Tassman - модульный синтезатор физического моделирования
Роман Петелин
Из статьи "Виртуальные инструменты DXi" вы могли узнать о том, что существуют API (интерфейсы прикладных программ), ориентированные на работу с музыкой и звуком. Благодаря ним в музыкальных редакторах можно использовать плагины - программные эффекты и синтезаторы совершенно разных разработчиков. Одним из таких API является DirectX, а плагины виртуальных синтезаторов, основанные на этом API, называются DXi (DirectX Instruments). Сегодня я расскажу еще об одном из таких DXi - модульном синтезаторе Tassman фирмы Applied Acoustics Systems, входящем в поставку популярного музыкального редактора Sonar XL.
Основное окно Tassman
Концепция любого модульного синтезатора такова: имеется набор неких модулей, содержащих в себе различные узлы, применяемые для синтеза звука. В результате соединения этих модулей между собой получается синтезатор нужной архитектуры. Сложность архитектуры и, соответственно, возможности синтезатора определяются количеством объединенных модулей.
От большинства модульных синтезаторов Tassman отличается тем, что включает в себя не только "традиционные" синтезаторные модули (осцилляторы, генераторы огибающих, генераторы сигналов низкой частоты, фильтры, усилители и т. п.), но и модули, использующие алгоритмы физического моделирования. Эти алгоритмы математическими методами имитируют звуки, характерные для реальных музыкальных инструментов: удар молоточка по струне или мембране, колебание струны, отражение звука в корпусах музыкальных инструментов, турбулентность воздушного потока в духовых инструментах и т. д. Благодаря этому даже электронные тембры Tassman могут звучать так, словно их издает какой-то фантастический, но вполне реальный инструмент.
Набор данных, определяющих порядок соединения виртуальных модулей Tassman, называется программой (Program). Набор параметров синтеза в рамках одной программы называется пресетом (Preset).
Tassman является полифоническим однотембральным модульным синтезатором, а управлять параметрами синтеза одного тембра можно по нескольким MIDI-каналам. По каким именно - определяется загруженной в Tassman программой.
Модули Tassman выглядят как группы различных регуляторов, кнопок и переключателей, расположенных на общей лицевой панели. У каждого модуля имеется свое название, оформленное как название группы регуляторов.
При работе с Tassman пользователь сталкивается с таким понятием, как sub-patch - подпрограмма. Суть подпрограммы заключается в том, что программу, состоящую из нескольких модулей, можно импортировать в другую программу.
Можно редактировать существующие программы, или же создавать их "с нуля". Для этого предусмотрен специальный редактор Tassman Builder, который запускается нажатием кнопки в основном окне Tassman. При этом в редактор загружается та программа, которая загружена в данный момент в Tassman.
Окно редактора Tassman Builder
Окно редактора Tassman Builder состоит из двух частей. В левой части расположено меню выбора модулей, а в правой отображается конфигурация редактируемой программы. Выглядит это как набор соединенных между собою прямоугольников-модулей. Каждый модуль имеет свое условное обозначение.
Все модули разделены на несколько групп:
Generators - генераторы
Resonators - резонаторы
Filters - фильтры
Envelopes - модуляторы
Effects - эффекты
In/Out - ввод/вывод
Sub-Patch - подпрограммы
Среди генераторов доступны, например, и те, что используют физическое моделирование для имитации процесса возбуждения акустической системы, вызванного ударом молоточка (Mallet), отпусканием натянутой струны (Plectrum), и много других.
В группе резонаторов вы увидите большое количество различных модулей, имитирующих колебания в самых разных акустических системах. Например, Tube - имитация колебаний в трубе заданной длины и радиуса, String - имитация колебаний струны, Membrane - имитация колебаний мембраны и т. д.
Соединив определенным образом генератор Mallet с резонатором Membrane, мы получим модель некого барабана.
В группе фильтров доступны модули традиционных для аналоговых синтезаторов фильтров ФВЧ (hipass), ФНЧ (lowpass), полосового фильтра (band), а также более сложных фильтров.
В группе модуляторов расположены различные модули, используемые для модуляции сигнала генератором огибающей (ADSR), регулирования громкости (Slider); модуль управляемого усилителя (VCA); модуль выключателя (On/Off) и др.
В группе эффектов доступны модули, реализующие такие эффекты, как реверберация (Reverb), хорус (Stereo Chorus), задержка (Delay), фейзер (Phaser)…
В группе ввода/вывода вы обнаружите огромное количество источников и потребителей информации, с которыми может обмениваться виртуальный синтезатор. Например, модуль Keyboard соответствует MIDI-клавиатуре. У данного модуля нет входов, но зато есть два выхода. На одном из них формируется сигнал с напряжением, пропорциональным номеру нажатой клавиши, на другом - сигнал с напряжением, пропорциональным скорости ее нажатия. Надо понимать, то понятие "сигнал" в данном случае относится к области виртуальной реальности, собственно, как и все, о чем пишется в этой статье.
А модуль DAC (ЦАП) должен стоять последним в цепочке модулей синтезатора. Сигнал, поступающий на вход этого модуля, проходит на выход DX-инструмента, и соответственно попадет на аудиотрек музыкального редактора, к которому подключен Tassman.
В группе подпрограмм будут располагаться модули, соответствующие импортированным подпрограммам (для импорта имеется специальная команда).
На рис.показана простейшая модель флейты, которая состоит из четырех модулей: MIDI-клавиатуры, специального резонатора, управляемого усилителя (для регулировки громкости) и обязательного модуля ЦАП.
Моделирование флейты
На рис. показано, как будет выглядеть эта программа при загрузке в Tassman.
Панель управления флейтой
Каждому из модулей присущ свой набор регулируемых параметров, любой из них на этапе редактирования программы в Tassman Builder может быть сопоставлен с заданным MIDI-контроллером.
В качестве примера рассмотрим назначение элементов управления резонатором, использованном в программе, моделирующей флейту:
noise - относительный уровень шумоподобного звука, возникающего вследствие турбулентности вдуваемого воздуха
tone - управление струей воздуха
labium - изменение положения нижней губы относительно струи воздуха
sharpness - конфигурация границы между губой и воздушным потоком
Становится даже как-то не по себе от явно некомпьютерных терминов: какой воздушный поток, какая губа? Могут ли подобные объекты существовать в компьютерной программе, пусть даже и музыкальной? Оказывается, могут. Сомневающимся же достаточно будет просто внимательнее прислушаться.
Более подробные
сведения об этом синтезаторе и об
особенностях его использования вы
можете прочитать в книге "Sonar. Секреты мастерства".
До встречи!