Синтез звука и формат MIDI

Синтез звука и формат MIDI

До настоящего момента речь шла об оцифровке и обработке реального звука, получаемого и записываемого с различных источников. Существует и совершенно иная задача – создание (синтез) звука на компьютере. Синтезатор – это набор управляемых генераторов, способный выдавать звуки с заданными характеристиками по командам исполнителя-музыканта.

Известно всего два метода синтеза звука: FM (Frequency modulation – частотная модуляция) и WT (Wave Table – таблично-волновой). В основе FM-синтеза лежит идея, что любое колебание является суммой простейших синусоид. Таким образом, можно наложить друг на друга сигналы от конечного числа генераторов синусоид и путем манипуляций с их частотами и амплитудами извлечь звуки, похожие на настоящие, полученные физическими методами.

Таблично-волновой WT-синтез основан на преобразовании заранее записанных (оцифрованных) образцов звуков реальных музыкальных инструментов. Эти образцы (сэмплы) хранятся в постоянной памяти синтезатора и составляют таблицу (sample table), из которой выбираются нужные звуки.

Синоним слова «синтезатор» – секвенсор (от англ. sequence – последовательность). Музыкальный синтезатор – это устройство, работающее с последовательностью команд или описаний. Нередко синтезаторы выполняются в виде самостоятельных электронных устройств, снабженных собственной клавиатурой и интерфейсами вывода звука, и являются полноценными музыкальными инструментами. Роль синтезатора может играть и обычный персональный компьютер, в котором синтезатор представлен двумя способами.

• Аппаратный синтезатор является частью звуковой карты. Действия выполняет собственный микропроцессор звуковой карты, с его же помощью звук выводится в виде цифровой последовательности или WAVE-файла.

• Программный синтезатор – программа, способная эмулировать работу аппаратного синтезатора. Она выполняется центральным процессором компьютера. Первоначально звук выводится в цифровую последовательность (WAVE-файл). Примеры программных синтезаторов – виртуальные устройства, входящие в состав операционной системы Microsoft Windows: Microsoft MIDI Mapper и Microsoft Wavetable Synth.

В обоих случаях синтезатор получает от управляющего устройства или программы последовательность команд, а выдает оцифрованный звук – последовательность мгновенных значений сигнала, сгенерированного им самим. Команды или данные, передаваемые любому синтезатору, описываются спецификацией MIDI (Musical Instrument Digital Interface – цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Эта спецификация, или стандарт, включает в себя и требования к аппаратным средствам, например кабелям и разъемам, и договоренности о способах кодирования данных. Для нас существенно последнее. Устройство управления, например подключенная к компьютеру внешняя MIDI-клавиатура, или программа, например Sound Forge, отправляет синтезатору команды MIDI.

MIDI-последовательность очень похожа на партитуру или нотную запись вообще – это последовательность команд: какую ноту взять, на каком инструменте, какова продолжительность и тональность ее звучания и т. д. Знакомые многим MIDI-файлы (MID) – не что иное, как последовательность таких команд, записанных в виде файла.

Звучать один и тот же MIDI-файл может на разных синтезаторах по-разному, точно так же, как отличается исполнение одних и тех же нот разными музыкантами: все зависит от умения исполнителя и качества инструмента, на котором он играет. Работа с MIDI не является прямой задачей Sound Forge: основное назначение этой программы – обработка оцифрованного звука. Для создания композиций с использованием звукового синтеза специально предназначены такие приложения, как Cubase, Logic Audio или Cakewalk. Программа Sound Forge располагает базовыми возможностями управления MIDI-синтезатором и в основном может быть полезна при создании и редактировании сэмплов для синтезатора.