моделирование стал важным инструментом для изготовления музыкальных инструментов сегодня. Модели используются для фиксации того, как инструменты взаимодействуют с окружающей средой и как они реагируют на разные музыкальные параметры.
Его можно использовать для создания реалистичных симуляций музыкальных инструментов и разработки новых инструментов с инновационными звуками и функциями.
В этой статье мы рассмотрим моделирование более подробно и обсудим возможности использования с музыкальными инструментами.
Определение моделирования
Лепка - важная техника в производстве музыкальных инструментов. Он включает в себя использование специального программного обеспечения для создания виртуальной модели инструмента, которая фиксирует физические характеристики реального инструмента, такие как его звук, размер, форма, материалы и процесс строительства.
Затем эту модель можно использовать для создания реалистичных звуков, имитирующих характеристики записанной физической модели.
Процесс моделирования начинается со сбора данных с физического прибора, таких как его уровни звукового давления (SPL) или цифровые образцы. Затем данные используются для создания математического или алгоритмического представления поведения прибора. Это виртуальное представление используется в качестве отправной точки для создания различных типов пользовательских моделей, которыми можно манипулировать и изменять по желанию.
Полученная цифровая модель также может быть запрограммирована с дополнительными функциями, такими как автоматическая регулировка громкости или эффекты модуляции. Это позволяет создавать инструменты с более сложными и тонкими звуками, чем можно было бы получить, играя на одном инструменте изолированно без применения какой-либо обработки эффектов.
Технология моделирования в последние годы становится все более изощренным, позволяя музыкантам настраивать свои инструменты для более персонализированного игрового опыта. Такие достижения увеличили как возможности, так и доступность современных музыкальных инструментов, сделав их более доступными, чем когда-либо прежде, для людей, которые заинтересованы в изучении различных музыкальных жанров и стилей.
Обзор технологии моделирования
Технология моделирования это использование компьютерного программного обеспечения для моделирования реальных физических систем и процессов для таких приложений, как звуковое моделирование музыкальных инструментов.
В этом контексте моделирование относится к текущим исследованиям и разработкам методов, используемых для систематического воспроизведения акустических явлений, происходящих в физической среде. Модели создаются с помощью комбинации физических измерений, методов цифровой обработки сигналов и математических уравнений. Цель состоит в том, чтобы точно зафиксировать и воспроизвести поведение данной среды или устройства, избегая артефактов и чрезмерных вычислительных ресурсов.
Музыкальные инструменты, оснащенные технологией моделирования, используют методы синтеза на основе процессоров, которые позволяют им имитировать тембры традиционных акустических инструментов, а также различные процессоры эффектов, используемые в студиях звукозаписи. В зависимости от сложности моделиста цифровая генерация тона может варьироваться от относительно простых механизмов настройки параметров (таких как настройки эквалайзера) до сложных механизмов моделирования, способных воспроизвести практически любой естественный звук. Моделирование также можно комбинировать с аналоговой схемой для более сложных звуков.
Типы моделирования
моделирование это процесс получения акустического или электрического сигнала и его использования для создания аналогичного звука. Это популярный метод, используемый в производстве музыки, и в последние годы он становится все более популярным.
Существует множество различных типов моделирования, которые используются в производстве музыки, каждый из которых имеет свои уникальные преимущества. В этом разделе будет рассмотрен каждый тип моделирования и объяснено, для чего его можно использовать в музыкальных инструментах:
Физическое моделирование
Физическое моделирование — это метод синтеза звука, в котором используется цифровая обработка сигналов (DSP) и алгоритмы для имитации поведения акустических музыкальных инструментов, звуков и эффектов. Звукопроизводство основано на математической модели звукопроизводящих структур и компонентов схемы инструмента и носит эмпирический характер. Обычно этот алгоритм не использует выборку или физические инструменты, вместо этого система создает абстрактные представления о поведении инструментов и компонентов.
Физическое моделирование может варьироваться от простых моделей, таких как синтезаторы с одним генератором, до сложных, включающих несколько физических объектов, акустических полей или систем частиц. Суть физического моделирования заключается в использовании меньшего количества вычислительно интенсивных процессов для моделирования сложных явлений, которые не могут быть легко выполнены с помощью традиционных методов синтеза. Некоторые из наиболее распространенных компонентов, используемых в физических моделях, включают: Преобразование ряда Фурье (FST), нелинейная динамика, модальные параметры для резонансного поведения и схемы управления в реальном времени для модуляции артикуляции.
Что касается синтезаторов музыкальных инструментов, физическое моделирование обеспечивает возможности синтеза, традиционно присущие эмуляции на основе семплов, но может быть ограничено сравнением, когда речь идет об имитации редких, уникальных или старинных инструментов из-за отсутствия конкретных параметров компонентов, используемых в самой модели. Тем не менее, достижения в области технологий продолжают приносить улучшения, такие как более точные звуки, которые ближе, чем когда-либо прежде, к своим аналогам из реального мира.
Цифровое моделирование
Цифровое моделирование — это процесс, в котором используются компьютерные технологии для создания цифровых представлений физических устройств. Цифровое моделирование создает подробные модели существующих физических устройств, таких как инструменты, и производит точные копии с помощью цифровых средств для использования в виртуальных средах. Он включает в себя создание как звука, так и внешнего вида устройства, чтобы его можно было использовать в программных или аппаратных приложениях.
Цифровое моделирование также можно использовать для создания новых инструментов, не существующих в реальном мире. Используя программные алгоритмы, звуковые дизайнеры могут создавать звуки и модели полностью с нуля. Этот тип синтеза обычно называют «алгоритмический синтез» or «физическое моделирование», и использует современные вычислительные мощности для создания сложных моделей приборов.
Существует множество различных типов архитектур цифрового моделирования, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Примеры включают методы акустического синтеза, такие как сэмплированный синтез волновой таблицы (сэмплирование) or FM (частотная модуляция)подходы аддитивного синтеза, такие как аддитивный гранулярный синтез (добавлены тона осциллятора) or субтрактивный синтез (вычитание гармонических обертонов). Другой тип, гранулированная выборка, в последнее время стал популярным для создания новых текстурных звуков, объединяя небольшие фрагменты звука вместе в более крупные сэмплы для использования в патчах виртуальных инструментов.
В целом, цифровое моделирование является важным инструментом для создания реалистично звучащих инструментов и эффектов как из существующих физических источников, так и из исходного материала, созданного в цифровом виде с нуля. Он сочетает в себе как традиционные методы обработки сигналов, так и современные вычислительные технологии, предоставляя звукорежиссерам удивительные возможности, которые ранее были невозможны до разработки этой технологии.
Гибридное моделирование
Гибридное моделирование сочетает методы физического моделирования и сэмплирования для создания более точных и реалистичных звуков. Традиционное сэмплирование может с трудом воспроизводить естественные инструменты, такие как барабаны и гитары, но с гибридным моделированием существует технология, позволяющая уловить все нюансы реального инструмента.
Этот процесс включает в себя сочетание физического моделирования реальной звуковой волны, создаваемой инструментом, с предварительно записанный образец из реального выступления или записи. Результатом является глубокое, аутентичное звуковое воссоздание оригинального исходного материала. Гибридное моделирование особенно полезно при создании реалистичных цифровых синтезаторов, таких как виртуальные аналоги которые предназначены для звучания классических аппаратных синтезаторов.
Комбинируя две технологии, продюсеры могут включать в свои постановки элементы живого исполнения, которые были трудны или невозможны до того, как стало доступно гибридное моделирование. Гибридные модели позволяют продюсерам создавать уникальные звуки, смешивая звуковую симуляцию окружающей среды с записями. виртуальные акустические инструменты.
Приложения моделирования
моделирование термин, используемый для описания процесса создания цифрового представления объекта или системы реального мира. Его можно использовать в различных приложениях, таких как проектирование, дизайн видеоигр и т. Музыкальное производство. В Музыкальное производство контексте, он используется для точной имитации инструментов, усилителей и эффектов, которые недоступны в цифровом виде.
Рассмотрим различные приложения моделирование музыкальных инструментов:
Синтезаторы
Синтезаторы — это цифровые устройства, используемые для создания и обработки звука. Синтезаторы используются во многих музыкальных контекстах, от аудиокомпозиций до живых выступлений. моделирование это форма технологии синтеза, которая позволяет программному обеспечению «моделировать» аналоговые или акустические сигналы в цифровые сигналы. Это предлагает музыкантам большие возможности с их звуковым дизайном и вариантами обработки. С моделирующими синтезаторами пользователи могут использовать все виды волновых форм, включая звуки согнутой цепи, сэмплированные и гранулированные звуки, и многое другое.
В области синтезаторов существует несколько основных типов моделирующих синтезаторов: субтрактивный синтез, аддитивный синтез, FM-синтез и синтезаторы на основе сэмплирования. В субтрактивном синтезаторе используются основные гармонические компоненты, которые могут динамически формироваться с помощью пользовательских элементов управления, таких как огибающие высоты тона, резонансные фильтры и т. д. В аддитивном синтезаторе используется более сложный подход, при котором произвольно сложная форма волны строится путем непрерывного сложения нескольких синусоидальных волн с различными частотами, амплитудами и фазами. Синтез FM (частотная модуляция) использует основные синусоидальные формы волны (хотя и не те, которые вы использовали бы в инструментах аддитивного синтеза), где одна или несколько синусоид модулируют по частоте вместе с фиксированной несущей частотой, что приводит к новому слышимому гармоническому контенту, генерируемому новой стороной. группы. Синтезаторы на основе сэмплирования позволяют преобразовывать записанный звук, а также извлекать функции на основе гармоник / временной области, которые помогают музыкально изменять записанную аудиоинформацию во что-то, что можно использовать в контексте производства музыки.
Смоделированные аналоговые синтезаторы стали чрезвычайно популярными среди современных создателей музыки из-за их разнообразных возможностей звукового дизайна, простоты использования с современными компьютерными технологиями и экономической эффективности по сравнению с покупкой классических аналоговых инструментов или их преобразованием с помощью аппаратного обеспечения для их цифрового воссоздания в современных терминах. Синтез посредством моделирования дает производителям бесконечное количество звуковых возможностей, позволяя им создавать бесконечные захватывающие тона с большей точностью, чем когда-либо прежде, до того, как современные технологии сделали это возможным!
Электрогитары
Моделирование гитар использовать технологию моделирования для создания реалистичные звуки. Этот тип моделирования направлен на точное воссоздание звучания различных инструментов и чаще всего используется в электрогитарах. Моделирование — это форма обработки сигналов, в которой используются сложные математические алгоритмы для воссоздания аналоговых аудиосигналов.
Для электрогитар эти модели создаются путем цифрового воссоздания резонансных характеристик корпуса или динамика акустической гитары. шкаф. В электрогитарах модели могут варьироваться от воссоздания старинных ламповых усилителей или усилителей других производителей до имитации акустической гитары или основных тонов гармонии, таких как те, которые можно найти в двенадцатиструнных и стальных гитарах.
Чтобы активировать модель, игроки обычно используют педаль с элементами управления, которые позволяют им выбирать формы и звуки, имитирующие определенные инструменты. Эти пресеты тонов может обеспечить большое разнообразие музыкальных текстур — от теплых и мягких тонов на чистом канале до более резких звуков при более интенсивных настройках усиления.
Используя технологию моделирования в сочетании с педалями эффектов, моделирование усилителя и блоки дисторшна, игроки могут комбинировать различные элементы в один отдельный звук, который уникален для них - вместо того, чтобы иметь несколько отдельных частей, индивидуально соединенных вместе, как это часто было в прошлые дни! Моделирование также позволяет быстрое переключение между тональными настройками во время живых выступлений, что дает игрокам больше гибкости во время переходов между песнями или при создании определенного звука для каждого исполняемого произведения. Короче говоря, моделирование произвел революцию в игре на электрогитаре сегодня!
Цифровые пианино
Цифровые пианино — популярные современные инструменты, в которых используются технологии и моделирование для обеспечения наиболее реалистичного звучания фортепиано и ощущения от игры. Благодаря передовым технологиям моделисты могут реалистично воспроизвести акустические свойства классических и старинных пианино, а также создать совершенно новый тембр.
Одним из популярных методов, используемых в моделировании цифрового пианино, является свертка. Это включает захват импульсных характеристик акустических фортепиано и их объединение с Цифровое аудио для создания более реалистичного звучания. Примеры этого включают использование нескольких динамиков (стереофонический звук) и добавление таких элементов, как эффекты реверберации и хоруса.
Еще одна популярная техника моделирования, используемая в цифровых пианино, — это физическое моделирование. Он включает в себя физические параметры, такие как натяжение струны, натяжение молоточка, массу молоточка и частотную характеристику, для создания более реалистичного звучания. Кроме того, электрические пианино также можно моделировать с использованием библиотек сэмплов, которые позволяют выполнять множество настроек, недоступных для акустического инструмента.
Применение моделирования также можно найти в других электрических инструментах, таких как гитары, барабаны или клавишные. Взятие звука электрогитары или клавишных из классической пластинки или различных студийных сессий может помочь придать электроинструментам аутентичное ощущение и уникальный характер, который невозможно воспроизвести с помощью типичных готовых звуков современных синтезаторов или программных синтезаторов. . Кроме того, певцы могут нанимать плагины моделирования вокала при записи вокала для музыкальной постановки, чтобы помочь сделать их голос «больше», чем жизнь на сцене записи.
Преимущества моделирования
моделирование — это популярный метод, используемый во многих музыкальных инструментах и цифровых звуковых рабочих станциях, чтобы предоставить пользователям доступ к множеству различных звуков и текстур. Благодаря моделированию пользователи могут создавать реалистичные звуки и текстуры в режиме реального времени без использования традиционных сэмплов.
Давайте посмотрим на основные преимущества моделирования и как это может помочь создателям музыки:
Улучшенное качество звука
После появления моделирование используется в музыкальных инструментах, цель состоит в том, чтобы создать более реалистичный звук, который точно имитирует звук настоящих инструментов. С помощью моделирования можно смоделировать и улучшить различные компоненты прибора для достижения большей степени точности. Это улучшенное качество звука обеспечивает отличный способ исследовать и создавать более сложные звуки, чем когда-либо прежде.
Технология моделирования работает путем воспроизведения физических свойств и поведения акустических инструментов и других источников звука. Сложные математические алгоритмы используются для создания цифровых моделей, которые точно воссоздают физические звуки, такие как струны гитары или баса, барабаны, тарелки и даже оркестровые инструменты. Затем эти модели объединяются с алгоритмами обработки звука, редактирования и эффектов для создания богато детализированных представлений акустических звуков. Поскольку музыкальные технологии продолжают развиваться, достижения в области моделирования позволяют проводить дальнейшие исследования и экспериментировать с созданием звука.
Большая гибкость
Смоделированные инструменты предлагают музыкантам инструменты для достижения большего уровня гибкости их звука и исполнения. Устраняя необходимость в физических компонентах, цифровые инструменты могут легко воссоздавать звуки разных жанров и стилей. Широкий диапазон звуков, предлагаемых смоделированными инструментами, позволяет достичь более высокого уровня вдохновение и творчество по сравнению с традиционными инструментами.
Помимо предоставления доступа к широкому спектру звуков, технология моделирования также обеспечивает более высокую степень контроля над отдельными элементами звука инструмента. Это включает в себя возможность настройки таких параметров, как конверт, атака, сустейн, выпуск и многое другое, что помогает игрокам более точно формировать звук, который они хотят.
Все эти факторы в совокупности создают захватывающие новые возможности для музыкантов, желающих исследовать различные звуковые текстуры. Смоделированные инструменты дают возможность запрограммировать звуковые ландшафты, которые были бы недостижимы только с акустическими или электрическими музыкальными инструментами. Вот почему технология моделирования стала неотъемлемой частью современной музыкальной композиции, позволяя музыкантам расширить звуковые границы сохраняя при этом контроль над уникальной звуковой палитрой своего инструмента.
Экономия
Технология моделирования может обеспечить экономию средств музыкантам, продюсерам и звукорежиссерам. Поскольку технология способна имитировать звуки различных классических и современных музыкальных инструментов, нет необходимости покупать различное дорогостоящее оборудование или вкладывать средства в дорогостоящие сеансы записи. Кроме того, технология моделирования позволяет профессионалам точно имитировать несколько инструментов одновременно, сохраняя при этом качество сигнала. В результате во время сеанса записи или музыкального исполнения требуется меньше рук. экономия времени и денег.
Кроме того, поскольку звукорежиссеры могут легче создавать безупречные записи и миксы с помощью технологии моделирования благодаря ее способности точно настраивать параметры обработки сигнала, такие как время атаки, сустейна и затухания в автоматизированном режиме минимизируются дополнительные затраты на пересдачи.
Заключение
В заключение, использование технология моделирования в музыкальных инструментах может предоставить гитаристам и другим музыкантам мощные звуковые возможности, которые ранее были невозможны. Благодаря способности эмулировать широкий спектр тембров различных инструментов, управлению динамикой игры и настраиваемым цифровым эффектам технология моделирования предоставляет универсальные и сложные варианты звукового дизайна для создателей музыки.
Технология моделирования используется во многих современных инструментах для создания высококачественных тембров, точность, необходимая как для профессиональных записей, так и для живых выступлений. Это также позволяет игрокам легче, чем когда-либо, настраивать свой звук и делать его по-своему. Это привело к новая эра выразительной игры на гитаре что позволяет творческим способностям гитаристов по-настоящему сиять.
Меня зовут Йоост Нуссельдер, основатель Neaera и контент-маркетолог, папа, и я люблю пробовать новое оборудование с гитарой, что лежит в основе моей страсти, и вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блоге с 2020 года. чтобы помочь преданным читателям советами по записи и игре на гитаре.
