Modelovanie sa stala dnes dôležitým nástrojom na výrobu hudobných nástrojov. Modely sa používajú na zachytenie toho, ako nástroje interagujú s ich prostredím a ako reagujú na rôzne hudobné parametre.
Môže sa použiť na vytváranie realistických simulácií hudobných nástrojov a na vývoj nových nástrojov s inovatívnymi zvukmi a funkciami.
V tomto článku budeme modelovanie podrobnejšie skúmať a diskutovať o ňom možnosti využitia s hudobnými nástrojmi.
Definícia modelovania
Modelovanie je dôležitou technikou pri výrobe hudobných nástrojov. Zahŕňa použitie špeciálneho softvéru na vytvorenie virtuálneho modelu nástroja, ktorý zachytáva fyzikálne charakteristiky nástroja v reálnom svete, ako je napr. zvuk, veľkosť, tvar, materiály a stavebný proces.
Tento model je potom možné použiť na generovanie realistických zvukov, ktoré napodobňujú charakteristiky zaznamenaného fyzického modelu.
Proces modelovania začína zachytením údajov z fyzického nástroja, akým je napr hladiny akustického tlaku (SPL) alebo digitálne vzorky. Údaje sa potom použijú na vytvorenie matematického alebo algoritmického znázornenia správania nástroja. Táto virtuálna reprezentácia sa používa ako východiskový bod pre vytváranie rôznych typov vlastných modelov, s ktorými je možné manipulovať a meniť ich podľa potreby.
Výsledný digitálny model je možné naprogramovať aj o ďalšie funkcie, napr automatické nastavenie hlasitosti alebo modulačné efekty. To umožňuje vytvárať nástroje so zložitejšími a jemnejšími zvukmi, ako by sa inak dalo dosiahnuť hraním na jeden nástroj izolovane bez použitia akéhokoľvek spracovania efektov.
Technológia modelovania sa v posledných rokoch stal čoraz sofistikovanejším, čo umožňuje hudobníkom prispôsobiť si svoje nástroje pre osobnejšie zážitky z hrania. Takéto pokroky zvýšili ako možnosti, tak aj cenovú dostupnosť moderných hudobných nástrojov, čím sa stali dostupnejšími ako kedykoľvek predtým pre ľudí, ktorí majú záujem objavovať rôzne hudobné žánre a štýly.
Prehľad technológie modelovania
Technológia modelovania je využitie počítačového softvéru na simuláciu fyzikálnych systémov a procesov v reálnom svete, pre aplikácie ako napr modelovanie zvuku v hudobných nástrojoch.
V tomto kontexte sa modelovanie vzťahuje na prebiehajúci výskum a vývoj techník používaných na systematickú replikáciu akustických javov, ktoré sa vyskytujú vo fyzickom prostredí. Modely sa vytvárajú kombináciou fyzikálnych meraní, techník digitálneho spracovania signálu a matematických rovníc. Cieľom je presne zachytiť a reprodukovať správanie daného prostredia alebo zariadenia a zároveň sa vyhnúť artefaktom a nadmerným výpočtovým zdrojom.
Hudobné nástroje vybavené technológiou modelovania využívajú techniky syntézy na báze procesorov, ktoré im umožňujú imitovať tóny tradičných akustických nástrojov, ako aj rôzne efektové procesory používané v nahrávacích štúdiách. V závislosti od sofistikovanosti modelára sa môže generovanie digitálneho tónu líšiť od relatívne jednoduchých motorov na úpravu parametrov (ako napr. nastavenia ekvalizéra) až po komplexné simulačné motory schopné replikovať prakticky akýkoľvek prirodzený zvuk. Modelovanie môže byť tiež kombinované s analógovými obvodmi pre komplexnejšie zvuky.
Typy modelovania
Modelovanie je proces prijímania akustického alebo elektrického signálu a jeho použitia na vytvorenie podobného zvuku. Je to populárna technika používaná v hudobnej produkcii a v posledných rokoch sa stáva čoraz populárnejšou.
V hudobnej produkcii sa používa množstvo rôznych typov modelovania, z ktorých každý má svoje vlastné jedinečné výhody. Táto časť sa bude zaoberať každým typom modelovania a vysvetlí, na čo sa dá použiť v hudobných nástrojoch:
Fyzikálne modelovanie
Fyzikálne modelovanie je typ techniky syntézy zvuku, ktorý využíva digitálne spracovanie signálu (DSP) a algoritmy na emuláciu správania akustických hudobných nástrojov, zvukov a efektov. Zvuková produkcia je založená na matematickom modeli štruktúry zvuku nástroja a komponentov obvodov a má empirický charakter. Zvyčajne tento algoritmus nezahŕňa vzorkovanie alebo fyzické nástroje, namiesto toho systém vytvára abstraktné reprezentácie správania nástroja a komponentov.
Fyzické modelovanie sa môže pohybovať od jednoduchých modelov, ako sú syntetizátory s jedným oscilátorom, až po zložité modely zahŕňajúce viacero fyzikálnych objektov, akustických polí alebo časticových systémov. Podstata fyzikálneho modelovania spočíva v použití menej výpočtovo náročných procesov na simuláciu zložitých javov, ktoré sa nedajú ľahko dosiahnuť tradičnými technikami syntézy. Niektoré z bežnejších komponentov používaných vo fyzických modeloch zahŕňajú Fourierova sériová transformácia (FST), nelineárnu dynamiku, modálne parametre pre rezonančné správanie a schémy riadenia v reálnom čase pre moduláciu artikulácie.
Pokiaľ ide o syntetizátory hudobných nástrojov, fyzikálne modelovanie poskytuje možnosti syntézy, ktoré sa tradične vyskytujú v emuláciách založených na vzorkách, ale môžu byť obmedzené porovnaním, pokiaľ ide o napodobňovanie vzácnych, jedinečných alebo historických nástrojov kvôli nedostatku špecifických parametrov komponentov použitých v samotnom modeli. Pokroky v technológiách však naďalej prinášajú vylepšenia, ako sú zvuky s vyššou vernosťou, ktoré sú bližšie než kedykoľvek predtým k ich skutočným náprotivkom.
Digitálne modelovanie
Digitálne modelovanie je proces, ktorý využíva počítačovú technológiu na vytváranie digitálnych reprezentácií fyzických zariadení. Digitálne modelovanie vytvára podrobné modely existujúcich fyzických zariadení, ako sú nástroje, a vytvára presné repliky s digitálnymi prostriedkami na použitie vo virtuálnych prostrediach. Zahŕňa vytvorenie zvuku aj vzhľadu zariadenia, aby sa dal použiť v softvérových alebo hardvérových aplikáciách.
Digitálne modelovanie sa dá použiť aj na vytvorenie nových nástrojov, ktoré v skutočnom svete neexistujú. Pomocou programových algoritmov môžu zvukoví dizajnéri vytvárať zvuky a modely úplne od začiatku. Tento typ syntézy sa bežne označuje ako "algoritmická syntéza" or "fyzikálne modelovanie"a využíva výhody moderného výpočtového výkonu na generovanie zložitých modelov prístrojov.
Existuje mnoho rôznych typov architektúr digitálneho modelovania, z ktorých každá má svoje silné a slabé stránky. Príklady zahŕňajú metódy akustickej syntézy ako napr vzorkovaná wavetable syntéza (vzorkovanie) or FM (frekvenčná modulácia), prístupy aditívnej syntézy ako napr aditívna zrnitá syntéza (pridané tóny oscilátora) or subtraktívna syntéza (odčítanie harmonických podtónov). Iný typ, granulovaný odber vzoriek, sa nedávno stala populárnou pre vytváranie nových textúrnych zvukov, kombinovaním malých kúskov zvuku do väčších vzoriek na použitie vo virtuálnych nástrojových patchoch.
Celkovo je digitálne modelovanie dôležitým nástrojom na vytváranie realisticky znejúcich nástrojov a efektov z existujúcich fyzických zdrojov, ako aj zo zdrojových materiálov vytvorených digitálne od začiatku. Kombinuje obe tradičné techniky spracovania signálu s modernými výpočtovými technológiami, aby priniesol dizajnérom zvuku úžasné schopnosti, ktoré predtým neboli možné pred vyvinutím tejto technológie.
Hybridné modelovanie
Hybridné modelovanie kombinuje techniky fyzického modelovania a vzorkovania na vytvorenie presnejších a realistickejších zvukov. Tradičné samplovanie môže mať problémy s obnovou prirodzených nástrojov, ako sú bicie a gitary, ale s hybridným modelovaním existuje technológia, ktorá dokáže zachytiť všetky nuansy skutočného nástroja.
Proces zahŕňa kombináciu fyzikálneho modelovania skutočnej zvukovej vlny produkovanej nástrojom s a vopred nahraná ukážka zo skutočného vystúpenia alebo nahrávky. Výsledkom je hlboké, autenticky znejúce zvukové obnovenie pôvodného zdrojového materiálu. Hybridné modelovanie je užitočné najmä pri vytváraní realistických digitálnych syntetizátorov, ako napr virtuálne analógy ktoré sú navrhnuté tak, aby zneli ako klasické hardvérové syntetizátory.
Kombináciou týchto dvoch technológií môžu producenti začleniť do svojich produkcií prvky živého vystúpenia, ktoré boli ťažké alebo nemožné predtým, ako bolo hybridné modelovanie dostupné. Hybridné modely umožňujú výrobcom vytvárať jedinečné zvuky zmiešaním simulácií zvuku prostredia s nahrávkami virtuálne akustické nástroje.
Aplikácie modelovania
Modelovanie je termín používaný na opis procesu vytvárania digitálnej reprezentácie reálneho objektu alebo systému. Môže byť použitý v rôznych aplikáciách, ako je inžinierstvo, dizajn videohier a Hudobnej produkcie. V Hudobnej produkcie kontext, používa sa na presnú emuláciu nástrojov, zosilňovačov a efektov, ktoré nie sú dostupné digitálne.
Poďme sa pozrieť na rôzne aplikácie modelovanie hudobných nástrojov:
Syntetizátory
Syntetizátory sú digitálne zariadenia používané na vytváranie a manipuláciu so zvukom. Syntetizátory sa používajú v mnohých rôznych hudobných kontextoch, od zvukových skladieb až po živé vystúpenia. Modelovanie je forma technológie syntézy, ktorá umožňuje softvéru „modelovať“ analógové alebo akustické priebehy do digitálnych priebehov. To ponúka hudobníkom veľké možnosti s ich zvukovým dizajnom a možnosťami spracovania. S modelovacími syntetizátormi môžu používatelia využívať všetky druhy rôznych priebehov vrátane obvodovo ohnuté zvuky, samplované a granulované zvuky, a ešte oveľa viac.
V oblasti syntetizátorov existuje niekoľko hlavných typov modelovacích syntetizátorov: subtraktívna syntéza, aditívna syntéza, FM syntéza a syntetizátory založené na vzorkovaní. Subtraktívny syntetizátor využíva základné harmonické zložky, ktoré môžu byť dynamicky tvarované užívateľom ovládanými ovládacími prvkami, napr výškové obálky, rezonančné filtre atď. Aditívny syntetizátor sleduje komplexnejší prístup, pri ktorom sa ľubovoľne zložitý tvar vlny vytvára nepretržitým sčítaním viacerých sínusových vĺn pri rôznych frekvenciách, amplitúdach a fázach. FM (Frequency Modulation) syntéza využíva základné sínusové tvary vĺn (aj keď nie tie isté, aké by ste použili v nástrojoch aditívnej syntézy), kde jedna alebo viac sínusoidov moduluje frekvenciu spolu s pevnou nosnou frekvenciou, čo vedie k novému počuteľnému harmonickému obsahu generovanému novou stranou. kapely. Syntetizátory založené na vzorkovaní umožňujú transformáciu nahrávaného zvuku, ako aj extrahovanie funkcií založených na harmonickej / časovej doméne, ktoré pomáhajú hudobne zmeniť zaznamenané zvukové informácie na niečo použiteľné v kontexte hudobnej produkcie.
Modelované analógové syntetizátory sa stali mimoriadne populárnymi medzi dnešnými hudobnými tvorcami vďaka svojim rozmanitým možnostiam zvukového dizajnu, jednoduchosti použiteľnosti so súčasnou počítačovou technológiou a nákladovej efektívnosti v porovnaní s nákupom klasických analógových nástrojov alebo ich konverziou prostredníctvom hardvéru, aby ich digitálne vytvorili v moderných podmienkach. Syntéza prostredníctvom modelovania dáva výrobcom nekonečné množstvo zvukových možností, ktoré im umožňujú vytvárať nekonečné vzrušujúce tóny s väčšou presnosťou ako kedykoľvek predtým, než to umožnila moderná technológia!
Elektrické gitary
Modelovanie gitár na výrobu použiť technológiu modelovania živé zvuky. Tento typ modelovania má za cieľ presne vytvoriť zvuk rôznych nástrojov a najčastejšie sa používa v elektrických gitarách. Modelovanie je forma spracovania signálu, ktorá využíva sofistikované matematické algoritmy na opätovné vytvorenie analógových zvukových signálov.
Pri elektrických gitarách sú tieto modely vytvorené digitálnym obnovením rezonančných charakteristík tela alebo reproduktora akustickej gitary skriňa. V elektrických gitarách môžu modely siahať od rekreácie starých elektrónkových zosilňovačov alebo zosilňovačov od iných výrobcov až po simuláciu akustickej gitary alebo základných harmonických tónov, aké sa nachádzajú v dvanásťstrunových a lap steel gitarách.
Na aktiváciu modelu hráči zvyčajne používajú pedál s ovládacími prvkami, ktoré im umožňujú vybrať si tvary a zvuky, ktoré napodobňujú určité nástroje. Títo predvoľby tónov môže poskytnúť širokú škálu hudobných textúr – od teplých a jemných tónov na čistom kanáli až po ostrejšie zvuky pri intenzívnejších nastaveniach zisku.
Použitím technológie modelovania v kombinácii s efektovými pedálmi modelovanie zosilňovačov a skreslenie boxy, hráči sú schopní kombinovať rôzne prvky do jedného odlišného zvuku, ktorý je pre nich jedinečný – namiesto toho, aby mali niekoľko samostatných kusov jednotlivo spojených dohromady, ako to bolo často v minulosti! Modelovanie tiež umožňuje rýchle prepínanie medzi tonálnymi nastaveniami počas živých vystúpení, čo dáva hráčom väčšiu flexibilitu pri prechodoch skladieb alebo pri vytváraní konkrétneho zvuku pre každú skladbu, ktorú predvádzajú. Modeling skrátka má revolučné hranie na elektrickej gitare dnes!
Digitálne klavíry
Digitálne piana sú populárne moderné nástroje, ktoré využívajú technológiu a modelovanie, aby poskytli ten najrealistickejší klavírny zvuk a zážitok z hry. Prostredníctvom pokročilých technológií sú modelári schopní realisticky replikovať akustické vlastnosti klasických a historických klavírov, ako aj vytvárať úplne nové zafarbenie.
Jednou z populárnych techník používaných pri modelovaní digitálneho klavíra je konvolúcie. Ide o zachytenie impulzných odoziev akustických klavírov a ich kombináciu Digitálny zvuk na vytvorenie realistickejšie znejúceho zvuku. Príklady zahŕňajú použitie viacerých reproduktorov (stereofónny zvuk) a pridanie prvkov, ako sú efekty dozvuku a zboru.
Ďalšou populárnou technikou modelovania používanou v digitálnych klavíroch je fyzické modelovanie. To zahŕňa fyzikálne parametre, ako je napätie struny, napätie kladiva, hmotnosť kladiva a frekvenčná odozva, aby sa vytvoril realistickejšie znejúci tón. Okrem toho je možné elektrické klavíry modelovať aj pomocou knižníc vzoriek, ktoré umožňujú veľké množstvo prispôsobenia, ktoré nie je dostupné na akustickom nástroji.
Aplikácie modelovania nájdeme aj v iných elektrických nástrojoch ako sú gitary, bicie alebo klávesy. Prevzatím zvuku elektrickej gitary alebo klávesov z klasickej LP platne alebo rôznych štúdiových relácií môžete elektrickým nástrojom dodať autentický pocit a jedinečný charakter, ktorý nie je možné reprodukovať typickými zvukmi z krabičky z dnešných syntetizátorov alebo softvérových syntetizátorov. . Okrem toho môžu speváci zamestnať pluginy pre vokálne modelovanie pri nahrávaní vokálov pre hudobnú produkciu, aby pomohli urobiť ich hlas „väčším“ ako život na nahrávacom pódiu.
Výhody modelovania
Modelovanie je populárna metóda používaná v mnohých hudobných nástrojoch a digitálnych audio pracovných staniciach, ktorá používateľom poskytuje prístup k rôznym zvukom a textúram. Pomocou modelovania môžu používatelia vytvárať realistické zvuky a textúry v reálnom čase bez toho, aby museli používať tradičné vzorky.
Pozrime sa na kľúčové výhody modelovania a ako môže pomôcť tvorcom hudby:
Vylepšená kvalita zvuku
Kedy modeling sa používa v hudobných nástrojoch, cieľom je vytvoriť viac realistický zvuk, ktorý verne napodobňuje zvuk skutočných nástrojov. Prostredníctvom modelovania je možné simulovať a vylepšovať rôzne komponenty prístroja, aby sa dosiahol vyšší stupeň presnosti. Táto vylepšená kvalita zvuku poskytuje skvelý spôsob, ako objavovať a vytvárať komplexnejšie zvuky ako kedykoľvek predtým.
Technológia modelovania funguje tak, že replikuje fyzikálne vlastnosti a správanie akustických nástrojov a iných zdrojov zvuku. Komplexné matematické algoritmy sa používajú na vytváranie digitálnych modelov, ktoré presne vytvárajú vernú reprodukciu fyzických zvukov, ako sú gitarové alebo basové struny, bicie, činely a dokonca aj orchestrálne nástroje. Tieto modely sa potom kombinujú s algoritmami spracovania zvuku, úprav a efektov, aby sa vytvorili bohato detailné reprezentácie akustických zvukov. Keďže hudobná technológia neustále napreduje, pokroky v modelovaní umožňujú ďalšie skúmanie a experimentovanie s tvorbou zvuku.
Väčšia flexibilita
Modelované nástroje ponúkajú hráčom nástroje na dosiahnutie vyššej úrovne flexibility s ich zvukom a výkonom. Odstránením potreby fyzických komponentov môžu digitálne nástroje ľahko vytvoriť zvuky z rôznych žánrov a štýlov. Široká škála zvukov ponúkaných modelovanými nástrojmi umožňuje vyššiu úroveň inšpiráciu a kreativitu v porovnaní s tradičnými nástrojmi.
Okrem poskytovania prístupu k širokej škále zvukov, modelovacia technológia tiež umožňuje vyššiu mieru kontroly nad jednotlivými prvkami vo zvuku nástroja. Sem patrí možnosť úpravy parametrov ako napr obal, útok, udržanie, uvoľnenie a ďalšie, čo pomáha hráčom presnejšie tvarovať zvuk, ktorý chcú.
Všetky tieto faktory sa spájajú a vytvárajú vzrušujúce nové možnosti pre hudobníkov, ktorí chcú preskúmať rôzne zvukové textúry. Modelované nástroje poskytujú príležitosť pre naprogramované zvukové plochy, ktoré by nebolo možné dosiahnuť iba s akustickými alebo elektrickými hudobnými nástrojmi. To je dôvod, prečo modelovacia technológia sa stala neoddeliteľnou súčasťou modernej hudobnej kompozície, ktorá hudobníkom umožňuje posúvať zvukové hranice pri zachovaní kontroly nad jedinečnou zvukovou paletou svojho nástroja.
Úspora nákladov
Technológia modelovania môže hudobníkom, producentom a zvukovým inžinierom ušetriť náklady. Pretože technológia dokáže napodobniť zvuky rôznych klasických a moderných hudobných nástrojov, nie je potrebné kupovať rôzne drahé zariadenia alebo investovať do nákladných nahrávacích relácií. Navyše, modelovacia technológia umožňuje profesionálom presne napodobňovať viacero nástrojov súčasne a pritom zachovať kvalitu signálu. Výsledkom je, že počas nahrávania alebo hudobného vystúpenia je potrebných menej rúk úspora času a peňazí.
Navyše, keďže zvukoví inžinieri sú schopní jednoduchšie vytvárať bezchybné nahrávky a mixy s technológiou modelovania vďaka jej schopnosti jemne upravovať parametre spracovania signálu, ako napr. doby útoku, udržania a rozpadu automatizovaným spôsobom sa minimalizujú dodatočné náklady na opakovanie.
záver
Na záver, použitie modelovacia technológia v hudobných nástrojoch môže poskytnúť gitaristom a iným hudobníkom výkonné zvukové možnosti, ktoré boli predtým nemožné. Vďaka svojej schopnosti emulovať širokú škálu rôznych tónov nástrojov, ovládaniu dynamiky hrania a laditeľným digitálnym efektom poskytuje technológia modelovania všestranné a sofistikované možnosti zvukového dizajnu pre hudobných tvorcov.
Technológia modelovania sa používa v mnohých moderných nástrojoch na vytváranie vysoko kvalitných tónov, ktoré zachytávajú vernosť vyžadovaná pre profesionálne nahrávky, ako aj živé vystúpenia. Pre hráčov je tiež jednoduchšie ako kedykoľvek predtým prispôsobiť si zvuk a prispôsobiť si ho. Toto ohlásilo a nová éra expresívnej gitarovej hry čo umožňuje kreativite gitaristov skutočne zažiariť.
Som Joost Nusselder, zakladateľ spoločnosti Neaera a marketingový pracovník s obsahom, otec a rád skúšam nové vybavenie s gitarou v centre mojej vášne a spolu s mojím tímom tvorím od roku 2020 podrobné blogové články. pomôcť verným čitateľom s tipmi na nahrávanie a gitaru.
