Вступление

Большинство программистов-любителей синтезаторов обычно расценивает FM синтез, как чёрное волшебство. Yamaha DX-7 - первый наиболее популярный FM синтезатор (как сообщали, при 90 % возврата на обслуживание имел полные неповрежденные изначальные установки). Вы вероятно уже слушали пресеты Sytrus-а и удивляетесь, «как он это делает?». Далее вы, скорей всего, искали в Интернете руководства по FM синтезу, вот только большинство из них описывает, как программировать на DX7 (или на его аналогах), для того чтобы создать несколько специфических звуков, но нет ничего про то, как это применить к Sytrus-у. Данное руководство поможет осмыслить часть загадочного о FM синтезе, и помочь вам в дальнейшем понять, что делают все эти ручки и ползунки на Sytrus-е.

Операторы, матрица модуляции и фильтра

Это руководство полностью о FM синтезаторе Sytrus, и предназначено для изучения наиболее важных его инструментов управления. Здесь мы не будем описывать каждый контроллер и переключатель, тем более, как он влияет на сигнал. Но всё же после прочтения этого руководства, вы поймете:

Что такое "Оператор"

Как формировать матрицу модуляции, чтобы она делала разводку сигналов от осцилляторов через модуляторы, фильтры и процессоры эффектов на выход

Как применить фильтр к оператору

Разницу между FM и субтрактивным (subtractive) синтезом

Шаг 1. Изучение основ субтрактивного синтеза

Начнём с простых форм волны, фильтров и огибающих, чтобы получить различные "эффекты" на выходе. В субтрактивных синтезаторах вы можете двигать ручки произвольно и слышать разницу в звуке уже на момент изменения. 3xOSC и TS404 дают хорошую основу для начала. Как только вы освоились с такими терминами как "oscillator" (осциллятор), "LFO" (огибающая), "cutoff" (частота среза), и "ADSR" (Attack (атака), Decay (спад), Sustain (задержка) и Release (окончательное затухание)) можете приступать.


Шаг 2. Понятие того, что мы увидели в Sytrus

Добавьте Sytrus. Щёлкните в верхнем левом углу окна и выберите пресет по умолчанию ("Default" - с типовыми настройками). Этот пресет играет чистую синусоидальную волну на выход, мимо матрицы 9х9 (справа).

Нажать слева вверху на вкладку "MAIN", чтобы посмотреть, как выставлены все настройки синтезатора. Эти параметры оперируют сигналом, который выходит из модулей synth/filter/pan/fx (синтез/фильтр/панорама/эффект). Тут можно регулировать огибающие уровня громкости и фильтра, подстроить основные полосы эквалайзера, добавить эффект унисона, а также управлять параметрами контроллеров модуляции X/Y.

Нажмите вверху окна на вкладку "OP 1". Эта панель определяет первый оператор. Оператор – это просто форма волны; некий аудио сигнал. Он показан в виде одного цикла в прямоугольнике вверху слева. Слайдеры и ручки, размещённые справа от него, позволяют регулировать некоторые характеристики волны (в том числе и ряд кнопок "PAN", "VOL", и т.п.). С "OP 2" по "OP 6" соответственно настраиваются ещё 5 видов волн.

Нажмите сверху на "FILT 1". Эта панель конфигурирует "Фильтр 1". Группы и ряды кнопок позволяют вам настраивать характеристики фильтра, который будет обрабатывать выходы операторов. "FILT 2" и "FILT 3" соответственно позволяют настроить ещё два фильтра.

Нажмите сверху на вкладке "FX". Тут можно настроить основную цепь эффектов, состоящую из установок панорамирования, хоруса, трёх видов задержек и ревербератора.

Шаг 3. Sytrus, субтрактивный синтез

Часть 1. Пилообразная волна

Для осуществления первого шага в изучении программирования Sytrus-а, мы исследуем его способности как субтрактивного синтезатора. Причем мы будем основываться на наших вышеупомянутых знаниях из Шага 0, поскольку мы только что начали изучать Sytrus, следовательно – это не должно показаться слишком сложно.

Вернёмся снова к панели "OP 1" и подвигаем слайдер "SH" (тот, что справа от формы волны). Когда мы его будем двигать вверх, то форма волны будет плавно переходить из волны синуса в треугольную потом в пилообразную, затем в квадрат, заканчивая квадратным импульсом. Поставьте слайдер в среднее положение (50%), получив пилообразную волну. Сыграйте несколько нот и послушайте режущий звук пилообразной волны.

Теперь мы обратим внимание на матрицу модуляций. В пресете "Default" активна только одна ручка – справа, в конце строки OP1, в столбце "OUT" (эта ручка полностью накручена на 100%). Она указывает на то, что выходной сигнал от OP1 должен идти прямо к выходу на мастер-уровень. С помощью верхних ручек столбца "OUT" можно настроить громкость каждого из шести Операторов на выходе. Нижние три ручки указывают на тоже самое, только применительно к выходам с фильтров "FILTER 1", "FILTER 2", "FILTER 3".

Шаг 4. Sytrus, Субтрактивный синтез

Часть 2. Основы огибающей фильтра

Теперь мы применим обычный фильтр к Оператору 1. Сначала щелкните правой кнопкой мыши на ручке выхода (OUT) Оператора 1 в строке OP1, в матрице модуляции, для того чтобы заглушить его. Проиграйте несколько нот. Обратите внимание, что Sytrus теперь не выдает никакого звука. Всё верно, потому что как минимум одна из различных ручек на выходе OUT должна быть накручена, для того чтобы выдавать хоть какой-то выходной сигнал. Итак, теперь активируем выход фильтра 1 – установим ручку выхода (OUT) в строке F1 на 100%. Проиграем несколько нот – звук всё ещё не появился. На данный момент мы посылаем 100% выходного сигнала с фильтра 1 на основной выход. Однако на вход фильтра не подан никакой сигнал, так что, следовательно, и звук воспроизводиться не будет.

Для посыла хоть какого-нибудь сигнала с OP1 на фильтр 1 переведите ручку F1 в столбце OP1 в положение 100%. Проиграйте несколько нот. Теперь пилообразная волна обрабатывается заданным по умолчанию фильтром 1, в процессе получается звук horn (что-то наподобие рожка).

Активировать огибающую частоты среза (cutoff envelope) для первого фильтра. Нажимаем на вкладке "FILT 1" вверху окна. Она отображает настройки первого фильтра (Filter 1). Нажимаем по кнопке "CUT" (в середине ряда кнопок). Видим параметры огибающей частоты среза. Щелкаем кнопку "ENV" (если не активна), для того чтобы отобразить заданную по умолчанию огибающую. Прямо её под графическим отображением видим четыре ручки для настройки атаки (Attack), спада (Decay), задержки (Sustain) и окончательного затухания (Release). Слева от этих ручек находиться маленький переключатель для активации этой графической огибающей (по умолчанию находиться в выключенном положении). Нажмите на переключатель для включения огибающей фильтра. Сыграйте несколько нот. Обратите внимание, как огибающая фильтра меняет звук "рожка". Поэкспериментируйте с ATT, DEC, SUS, и REL, чтобы услышать и хоть немного понять, как они изменяют звук волны.

Шаг 5. Вступление к модуляции

Модулирование – это, в основном, объединение двух волн волшебным способом, для того чтобы создать более насыщенный спектр сигнала на выходе. Является важным обратить внимание на то, что ОР1 модулирующий ОР2 (ОР1*ОР2) не выводиться на тот же выход что и ОР2 модулирующий ОР1 (ОР2*ОР1). Не столько важно, сколько нужно знать, что регулируя параметр модуляции ОР1/ОР2, мы получаем сигнал уже на другом выходе, чем регулируя параметр модуляции ОР2/ОР1.


Шаг 6. Sytrus, FM синтез, простая модуляция

Сперва, деактивируем фильтр путём нажатия правой кнопки мыши на ручке ОР1/F1. Заново активируем ОР1 выход, также нажимая правую кнопку мыши уже на ручке OUT/ОР1. Проиграйте несколько нот. Звук снова стал чистым, не фильтрованным, режущим – пилообразной волной.

Теперь применим к нему немного модуляции. Сначала проиграйте несколько нот, чтобы почувствовать и запомнить, как звучит не модулированная пилообразная волна. Теперь переведите ручку в столбике ОР2 ряда ОР1 в положение 25%. Проиграйте несколько нот. Слышите, как слегка изменился режущий звук? – ОК. Теперь переведите ручку с положения 25% в 50% и послушайте, как снова изменился звук. Также попробуйте в положении 75% и 100%.

Поздравляем! Вы создали FM синтезированный звук!


Шаг 7. Фильтрация модулированного сигнала

Теперь применим фильтр к модулированному сигналу, который мы создали выше. Деактивируем ОР1 выход правым щелчком на ручке OUT/OP1. Проверьте, чтобы ручка OUT/F1 была активна. Если это не так, активируйте её правым щелчком. Переведите ручку OP2/F1 в положение 100%. Сыграйте несколько нот. Звук стал чистой синусоидальной волной. Что же, собственно, только что произошло?

Что ж – мы фактически пустили OP2 (немодулированную синусоидальную волну) на вход первого фильтра. Оператор 2 у нас всё ещё остался со стандартными настройками и синус волной, поэтому на выход генерируется фильтрованный синусоидальный сигнал, или, другими словами – синус волна. Всё что нам нужно – это пустить OP1 на фильтр 1 (это, скорей всего, и является, непосредственно, самой запутывающей особенностью матрицы модуляции). Это как раз то, когда Я упоминал, что OP1*OP2 не тоже самое, что OP2*OP1 (хоть и звучит одинаково). С тех пор, как мы сформировали ОР2 для модуляции ОР1, чтобы впоследствии отправить модулированный ОР1 на модуль фильтра, мы, соответственно, для посыла сигнала, должны использовать в столбце ОР1 ряд F1 (наш так называемый фильтр 1).

Для направления ОР1 на вход фильтра 1, деактивируйте правым щелчком ручку ОР2/F1 и заново активируйте ручку ОР1/F1, также нажимая на ней правым щелчком. Теперь мы пропустим модулированный сигнал ОР1 через фильтр. Проиграйте несколько нот. Сейчас фильтр, который мы создали выше, обрабатывает модулированный сигнал ОР1.

Шаг 8. Однозначная разница между FM и субтрактивным синтезом

 Субтрактивный синтез использует обогащенные формы волн (треугольные, квадратные и т.п.), как базовый сигнал перед применением фильтрации, в результате получая более насыщенный гармониками синтезированный сигнал. FM синтез создает более сложные формы волн путем модуляции одной волны другой, в результате получая "ломанную" сигнала носителя (то есть бывший модулированный оператор). Вот так вот. Оба вида синтеза в процессе могут использовать фильтры, огибающие и модуляторы. Как только вы усвоите, как использовать ручки на матрице модуляции – сразу же приступайте "творить". FM синтез может показаться пугающим, потому что он не настолько прост, как основной - субтрактивный синтез. "Ломанные", получающиеся при модуляции операторов не настолько визуально наглядны (как относительно простые – волна квадрата или треугольника) и их особенно сложно предугадать. Вообще FM синтезаторы в типичной конфигурации имеют куда больше сложных огибающих и автоматизаций (см. пресет "Electrocution" – пример полной автоматизации фильтра.), что в свою очередь делает их слишком сложными и непонятными.