из схем генерации звука и модуляторов. Поскольку компьютерные технологии быстро развиваются, часто можно предложить больше функций в цифровом синтезаторе, чем в аналоговом синтезаторе по заданной цене. Однако обе технологии имеют свои достоинства. Некоторые формы синтеза, такие как, например, отбор проб и аддитивный синтез невозможны в аналоговых синтезаторах, в то время как, с другой стороны, многие музыканты предпочитают аналоговые синтезаторы их цифровым эквивалентам.

Группы, использующие цифровые синтезаторы

В новая волна Эпоха 1980-х годов впервые представила цифровой синтезатор вниманию публики. Группы вроде Говорящие головы и Duran Duran использовали звуки, записанные в цифровом виде, на некоторых из своих самых популярных альбомов. Другое больше поп -вдохновленные группы вроде Холл и Оутс начали использовать цифровой синтезатор в своем звуке в 1980-х. Благодаря технологическим прорывам 1990-х годов многие современные синтезаторы используют DSP.