Modelování se stal dnes důležitým nástrojem pro výrobu hudebních nástrojů. Modely se používají k zachycení toho, jak nástroje interagují s jejich prostředím a jak reagují na různé hudební parametry.
Lze jej použít k vytvoření realistických simulací hudebních nástrojů a k vývoji nových nástrojů s inovativními zvuky a funkcemi.
V tomto článku prozkoumáme modelování podrobněji a probereme možnosti použití s hudebními nástroji.
Definice modelování
Modelování je důležitou technikou při výrobě hudebních nástrojů. Zahrnuje použití speciálního softwaru k vytvoření virtuálního modelu nástroje, který zachycuje fyzikální vlastnosti nástroje v reálném světě, jako je např. zvuk, velikost, tvar, materiály a stavební proces.
Tento model lze poté použít ke generování realistických zvuků, které napodobují charakteristiky zaznamenaného fyzického modelu.
Proces modelování začíná zachycením dat z fyzického nástroje, jako je jeho hladiny akustického tlaku (SPL) nebo digitální vzorky. Data se pak použijí k vytvoření matematické nebo algoritmické reprezentace chování přístroje. Tato virtuální reprezentace se používá jako výchozí bod pro vytváření různých typů vlastních modelů, se kterými lze manipulovat a měnit je podle potřeby.
Výsledný digitální model lze také naprogramovat dalšími funkcemi, např automatické nastavení hlasitosti nebo modulační efekty. To umožňuje vytvářet nástroje se složitějšími a nuančními zvuky, než jaké by bylo možné jinak dosáhnout hraním na jediný nástroj v izolaci bez použití jakéhokoli zpracování efektů.
Technologie modelování se v posledních letech stále více propracovává a umožňuje hudebníkům přizpůsobit si své nástroje pro více personalizované zážitky z hraní. Tyto pokroky zvýšily jak možnosti, tak i cenovou dostupnost moderních hudebních nástrojů a učinily je dostupnějšími než kdy předtím pro lidi, kteří se zajímají o objevování různých hudebních žánrů a stylů.
Přehled technologie modelování
Technologie modelování je použití počítačového softwaru k simulaci reálných fyzických systémů a procesů, pro aplikace jako např zvukové modelování v hudebních nástrojích.
V této souvislosti se modelováním rozumí probíhající výzkum a vývoj technik používaných k systematické replikaci akustických jevů, které se vyskytují ve fyzikálních prostředích. Modely jsou vytvářeny kombinací fyzikálních měření, technik digitálního zpracování signálu a matematických rovnic. Cílem je přesně zachytit a reprodukovat chování daného prostředí nebo zařízení a zároveň se vyhnout artefaktům a nadměrným výpočetním zdrojům.
Hudební nástroje vybavené technologií modelování využívají techniky syntézy založené na procesorech, které jim umožňují napodobit tóny tradičních akustických nástrojů, stejně jako různé efektové procesory používané v nahrávacích studiích. V závislosti na sofistikovanosti modeláře se digitální generování tónu může lišit od relativně jednoduchých motorů pro úpravu parametrů (jako např. nastavení ekvalizéru) na komplexní simulační motory schopné replikovat prakticky jakýkoli přirozený zvuk. Modelování lze také kombinovat s analogovými obvody pro složitější zvuky.
Typy modelování
Modelování je proces přijímání akustického nebo elektrického signálu a jeho použití ke generování podobného zvuku. Je to oblíbená technika používaná v hudební produkci a v posledních letech je stále populárnější.
Existuje celá řada různých typů modelování, které se používají v hudební produkci, z nichž každý má své vlastní jedinečné výhody. Tato část pokryje každý typ modelování a vysvětlí, k čemu se dá použít u hudebních nástrojů:
Fyzikální modelování
Fyzikální modelování je typ techniky zvukové syntézy, která využívá digitální zpracování signálu (DSP) a algoritmy k emulaci chování akustických hudebních nástrojů, zvuků a efektů. Zvuková produkce je založena na matematickém modelu struktury zvuku nástroje a součástek obvodů a má empirický charakter. Obvykle tento algoritmus nezahrnuje vzorkování nebo fyzické nástroje, místo toho systém vytváří abstraktní reprezentace chování nástroje a komponent.
Fyzikální modelování se může pohybovat od jednoduchých modelů, jako jsou syntezátory s jedním oscilátorem, až po složité modely zahrnující více fyzických objektů, akustických polí nebo částicových systémů. Podstata fyzikálního modelování spočívá v použití méně výpočetně náročných procesů k simulaci složitých jevů, které nelze snadno provést tradičními technikami syntézy. Některé z běžnějších součástí používaných ve fyzických modelech zahrnují Fourierova řada transformace (FST), nelineární dynamika, modální parametry pro rezonanční chování a schémata řízení v reálném čase pro modulaci artikulace.
Pokud jde o syntezátory hudebních nástrojů, fyzické modelování poskytuje možnosti syntézy, které se tradičně vyskytují v emulacích založených na samplích, ale mohou být omezeny srovnáním, pokud jde o napodobování vzácných, jedinečných nebo historických nástrojů kvůli nedostatku specifických parametrů komponent použitých v samotném modelu. Pokrok v technologii však nadále přináší vylepšení, jako jsou zvuky s vyšší věrností, které jsou blíže než kdy předtím svým protějškům v reálném světě.
Digitální modelování
Digitální modelování je proces, který využívá počítačovou technologii k výrobě digitálních reprezentací fyzických zařízení. Digitální modelování vytváří detailní modely existujících fyzických zařízení, jako jsou přístroje, a vytváří přesné repliky s digitálními prostředky pro použití ve virtuálních prostředích. Zahrnuje vytvoření zvuku i vzhledu zařízení, aby jej bylo možné použít v softwarových nebo hardwarových aplikacích.
Digitální modelování lze také použít k vytvoření nových nástrojů, které v reálném světě neexistují. Pomocí programových algoritmů mohou zvukaři vytvářet zvuky a modely zcela od začátku. Tento typ syntézy se běžně označuje jako "algoritmická syntéza" or "fyzické modelování"a využívá moderní výpočetní výkon ke generování složitých modelů přístrojů.
Existuje mnoho různých typů architektur digitálního modelování, z nichž každá má své silné a slabé stránky. Příklady zahrnují metody akustické syntézy jako např vzorkovaná wavetable syntéza (vzorkování) or FM (frekvenční modulace), přístupy aditivní syntézy jako např aditivní granulární syntéza (přidané tóny oscilátoru) or subtraktivní syntéza (odečítání harmonických podtónů). jiný typ, granulární odběr vzorků, se v poslední době stala populární pro vytváření nových texturních zvuků, kombinováním malých kousků audia do větších vzorků pro použití ve virtuálních nástrojových patchích.
Celkově je digitální modelování důležitým nástrojem pro vytváření realisticky znějících nástrojů a efektů jak z existujících fyzických zdrojů, tak ze zdrojových materiálů vytvořených digitálně od začátku. Kombinuje obě tradiční techniky zpracování signálu s moderními výpočetními technologiemi, aby zvukovým designérům přinesl úžasné schopnosti, které dříve nebyly možné, než byla tato technologie vyvinuta.
Hybridní modelování
Hybridní modelování kombinuje fyzické modelování a samplovací techniky k vytvoření přesnějších a realističtějších zvuků. Tradiční samplování může mít potíže s obnovou přirozených nástrojů, jako jsou bicí a kytary, ale s hybridním modelováním existuje technologie, která dokáže zachytit všechny nuance skutečného nástroje.
Proces zahrnuje kombinaci fyzikálního modelování skutečné zvukové vlny produkované nástrojem s a předem nahraný vzorek ze skutečného představení nebo nahrávky. Výsledkem je hluboká, autenticky znějící zvuková rekreace původního zdrojového materiálu. Hybridní modelování je užitečné zejména při vytváření realistických digitálních syntezátorů, jako jsou např virtuální analogy které jsou navrženy tak, aby zněly jako klasické hardwarové syntezátory.
Kombinací těchto dvou technologií mohou producenti začlenit do svých produkcí prvky živého vystoupení, které byly obtížné nebo nemožné, než bylo k dispozici hybridní modelování. Hybridní modely umožňují producentům vytvářet jedinečné zvuky tím, že kombinují zvukové simulace prostředí s nahrávkami virtuální akustické nástroje.
Aplikace modelování
Modelování je termín používaný k popisu procesu vytváření digitální reprezentace reálného objektu nebo systému. Může být použit v různých aplikacích, jako je strojírenství, design videoher a hudební produkce. V hudební produkce kontextu se používá k přesné emulaci nástrojů, zesilovačů a efektů, které nejsou dostupné digitálně.
Pojďme se podívat na různé aplikace modelování pro hudební nástroje:
Syntetizátory
Syntezátory jsou digitální zařízení používaná pro vytváření a manipulaci se zvukem. Syntezátory se používají v mnoha různých hudebních kontextech, od zvukových skladeb až po živé hraní. Modelování je forma technologie syntézy, která umožňuje softwaru „modelovat“ analogové nebo akustické průběhy do digitálních průběhů. To nabízí hudebníkům velké možnosti s jejich zvukovým designem a možnostmi zpracování. S modelovacími syntezátory mohou uživatelé využívat všechny druhy různých průběhů včetně obvodově ohnuté zvuky, samplované a granulované zvuky, a mnohem více.
V oblasti syntezátorů existuje několik hlavních typů modelovacích syntezátorů: subtraktivní syntéza, aditivní syntéza, FM syntéza a syntezátory založené na vzorkování. Subtraktivní syntezátor používá základní harmonické složky, které lze dynamicky tvarovat uživatelsky ovládanými ovládacími prvky, jako je např výškové obálky, rezonanční filtry atd. Aditivní syntezátor sleduje komplexnější přístup, kdy je libovolně složitý tvar vlny konstruován nepřetržitým sčítáním více sinusových vln při různých frekvencích, amplitudách a fázích. FM (Frequency Modulation) syntéza používá základní sinusové průběhy (i když ne stejné, jaké byste použili v nástrojích aditivní syntézy), kde jedna nebo více sinusoid moduluje frekvenčně spolu s pevnou nosnou frekvencí, což vede k novému slyšitelnému harmonickému obsahu generovanému novou stranou. kapely. Syntezátory založené na samplování umožňují transformaci nahrávaného zvuku stejně jako dobře extrahované funkce založené na harmonické/časové doméně, které pomáhají hudebně měnit zaznamenané zvukové informace na něco použitelného v kontextu hudební produkce.
Modelované analogové syntezátory se staly extrémně populární mezi dnešními hudebními tvůrci díky svým rozmanitým možnostem zvukového designu, snadné použitelnosti se současnou počítačovou technologií a nákladové efektivitě ve srovnání s nákupem klasických analogových nástrojů nebo jejich převodem přes hardware, digitálně je obnoví v moderních podmínkách. Syntéza prostřednictvím modelování dává výrobcům nekonečné množství zvukových možností, které jim umožňují vytvářet nekonečné vzrušující tóny s větší přesností než kdy předtím, než to moderní technologie umožnila!
Elektrické kytary
Modelování kytar k výrobě použít technologii modelování živé zvuky. Tento typ modelování má za cíl přesně vytvořit zvuk různých nástrojů a nejčastěji se používá u elektrických kytar. Modelování je forma zpracování signálu, která využívá sofistikované matematické algoritmy k obnovení analogových zvukových signálů.
U elektrických kytar jsou tyto modely vytvořeny digitálním obnovením rezonančních charakteristik těla akustické kytary nebo reproduktoru skříň. V elektrických kytarách se modely mohou pohybovat od klasických lampových zesilovačů nebo zesilovačů od jiných výrobců až po simulaci akustické kytary nebo základních harmonických tónů, jako jsou ty, které se nacházejí ve dvanáctistrunných a lap steel kytarách.
K aktivaci modelu hráči obvykle používají pedál s ovládacími prvky, které jim umožňují zvolit tvary a zvuky, které napodobují určité nástroje. Tyto předvolby tónů může poskytnout širokou škálu hudebních textur – od teplých a jemných tónů na čistém kanálu až po ostré zvuky při intenzivnějším nastavení zisku.
Použitím modelovací technologie v kombinaci s efektovými pedály modelování zesilovačů a zkreslení boxy, hráči jsou schopni kombinovat různé prvky do jednoho odlišného zvuku, který je pro ně jedinečný – místo toho, aby měli několik samostatných kusů jednotlivě spojených dohromady, jak tomu bylo často v minulosti! Modelování také umožňuje rychlé přepínání mezi tonálními nastaveními během živých vystoupení, což dává hráčům větší flexibilitu při přechodech písní nebo při vytváření konkrétního zvuku pro každý kus, který hrají. Modeling zkrátka má revoluci ve hře na elektrickou kytaru dnes!
Digitální klavíry
Digitální piana jsou populární moderní nástroje, které využívají technologii a modelování k poskytování nejrealističtějšího zvuku klavíru a herního zážitku. Prostřednictvím pokročilých technologií jsou modeláři schopni realisticky replikovat akustické vlastnosti klasických a historických klavírů a také vytvářet zcela nové zabarvení.
Jednou z populárních technik používaných při modelování digitálního piana je konvoluce. Jedná se o zachycení impulsních odezev akustických pian a jejich kombinaci Digitální zvuk vytvořit realističtěji znějící zvuk. Příklady zahrnují použití více reproduktorů (stereofonní zvuk) a přidání prvků, jako jsou efekty dozvuku a sboru.
Další populární modelovací technikou používanou v digitálních klavírech je fyzikální modelování. To zahrnuje fyzikální parametry, jako je napětí struny, napětí kladívka, hmota kladívka a frekvenční odezva pro vytvoření realističtěji znějícího tónu. Kromě toho lze elektrická piana modelovat také pomocí knihoven vzorků, které umožňují velké množství přizpůsobení, které není k dispozici u akustického nástroje.
Aplikace modelování lze nalézt i v jiných elektrických nástrojích, jako jsou kytary, bicí nebo klávesy. Převzetím zvuku elektrické kytary nebo kláves z klasické LP desky nebo různých studiových sezení může pomoci dát elektrickým nástrojům autentický pocit a jedinečný charakter, který není možné reprodukovat typickými zvuky z krabice z dnešních syntezátorů nebo softwarových syntezátorů. . Kromě toho mohou zaměstnávat zpěváky pluginy pro vokální modelování když nahrávají vokály pro hudební produkci, aby pomohli udělat jejich hlas „větším“ než život na nahrávací scéně.
Výhody modelování
Modelování je populární metoda používaná v mnoha hudebních nástrojích a digitálních audio pracovních stanicích, která uživatelům poskytuje přístup k řadě různých zvuků a textur. Pomocí modelování mohou uživatelé vytvářet realistické zvuky a textury v reálném čase, aniž by museli používat tradiční vzorky.
Podívejme se na to klíčové výhody modelování a jak může pomoci hudebním tvůrcům:
Vylepšená kvalita zvuku
Kdy modelování se používá v hudebních nástrojích, cílem je vytvořit více realistický zvuk, který věrně napodobuje zvuk skutečných nástrojů. Prostřednictvím modelování lze simulovat a vylepšovat různé součásti přístroje, aby se dosáhlo vyšší míry přesnosti. Tato vylepšená kvalita zvuku poskytuje skvělý způsob, jak prozkoumat a produkovat složitější zvuky než kdykoli předtím.
Technologie modelování funguje tak, že replikuje fyzikální vlastnosti a chování akustických nástrojů a dalších zdrojů zvuku. Složité matematické algoritmy se používají k vytváření digitálních modelů, které přesně vytvářejí věrné opakování fyzických zvuků, jako jsou kytarové nebo basové struny, bicí, činely a dokonce i orchestrální nástroje. Tyto modely jsou poté kombinovány s algoritmy pro zpracování zvuku, úpravy a efekty, aby vytvořily bohatě detailní reprezentace akustických zvuků. Jak hudební technologie pokračuje v pokroku, pokroky v modelování umožňují další zkoumání a experimentování s tvorbou zvuku.
Větší flexibilita
Modelované nástroje nabízejí hráčům nástroje k dosažení vyšší úrovně flexibility s jejich zvukem a výkonem. Díky eliminaci potřeby fyzických komponent mohou digitální nástroje snadno vytvářet zvuky z různých žánrů a stylů. Široká škála zvuků nabízených modelovanými nástroji umožňuje vyšší úroveň inspiraci a kreativitu ve srovnání s tradičními nástroji.
Kromě poskytování přístupu k široké škále zvuků, modelovací technologie také umožňuje vyšší míru kontroly nad jednotlivými prvky ve zvuku nástroje. To zahrnuje možnost upravit parametry jako např obálka, útok, udržení, uvolnění a další, což hráčům pomáhá přesněji tvarovat zvuk, který chtějí.
Všechny tyto faktory se spojují a vytvářejí vzrušující nové možnosti pro hudebníky, kteří chtějí prozkoumat různé zvukové textury. Modelované nástroje poskytují příležitost pro naprogramované zvukové plochy, které by nebyly dosažitelné pouze s akustickými nebo elektrickými hudebními nástroji. To je důvod, proč modelovací technologie se stala nedílnou součástí moderní hudební kompozice, která hudebníkům umožňuje posouvat zvukové hranice při zachování kontroly nad jedinečnou zvukovou paletou svého nástroje.
Úspora nákladů
Technologie modelování může hudebníkům, producentům a zvukovým inženýrům ušetřit náklady. Vzhledem k tomu, že technologie je schopna emulovat zvuky různých klasických i moderních hudebních nástrojů, není třeba kupovat různé drahé vybavení nebo investovat do nákladných nahrávání. Technologie modelování navíc umožňuje profesionálům přesně napodobovat více nástrojů současně a přitom zachovat kvalitu signálu. Výsledkem je, že během nahrávání nebo hudebního vystoupení je potřeba méně rukou úspora času a peněz.
Navíc, protože zvukaři jsou schopni snadněji vytvářet bezchybné nahrávky a mixy s modelovací technologií díky její schopnosti jemně upravovat parametry zpracování signálu, jako je např. doby útoku, udržení a rozpadu automatizovaným způsobem jsou dodatečné náklady na opakování minimalizovány.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Na závěr použití modelovací technologie v hudebních nástrojích může poskytnout kytaristům a dalším hudebníkům výkonné zvukové možnosti, které byly dříve nemožné. Díky své schopnosti emulovat širokou škálu různých tónů nástrojů, ovládání dynamiky hraní a laditelných digitálních efektů poskytuje technologie modelování všestranné a sofistikované možnosti zvukového designu pro hudební tvůrce.
Technologie modelování se používá v mnoha moderních nástrojích k vytvoření vysoce kvalitních tónů, které zachycují věrnost vyžadovaná pro profesionální nahrávky i živá vystoupení. Díky tomu je také hráčům snazší než kdy předtím přizpůsobit si zvuk a přizpůsobit jej. Toto zahájilo a nová éra expresivní kytarové hry což umožňuje kreativitě kytaristů skutečně zazářit.
Jsem Joost Nusselder, zakladatel společnosti Neaera a obsahový marketér, táta a rád zkouším nové vybavení s kytarou v srdci mé vášně a společně se svým týmem tvořím od roku 2020 podrobné články na blogu. pomoci věrným čtenářům s nahráváním a kytarovými tipy.
