EMU
Какая же связь может существовать между MIDI-инструментом и WAVE-файлом? В WT-синтезаторах связь между ними самая непосредственная! BeAbWAVE-файл— это ни что иное, каксэмпл, aWT-синтезатор — это тот же сэмплер.
Основой «голоса» EMU8000 (как и любого другого WT-синтезатора) является цифровой звук. В этом и заключается самое главное отличие WT- от FM-синтезаторов, у которых «голосовыми связками» являются генераторы аналоговых колебаний строго определенной формы. В принципе, используя FM-синтез, можно получить очень большое количество тембров. Однако, как вы узнаете из этой главы, на основе одной и той же волновой формы при использовании WT-синтезатора можно получить еще большее количество тембров (а ведь количество сэмплов ограничивается только объемом памяти звуковой карты). Все дело в том, что WT-синтезатор — это не просто «маленький цифровой магнитофончик», который может в цикле и с разной скоростью (а значит и в различной тональности) воспроизводить свою фонограмму — сэмпл. На самом деле он может выполнять гораздо более сложные операции над генерируемым звуком: пропускать его через резонансный фильтр, модулировать как по амплитуде, так и по частоте, накладывать различные эффекты и т.п.
Для того чтобы более осмысленно работать с редактором инструментов, вам придется познакомиться с архитектурой звукового элемента микросхемы EMU8000. Здесь, наверное, потребуется дать определение словосочетанию «звуковой элемент». Это функционально законченный аппаратно реализованный элементарный блок полифонического синтезатора, который воспроизводит звучание только одного голоса. Слово «полифонический» означает, что у синтезатора таких блоков много, и каждый из них в определенный момент времени генерирует только один звук. Когда вы берете аккорд на MIDI-клавиатуре, не подозревая того, включаете в работу столько звуковых элементов, сколько нот в аккорде, а в некоторых случаях и больше.
Структурная схема звукового элемента EMU8000 показана на рис. 3.2.
Мы не случайно использовали английские названия функциональных блоков на этой схеме.
Дело в том, что при работе с редактором Vienna SoundFont Studio 2.1 вам придется столкнуться именно с «англоязычными» настройками звукового элемента EMU8000.
Рис. 3.2.
Структурная схема звукового элемента EMD8000
Вернемся к схеме. Какие же преобразования претерпевает сэмпл, прежде чем попасть на выход EMU8000? Сразу отметим, что все преобразования над сэм-плом происходят в цифровом виде.
Итак, знакомьтесь: сердце звукового элемента—осциллятор (oscillator) —тот самый воображаемый цифровой магнитофончик, о котором мы говорили ранее. Это устройство воспроизводит сэмпл с заданной скоростью. Скорость воспроизведения зависит от номера нажатой MIDI-клавиши. Кроме того, этот «магнитофончик» может воспроизводить звук в цикле: «докрутил» звук до отметки конца цикла и быстро перескочил к метке начала цикла (и так — по кругу). Можно сделать и так, чтобы при отпускании MIDI-клавиши, «магнитофончик» выходилиз цикла и начинал воспроизводить все оставшиеся фазы сэмпла подряд, пока сэмпл не закончится.
Любой музыкальный инструмент требует настройки, и цифровое устройство в этом смысле не является исключением: звучание сэмпла может не соответствовать той ноте, с которой этот сэмпл связан логически. В дальнейшем вы узнаете, как можно точно настроить цифровой музыкальный инструмент.
С выхода осциллятора цифровая информация о звуке попадает на резонансный НЧ-фильтр (Resonant Low Pass Filter), с
помощью которого можно изменять спектр сэмпла, получая при этом очень интересные эффекты, например, эффект, называемый «Wah-wah» («Вау-вау»). Частотная характеристика фильтра определяется двумя параметрами: частотой среза (Filter Cutoff) и коэффициентом усиления фильтра на частоте среза (Resonance). Последний из параметров часто обозначается как Filter Q.
После фильтрации звуковые данные попадают на усилитель [Amplifier),
где им придается заданная в пространстве «громкость-время» форма — огибающая амплитуды.
Остается пропустить его некоторую часть звукового сигнала через эффект-процессор (Effects Engine) для реализации эффектов реверберации и хоруса (Reverb, Chorus). Наверное, требуется пояснить, что значит «некоторая часть звукового сигнала».
В звуковом элементе сигнал следует двумя путями: первый ведет непосредственно на выход эффект-процессора, а второй — через эффект-процессор. На первом пути звук не претерпевает никаких изменений. Проходя же по второму пути, он может, например, полностью превратиться в эхо. Затем эти пути вновь сходятся: исходный звук смешивается со своим эхом. Очевидно, регулировать глубину эффектов можно, изменяя уровень сигнала, следующего вторым путем.
Теперь звуковые данные полностью готовы к преобразованию и поступают на ЦАП синтезатора EMU8000, а затем или на микшер звуковой карты, или непосредственно на ее цифровой выход в стандарте S/PDIF.
Кроме рассмотренных четырех блоков, в которых происходит генерация и преобразование звукового сигнала, существуют еще два вспомогательных генератора, формирующие низкочастотные колебания: LF01 и LF02 (Low-Frequency Oscillator). Низкочастотные колебания требуются для реализации эффектов частотной (вибрато) и амплитудной (тремоло) модуляции, а также тембрового вибрато (эффекта «Вау-вау»). У каждого из генераторов имеется два регулируемых параметра: Delay — задержка начала низкочастотной генерации от момента начала звучания сэмпла, Freq — частота колебаний.
Два генератора огибающей Pitch/Filter и Volume Envelope Modulation предназначены для управления высотой тона (Pitch),
параметрами фильтра (Filter) и громкостью (Volume)
непосредственно в процессе воспроизведения сэмпла.
В отличие от традиционного четырехфазного представления звука ADSR (аббревиатура от Attack, Decay, Sustain, Release) в EMU8000 звук состоит из шести фаз (DAHDSR): Delay (задержка), Attack (атака), Hold (удержание), Decay (спад), Sustain (поддержка) и Release (освобождение). Именно по этой причине на блоке Envelope Parameters (параметры огибающей) изображено шесть регуляторов, каждый из которых символизирует возможность управления определенной фазой звука. Фазы звука показаны на рис. 3.3.
Мы перечислили только основные блоки звукового элемента EMU8000 (см. рис. 3.2).
Кроме основных блоков, на ней символически показаны регуляторы, при помощи которых можно изменять тот или иной параметр звукового элемента. Конечно же, никаких регуляторов физически не существует, все настройки — это числа, которые хранятся в памяти драйвера, обслуживающего EMU8000. Треугольниками обозначены модуляторы. Для того чтобы вы лучше поняли их назначение, приведем пример из нашей повседневной жизни. Все пользуются водопроводным краном. Напор воды характеризуется
Рис. 3.3.
фазы звука EMU8000
положением ручки крана. Теперь проведем аналогию между водопроводным краном и модулятором в схеме EMU8000: кран — модулятор, вода — исходный сигнал (например, низкочастотные колебания от LF01), ручка — модулирующий сигнал (например, LF01 to Pitch), положение ручки — параметр регулировки, т. е. число, характеризующее глубину модуляции (в нашем примере речь идет о частотной модуляции — частотном вибрато).
Теперь вы уже, наверное, представляете основу технологии создания собственных инструментов: для создания нового инструмента (или даже целого оркестра) потребуется один или несколько сэмплов. А как их записать и обработать, известно из гл. 2. Однако сэмпла еще недостаточно для создания нового инструмента. Только после настройки из обычного WAVE-файла получится полноценный MIDI-инструмент.
Ниже рассмотрим некоторые технологические аспекты создания и хранения информации об инструментах.
