У многих слово «синтезатор» прочно ассоциируется с недорогими электронным клавишными инструментами — в народе «самоиграйками». Однако история синтезаторов началась еще в конце XIX века, а сами инструменты представляют собой гораздо более сложные устройства. Давайте разбираться.
История появления синтезаторов
Интересный факт: Возможность генерировать синтетический звук с помощью специальной аппаратуры предсказал в книге «Новая Атлантида» (1627) английский философ XVII века Фрэнсис Бэкон
В основу синтезаторов лег, как ни странно, церковный орган. Он представляет собой инструмент, где основной тон, воспроизводимый большой трубой, смешивается с обертонами, которые воспроизводятся более маленькими трубами. В результате образуется новый, тембрально более богатый звук. Это и есть синтез — смешение разных звуков для получения нового.
В 50-е годы XIX века немецкий ученый Герман Гельмгольц впервые провел опыты с камертонами, к которым подводил электрический заряд. Он использовал камертоны с разной высотой тона, чтобы получить более приятные на слух звуки. Один из камертонов воспроизводил основной тон, а несколько других — обертона.
В 1897 году американский ученый Тадеуш Кэхилл представил первый исключительно музыкальный электрический синтезатор. В его устройстве использовалось 145 динамо-машин, а звук воспроизводился с помощью рупоров. Правда, инструмент весил около 200 тонн и стоил крайне дорого, поэтому его практическое применение было очень ограниченным. Всего было построено 3 таких инструмента, наименьший из которых весил 7 тонн, что тоже немало.
Первым синтезатором, получившим признание и практическое применение стал терменвокс, сконструированный российским ученым Львом Терменом в 1920 году. Инструмент был небольшим и управлялся движением рук в зоне чувствительности специальных антенн. К нему даже не приходилось прикасаться. Для игры требовалась сноровка и хороший музыкальный слух. Инструмент пользуется популярностью по сей день.
Далее были многочисленные попытки выпустить простые и коммерчески успешные электронные синтезаторы. Из пользующихся популярностью даже сегодня можно выделить орган Хаммонда и Меллотрон Mark I.
По-настоящему массовыми синтезаторы стали в 60-х годах XX века. В 1964 году американский ученый Роберт Муг представил первый доступный модульный синтезатор Moog, а в 1970 году — бюджетный Minimoog. С этого момента начинается история современных синтезаторов, разработки Муга легли в основу практически всех современных устройств.
Какие бывают виды синтезаторов?
В зависимости от применяемой технологии, синтезаторы можно грубо разделить на три вида: аналоговые, виртуально-аналоговые и цифровые.
Аналоговые синтезаторы для генерации и обработки звука используют физические процессы, происходящие в электрической цепи. Генераторы формируют звуковые волны, используя напряжение, как и другие последующие эффекты обработки сигнала. Аналоговые синтезаторы до сих пор пользуются большой популярностью у музыкантов из-за звучания — так как все процессы изменения звука происходят плавно, а не дискретно, звук получается округлый, теплый, приятный уху. Недостаток аналоговых синтезаторов — достаточный высокий уровень шума — не так критичен для большинства пользователей, а иногда используется как фишка.
Виртуально-аналоговые синтезаторы представляют собой устройства, моделирующие работу аналоговых устройств при помощи сигнальных процессоров и математических моделей. Обычно они дешевле аналоговых, и их возможности гораздо шире. Однако некоторые считают их звук недостаточно «живым», стерильным и не имеющим характера оригиналов.
Цифровые синтезаторы также используют математические модели, но обычно они не привязаны к аналоговым моделям и могут работать на абстрактных алгоритмах, невозможных в реальном физическом мире. Могут работать как на сигнальных процессорах, так и на обычном процессоре, выполняющем определенную программу. Сюда же можно отнести синтезаторы, которые устанавливаются в виде программ на обычные компьютеры и воссоздают те же математические модели. Чисто цифровой моделью является, например, Studiologic Sledge.
Количество голосов
Синтезаторы также можно разделить на 2 основных вида по количеству голосов: монофонические и полифонические.
Монофонические синтезаторы могут играть только одну ноту за раз, играть аккорды не получится. Такой инструмент можно сравнить с флейтой или саксофоном — можно играть мелодию, но аккорд взять не получится. На монофонических синтезаторах отлично получается создавать басовые звуки и яркие лид-инструменты для ведущих партий.
Полифонические могут играть несколько нот (голосов) за нажатие. Количество голосов зависит от модели. Бывают синтезаторы с 4, 6, 8 и так далее голосами. Они хорошо подходят для создания атмосферных и богатых звуков; чтобы играть мелодии, аккорды, контрапункты и так далее.
Типы синтеза
А тут самое интересное. Дело в том, что существует множество способов синтеза звуковых волн и сэмплов. Не бывает хороших или плохих — все они имеют особенности звучания и, главное, требуют понимания процесса и умения с ними работать.
Аддитивный (суммирующий) — тип синтеза, при котором сигнал образуется путем наложения друг на друга нескольких волн с разными частотами и амплитудами. Тут можно вспомнить вышеупомянутый церковный орган или орган Хаммонда — тембрально богатые звуки образуются именно путем сочетания звука нескольких труб или металлических пластин. Чем больше осцилляторов (устройств, генерирующих волну) мы имеем, тем больше тембров можем создать. Отсюда и минус аддитивного синтеза — чтобы устройство обладало широкой палитрой звуков, нужно иметь большое количество осцилляторов, что технически сложно и дорого.
Субтрактивный (вычитающий) — метод синтеза, при котором звук получается путем прохождения исходного сигнала через разнообразные фильтры, огибающие и процессоры эффектов. Главное требование к исходному сигналу — быть как можно более насыщенным спектрально. Один из наиболее распространенных типов, дающих широкие возможности при относительной простоте реализации. К таким синтезаторами относятся, например, популярные аналоговые модели от Korg — монофонический Monologue и полифонический Minilogue.
FM-синтез (частотно-модуляционный или операторный) — тип синтеза, при котором каждый осциллятор (оператор), может модулировать, то есть изменять частотную характеристику другого. При этом можно самим выбирать ведомый или ведущий осциллятор. FM-синтез позволяет создавать сложные звуковые фактуры, от количества операторов зависят возможные их комбинации. Например, в Korg OpSix целых 6 операторов, каждый из которых может модулировать другие отдельно или одновременно. С распространением FM-синтеза в 80-х стали использоваться электронные звуки струнных и духовых инструментов, колокольные тембры и многие другие сложные звуки. Композитор Вангелис одним из первых применил FM-синтезатор для создания саундтрека к фильму «Бегущий по лезвию».
Сэмплерный — вид синтеза, при котором синтезатор воспроизводит и обрабатывает заранее записанные или загруженные в него сэмплы. Также стал популярен в 80-х, благодаря чему музыка заполнилась новыми тембрами. Одними из наиболее популярных ромплеров на сегодняшний день являются клавишные инструменты компании Clavia Nord.
Таблично-волновой синтез (Wavetable) — это вид сэмплерного синтеза, при котором звук формируется путем воспроизведения какой-то части элементарных сэмплов — волн, шумов, импульсов. При этом, здесь может использоваться несколько абсолютно разных сэмплов, что дает очень гибкие возможности и тембры — можно использовать как классические формы волны, так и абсолютно абстрактные шумовые сэмплы. Один из наиболее прогрессивных типов синтеза сегодня, часто встречается в цифровых синтезаторах для рабочих станций. Крутой «железный» таблично-волновой синтезатор с широчайшими возможностями — Korg Wavestate.
Гибридный — тип синтеза, при котором сочетаются несколько разных типов. Например, синтезаторы от Arturia — монофонический MiniBrute 2 и полифонические PolyBrute и MatrixBrute — являются одновременно субтрактивными и FM-синтезаторами.
Надеемся, что статья была для вас полезна. Синтез звука — очень глубокая тема, мы старались дать базовые знания, чтобы было проще выбрать первый синтезатор и погрузиться в этот мир бесконечного творчества. Если у вас остались вопросы — пишите их в комментариях, с удовольствием ответим.
