Modelowanie stał się ważnym narzędziem do tworzenia instrumentów muzycznych dzisiaj. Modele służą do uchwycenia, w jaki sposób instrumenty wchodzą w interakcje z ich otoczeniem i jak reagują na różne parametry muzyczne.
Można go używać do tworzenia realistycznych symulacji instrumentów muzycznych oraz opracowywania nowych instrumentów z innowacyjnymi dźwiękami i funkcjami.
W tym artykule przyjrzymy się modelowaniu bardziej szczegółowo i omówimy możliwości wykorzystania go z instrumentami muzycznymi.
Definicja modelowania
Modelowanie jest ważną techniką w produkcji instrumentów muzycznych. Polega ona na wykorzystaniu specjalnego oprogramowania do stworzenia wirtualnego modelu instrumentu, który oddaje fizyczne cechy rzeczywistego instrumentu, takie jak jego dźwięk, rozmiar, kształt, materiały i proces konstrukcyjny.
Model ten można następnie wykorzystać do generowania realistycznych dźwięków, które naśladują cechy zarejestrowanego modelu fizycznego.
Proces modelowania rozpoczyna się od przechwycenia danych z instrumentu fizycznego, takiego jak jego poziomy ciśnienia akustycznego (SPL) lub próbki cyfrowe. Dane są następnie wykorzystywane do tworzenia matematycznej lub algorytmicznej reprezentacji zachowania instrumentu. Ta wirtualna reprezentacja służy jako punkt wyjścia do tworzenia różnych typów niestandardowych modeli, którymi można dowolnie manipulować i zmieniać.
Powstały model cyfrowy można również zaprogramować z dodatkowymi funkcjami, jak np automatyczna regulacja głośności lub efekty modulacji. Umożliwia to tworzenie instrumentów o bardziej złożonych i pełnych niuansów brzmieniach, niż można by to uzyskać grając na pojedynczym instrumencie w izolacji bez zastosowania przetwarzania efektów.
Technologia modelowania w ostatnich latach staje się coraz bardziej wyrafinowany, umożliwiając muzykom dostosowywanie swoich instrumentów w celu uzyskania bardziej spersonalizowanych wrażeń z gry. Takie postępy zwiększyły zarówno możliwości, jak i przystępność cenową nowoczesnych instrumentów muzycznych, czyniąc je bardziej dostępnymi niż kiedykolwiek wcześniej dla osób zainteresowanych odkrywaniem różnych gatunków i stylów muzycznych.
Przegląd technologii modelowania
Technologia modelowania to wykorzystanie oprogramowania komputerowego do symulacji rzeczywistych systemów i procesów fizycznych w zastosowaniach takich jak modelowanie dźwięku w instrumentach muzycznych.
W tym kontekście modelowanie odnosi się do ciągłych badań i rozwoju technik wykorzystywanych do systematycznego odtwarzania zjawisk akustycznych zachodzących w środowiskach fizycznych. Modele są tworzone poprzez połączenie pomiarów fizycznych, technik cyfrowego przetwarzania sygnałów i równań matematycznych. Celem jest dokładne uchwycenie i odtworzenie zachowania danego środowiska lub urządzenia przy jednoczesnym uniknięciu artefaktów i nadmiernych zasobów obliczeniowych.
Instrumenty muzyczne wyposażone w technologię modelowania wykorzystują techniki syntezy oparte na procesorach, które pozwalają im naśladować brzmienie tradycyjnych instrumentów akustycznych, a także różne procesory efektów stosowane w studiach nagraniowych. W zależności od wyrafinowania modelarza, cyfrowe generowanie tonów może różnić się od stosunkowo prostych mechanizmów regulacji parametrów (takich jak np ustawienia korektora) do złożonych silników symulacyjnych zdolnych do odtworzenia praktycznie każdego naturalnego dźwięku. Modelowanie można również łączyć z obwodami analogowymi, aby uzyskać bardziej złożone dźwięki.
Rodzaje modelowania
Modelowanie to proces odbierania sygnału akustycznego lub elektrycznego i używania go do generowania podobnego dźwięku. Jest to popularna technika stosowana w produkcji muzycznej, która w ostatnich latach zyskuje na popularności.
Istnieje wiele różnych rodzajów modelowania używanych w produkcji muzycznej, z których każdy ma swoje unikalne zalety. W tej sekcji omówimy każdy rodzaj modelowania i wyjaśnimy, do czego można go użyć w instrumentach muzycznych:
Modelowanie fizyczne
Modelowanie fizyczne to rodzaj techniki syntezy dźwięku, która wykorzystuje cyfrowe przetwarzanie sygnału (DSP) i algorytmy do naśladowania zachowania akustycznych instrumentów muzycznych, dźwięków i efektów. Produkcja dźwięku opiera się na matematycznym modelu struktur wytwarzających dźwięk instrumentu i elementów obwodów i ma charakter empiryczny. Zwykle ten algorytm nie obejmuje próbkowania ani instrumentów fizycznych, zamiast tego system tworzy abstrakcyjne reprezentacje zachowań instrumentów i komponentów.
Modelowanie fizyczne może obejmować zarówno proste modele, takie jak syntezatory z pojedynczym oscylatorem, jak i złożone, obejmujące wiele obiektów fizycznych, pól akustycznych lub układów cząstek. Istota modelowania fizycznego polega na wykorzystaniu mniejszej liczby procesów wymagających dużej mocy obliczeniowej do symulacji złożonych zjawisk, których nie można łatwo osiągnąć za pomocą tradycyjnych technik syntezy. Niektóre z bardziej powszechnych komponentów używanych w modelach fizycznych obejmują Transformacja szeregów Fouriera (FST), dynamika nieliniowa, parametry modalne dla zachowania rezonansowego i schematy sterowania w czasie rzeczywistym dla modulacji artykulacji.
Jeśli chodzi o syntezatory instrumentów muzycznych, modelowanie fizyczne zapewnia możliwości syntezy tradycyjnie spotykane w emulacjach opartych na samplach, ale może być ograniczone w porównaniu, jeśli chodzi o naśladowanie rzadkich, unikalnych lub zabytkowych instrumentów ze względu na brak określonych parametrów komponentów używanych w samym modelu. Jednak postęp technologiczny nadal przynosi ulepszenia, takie jak dźwięk o wyższej wierności, który jest bliższy niż kiedykolwiek wcześniej ich odpowiednikom w świecie rzeczywistym.
Modelowanie cyfrowe
Modelowanie cyfrowe to proces wykorzystujący technologię komputerową do tworzenia cyfrowych reprezentacji urządzeń fizycznych. Modelowanie cyfrowe tworzy szczegółowe modele istniejących urządzeń fizycznych, takich jak instrumenty, i tworzy dokładne repliki za pomocą środków cyfrowych do użytku w środowiskach wirtualnych. Polega ona na stworzeniu zarówno dźwięku, jak i wyglądu urządzenia, tak aby można go było wykorzystać w aplikacjach programowych lub sprzętowych.
Modelowanie cyfrowe można również wykorzystać do tworzenia nowych instrumentów, które nie istnieją w prawdziwym świecie. Korzystając z algorytmów programistycznych, projektanci dźwięku mogą konstruować dźwięki i modele całkowicie od zera. Ten rodzaj syntezy jest powszechnie określany jako „synteza algorytmiczna” or „modelowanie fizyczne”i wykorzystuje nowoczesną moc obliczeniową do generowania złożonych modeli instrumentów.
Istnieje wiele różnych typów architektur modelowania cyfrowego, z których każda ma swoje mocne i słabe strony. Przykłady obejmują metody syntezy akustycznej, takie jak próbkowana synteza wavetable (próbkowanie) or FM (modulacja częstotliwości), metody syntezy addytywnej, takie jak addytywna synteza granularna (dodane dźwięki oscylatora) or synteza subtraktywna (odejmowanie podtekstów harmonicznych). Inny typ, pobieranie próbek granulowanych, stał się ostatnio popularny do tworzenia nowych dźwięków teksturalnych, łącząc małe fragmenty audio w większe próbki do wykorzystania w łatkach instrumentów wirtualnych.
Ogólnie rzecz biorąc, cyfrowe modelowanie jest ważnym narzędziem do tworzenia realistycznie brzmiących instrumentów i efektów zarówno z istniejących źródeł fizycznych, jak iz materiału źródłowego stworzonego cyfrowo od podstaw. Łączy w sobie zarówno tradycyjne techniki przetwarzania sygnału z nowoczesnymi technologiami komputerowymi, aby zapewnić projektantom dźwięku niesamowite możliwości, które wcześniej nie były możliwe przed opracowaniem tej technologii.
Modelowanie hybrydowe
Modelowanie hybrydowe łączy fizyczne modelowanie i techniki samplowania, aby tworzyć dokładniejsze i bardziej realistyczne dźwięki. Tradycyjne samplowanie może mieć trudności z odtworzeniem naturalnych instrumentów, takich jak perkusja i gitary, ale dzięki modelowaniu hybrydowemu istnieje technologia pozwalająca uchwycić wszystkie niuanse prawdziwego instrumentu.
Proces polega na połączeniu fizycznego modelowania rzeczywistej fali dźwiękowej wytwarzanej przez instrument z a nagrana próbka z prawdziwego występu lub nagrania. Rezultatem jest głębokie, autentycznie brzmiące odtworzenie oryginalnego materiału źródłowego. Modelowanie hybrydowe jest szczególnie przydatne przy tworzeniu realistycznych syntezatorów cyfrowych, takich jak np wirtualne odpowiedniki które mają brzmieć jak klasyczne syntezatory sprzętowe.
Łącząc te dwie technologie, producenci mogą włączyć do swoich produkcji elementy występów na żywo, które były trudne lub niemożliwe, zanim dostępne było modelowanie hybrydowe. Modele hybrydowe umożliwiają producentom tworzenie unikalnych dźwięków poprzez łączenie symulacji dźwięku otoczenia z nagraniami wirtualne instrumenty akustyczne.
Zastosowania modelowania
Modelowanie to termin używany do opisania procesu tworzenia cyfrowej reprezentacji rzeczywistego obiektu lub systemu. Może być używany w różnych zastosowaniach, takich jak inżynieria, projektowanie gier wideo i produkcja muzyczna, w produkcja muzyczna kontekście, służy do dokładnego naśladowania instrumentów, wzmacniaczy i efektów, które nie są dostępne cyfrowo.
Przyjrzyjmy się różnym zastosowaniom modelowanie instrumentów muzycznych:
Syntezatory
Syntezatory to cyfrowe urządzenia służące do tworzenia i manipulowania dźwiękiem. Syntezatory są używane w wielu różnych kontekstach muzycznych, od kompozycji audio po występy na żywo. Modelowanie to forma technologii syntezy, która umożliwia oprogramowaniu „modelowanie” przebiegów analogowych lub akustycznych na przebiegi cyfrowe. Daje to muzykom ogromne możliwości w zakresie projektowania dźwięku i opcji przetwarzania. Dzięki syntezatorom modelującym użytkownicy mogą wykorzystywać wszelkiego rodzaju przebiegi fal, w tym dźwięki zakrzywione, dźwięki samplowane i granulowane, i wiele więcej.
W dziedzinie syntezatorów istnieje kilka głównych typów syntezatorów modelujących: synteza subtraktywna, synteza addytywna, synteza FM i syntezatory oparte na próbkowaniu. Syntezator subtraktywny wykorzystuje podstawowe składowe harmoniczne, które mogą być dynamicznie kształtowane za pomocą elementów sterujących obsługiwanych przez użytkownika, takich jak obwiednie tonu, filtry rezonansowe itp. Syntezator addytywny stosuje bardziej złożone podejście, w którym dowolnie złożony kształt fali jest konstruowany przez ciągłe dodawanie wielu fal sinusoidalnych o różnych częstotliwościach, amplitudach i fazach. Synteza FM (Frequency Modulation) wykorzystuje podstawowe przebiegi sinusoidalne (choć nie takie same, jak w instrumentach do syntezy addytywnej), w których jedna lub więcej sinusoid moduluje częstotliwość wraz ze stałą częstotliwością nośną, co skutkuje nową słyszalną zawartością harmoniczną generowaną przez nową stronę Zespoły. Syntezatory oparte na próbkowaniu umożliwiają przekształcanie nagrań audio, a także wydobywanie funkcji opartych na domenie harmonicznej/czasowej, które pomagają muzycznie zmienić nagrane informacje audio w coś użytecznego w kontekście produkcji muzycznej.
Modelowane syntezatory analogowe stały się niezwykle popularne wśród współczesnych twórców muzycznych ze względu na ich różnorodne możliwości projektowania dźwięku, łatwość użycia z obecną technologią komputerową i opłacalność w stosunku do zakupu klasycznych instrumentów analogowych lub konwertowania ich za pomocą sprzętu do cyfrowego odtwarzania ich w nowoczesnych warunkach. Synteza poprzez modelowanie daje producentom nieskończoną ilość możliwości dźwiękowych, umożliwiając im tworzenie nieskończonych ekscytujących dźwięków z większą dokładnością niż kiedykolwiek wcześniej, zanim umożliwiła to nowoczesna technologia!
Gitary elektryczne
Modelowanie gitar używać technologii modelowania do produkcji realistyczne dźwięki. Ten rodzaj modelowania ma na celu dokładne odtworzenie brzmienia różnych instrumentów i jest najczęściej stosowany w gitarach elektrycznych. Modelowanie to forma przetwarzania sygnału, która wykorzystuje zaawansowane algorytmy matematyczne do odtwarzania analogowych sygnałów audio.
W przypadku gitar elektrycznych modele te są tworzone poprzez cyfrowe odtworzenie charakterystyki rezonansowej korpusu lub głośnika gitary akustycznej gabinet. W gitarach elektrycznych modele mogą obejmować odtworzenie starych wzmacniaczy lampowych lub wzmacniaczy innych producentów, po symulację gitary akustycznej lub podstawowych tonów harmonicznych, takich jak te, które można znaleźć w gitarach dwunastostrunowych i gitarach ze stali lap.
Aby aktywować model, gracze zwykle używają pedału z elementami sterującymi, które pozwalają im wybierać kształty i dźwięki naśladujące określone instrumenty. Te presety tone może zapewnić ogromną różnorodność tekstur muzycznych – od ciepłych i łagodnych tonów na czystym kanale do ostrzejszych dźwięków przy bardziej intensywnych ustawieniach wzmocnienia.
Wykorzystując technologię modelowania w połączeniu z pedałami efektów, modelowanie wzmacniacza i zniekształcenia, gracze mogą łączyć różne elementy w jeden odrębny dźwięk, który jest dla nich unikalny – zamiast łączyć ze sobą kilka oddzielnych elementów, jak to często miało miejsce w minionych czasach! Modelowanie pozwala również na szybkie przełączanie między ustawieniami tonalnymi podczas występów na żywo, co daje graczom większą elastyczność podczas przejść między utworami lub podczas tworzenia określonego brzmienia dla każdego wykonywanego utworu. Krótko mówiąc, modeling ma zrewolucjonizował grę na gitarze elektrycznej już dziś!
Pianina Cyfrowe
Cyfrowe pianina są popularnymi nowoczesnymi instrumentami, które wykorzystują technologię i modelowanie, aby zapewnić najbardziej realistyczny dźwięk fortepianu i wrażenia z gry. Dzięki zaawansowanym technologiom modelarze są w stanie realistycznie odtworzyć właściwości akustyczne klasycznych i zabytkowych fortepianów, a także wygenerować zupełnie nową barwę.
Jedną z popularnych technik stosowanych w modelowaniu pianina cyfrowego jest skręt. Obejmuje to przechwytywanie odpowiedzi impulsowych fortepianów akustycznych i łączenie ich z Dźwięk cyfrowy aby uzyskać bardziej realistycznie brzmiący dźwięk. Przykładem tego jest używanie wielu głośników (dźwięk stereofoniczny) i dodanie elementów, takich jak pogłos i efekty refrenu.
Inną popularną techniką modelowania stosowaną w pianinach cyfrowych jest modelowanie fizyczne. Obejmuje to parametry fizyczne, takie jak napięcie struny, napięcie młotka, masa młotka i odpowiedź częstotliwościowa, aby wygenerować bardziej realistycznie brzmiący dźwięk. Ponadto pianina elektryczne można również modelować za pomocą bibliotek sampli, które pozwalają na wiele dostosowań niedostępnych w instrumencie akustycznym.
Zastosowania modelowania można znaleźć również w innych instrumentach elektrycznych, takich jak gitary, perkusja czy instrumenty klawiszowe. Wzięcie brzmienia gitary elektrycznej lub klawiszy z klasycznej płyty LP lub różnych sesji studyjnych może pomóc nadać instrumentom elektrycznym autentyczny charakter i niepowtarzalny charakter, który jest niemożliwy do odtworzenia za pomocą typowych, gotowych do użycia dźwięków z dzisiejszych syntezatorów lub syntezatorów programowych . Dodatkowo mogą zatrudniać śpiewacy wtyczki do modelowania wokalu podczas nagrywania wokali do produkcji muzycznej, aby ich głos był „większy” niż życie na scenie nagraniowej.
Korzyści z modelowania
Modelowanie to popularna metoda stosowana w wielu instrumentach muzycznych i cyfrowych stacjach roboczych audio, aby zapewnić użytkownikom dostęp do wielu różnych dźwięków i tekstur. Dzięki modelowaniu użytkownicy mogą tworzyć realistyczne dźwięki i tekstury w czasie rzeczywistym bez konieczności używania tradycyjnych sampli.
Rzućmy okiem na Kluczowe zalety modelowania i jak może pomóc twórcom muzyki:
Poprawiona jakość dźwięku
Kiedy modelowanie jest używany w instrumentach muzycznych, celem jest stworzenie czegoś więcej realistyczny dźwięk, który dokładnie naśladuje dźwięk prawdziwych instrumentów. Dzięki modelowaniu różne komponenty instrumentu mogą być symulowane i ulepszane w celu osiągnięcia większego stopnia dokładności. Ta ulepszona jakość dźwięku zapewnia świetny sposób na odkrywanie i tworzenie bardziej złożonych dźwięków niż kiedykolwiek wcześniej.
Technologia modelowania działa poprzez replikację właściwości fizycznych i zachowań instrumentów akustycznych i innych źródeł dźwięku. Złożone algorytmy matematyczne służą do tworzenia modeli cyfrowych, które wiernie odtwarzają fizyczne dźwięki, takie jak struny gitary lub basu, bębny, talerze, a nawet instrumenty orkiestrowe. Modele te są następnie łączone z algorytmami przetwarzania, edycji i efektów audio, aby stworzyć bogate w szczegóły reprezentacje dźwięków akustycznych. Wraz z postępem technologii muzycznej postęp w modelowaniu pozwala na dalsze poszukiwania i eksperymentowanie z tworzeniem dźwięku.
Większą elastyczność
Modelowane instrumenty oferują graczom narzędzia do osiągnięcia większego poziomu elastyczności w brzmieniu i wydajności. Eliminując potrzebę stosowania fizycznych komponentów, instrumenty cyfrowe mogą z łatwością odtwarzać dźwięki z różnych gatunków i stylów. Szeroka gama brzmień oferowanych przez modelowane instrumenty pozwala na osiągnięcie większego poziomu inspiracji i kreatywności w porównaniu do tradycyjnych instrumentów.
Oprócz zapewnienia dostępu do szerokiej gamy dźwięków, technologia modelowania pozwala również na wyższy stopień kontroli nad poszczególnymi elementami brzmienia instrumentu. Obejmuje to możliwość dostosowania parametrów, takich jak koperta, atak, podtrzymanie, uwolnienie i więcej, co pomaga graczom precyzyjniej kształtować pożądany dźwięk.
Wszystkie te czynniki łączą się, tworząc ekscytujące nowe możliwości dla muzyków, którzy chcą odkrywać różne tekstury dźwiękowe. Modelowane instrumenty dają możliwość zaprogramowania pejzaży dźwiękowych, które nie byłyby osiągalne za pomocą samych akustycznych lub elektrycznych instrumentów muzycznych. Dlatego technologia modelowania stała się integralną częścią współczesnej kompozycji muzycznej, umożliwiając muzykom przesuwaj dźwiękowe granice zachowując jednocześnie kontrolę nad unikalną paletą brzmień swojego instrumentu.
oszczędności
Technologia modelowania może zapewnić oszczędności muzykom, producentom i inżynierom dźwięku. Ponieważ technologia jest w stanie naśladować dźwięki różnych klasycznych i nowoczesnych instrumentów muzycznych, nie ma potrzeby kupowania różnych drogich urządzeń ani inwestowania w kosztowne sesje nagraniowe. Co więcej, technologia modelowania umożliwia profesjonalistom dokładne naśladowanie wielu instrumentów jednocześnie, przy jednoczesnym zachowaniu jakości sygnału. W rezultacie podczas sesji nagraniowej lub występu muzycznego potrzeba mniej rąk oszczędność czasu i pieniędzy.
Ponadto, ponieważ inżynierowie dźwięku są w stanie łatwiej tworzyć bezbłędne nagrania i miksy za pomocą technologii modelowania, dzięki możliwości precyzyjnej regulacji parametrów przetwarzania sygnału, takich jak czasy ataku, podtrzymania i rozpadu w sposób zautomatyzowany minimalizowane są dodatkowe koszty powtórek.
Wnioski
Podsumowując, użycie technologia modelowania w instrumentach muzycznych może zapewnić gitarzystom i innym muzykom potężne możliwości dźwiękowe, które wcześniej były niemożliwe. Dzięki możliwości emulacji szerokiej gamy różnych brzmień instrumentów, kontroli dynamiki gry i przestrajanym efektom cyfrowym, technologia modelowania zapewnia twórcom muzycznym wszechstronne i wyrafinowane opcje projektowania dźwięku.
Technologia modelowania jest wykorzystywana w wielu nowoczesnych instrumentach do tworzenia wysokiej jakości brzmień, które oddają dźwięk wierność wymagana do profesjonalnych nagrań, jak również występów na żywo. Ułatwia to również graczom dostosowywanie dźwięku i dostosowywanie go do własnych potrzeb. To zapoczątkowało a nowa era ekspresyjnego grania na gitarze który pozwala kreatywności gitarzystów naprawdę zabłysnąć.
Jestem Joost Nusselder, założyciel Neaera i content marketer, tata i uwielbiam wypróbowywać nowy sprzęt z gitarą w sercu mojej pasji, a wraz z moim zespołem tworzę szczegółowe artykuły na blogu od 2020 roku aby pomóc lojalnym czytelnikom z poradami dotyczącymi nagrań i gitar.
