Моделювання сьогодні став важливим інструментом для виготовлення музичних інструментів. Моделі використовуються для фіксації взаємодії інструментів із середовищем як вони реагують на різні музичні параметри.
Його можна використовувати для створення реалістичних імітацій музичних інструментів і розробки нових інструментів з інноваційними звуками та функціями.
У цій статті ми більш детально розглянемо моделювання та обговоримо можливості використання з музичними інструментами.
Визначення моделювання
Ліплення — важливий прийом у виробництві музичних інструментів. Він передбачає використання спеціального програмного забезпечення для створення віртуальної моделі приладу, яка фіксує фізичні характеристики реального інструменту, наприклад його звук, розмір, форма, матеріали та процес будівництва.
Потім цю модель можна використовувати для створення реалістичних звуків, які імітують характеристики записаної фізичної моделі.
Процес моделювання починається зі збору даних із фізичного приладу, наприклад його рівні звукового тиску (SPL) або цифрові зразки. Потім дані використовуються для створення математичного або алгоритмічного представлення поведінки приладу. Це віртуальне представлення використовується як відправна точка для створення різних типів спеціальних моделей, якими можна маніпулювати та змінювати за бажанням.
Отриману цифрову модель також можна запрограмувати додатковими функціями, наприклад автоматичне регулювання гучності або ефекти модуляції. Це дає змогу створювати інструменти з більш складними та нюансованими звуками, ніж можна було б досягти, граючи на одному інструменті окремо без застосування будь-якої обробки ефектів.
Технологія моделювання Останніми роками стає все більш витонченим, дозволяючи музикантам налаштовувати свої інструменти для більш персоналізованого досвіду гри. Такі досягнення збільшили як можливості, так і доступність сучасних музичних інструментів, зробивши їх більш доступними, ніж будь-коли раніше, для людей, які зацікавлені у дослідженні різних музичних жанрів і стилів.
Огляд технології моделювання
Технологія моделювання це використання комп’ютерного програмного забезпечення для моделювання фізичних систем і процесів реального світу для таких програм, як моделювання звуку в музичних інструментах.
У цьому контексті моделювання стосується поточних досліджень і розробки методів, які використовуються для систематичного відтворення акустичних явищ, які відбуваються у фізичному середовищі. Моделі створюються шляхом поєднання фізичних вимірювань, цифрових методів обробки сигналів і математичних рівнянь. Мета полягає в тому, щоб точно зафіксувати та відтворити поведінку певного середовища чи пристрою, уникаючи артефактів і надмірних обчислювальних ресурсів.
Музичні інструменти, обладнані технологією моделювання, використовують методи синтезу на основі процесора, які дозволяють їм імітувати тони традиційних акустичних інструментів, а також різні процесори ефектів, які використовуються в студіях звукозапису. Залежно від досвіду моделювання, генерація цифрового тону може відрізнятися від відносно простих механізмів налаштування параметрів (таких як налаштування еквалайзера) до складних механізмів моделювання, здатних відтворювати практично будь-який природний звук. Моделювання також можна комбінувати з аналоговою схемою для більш складних звуків.
Види моделювання
Моделювання це процес отримання акустичного або електричного сигналу та використання його для створення подібного звуку. Це популярна техніка, яка використовується в музичному виробництві, і вона стає все більш популярною в останні роки.
У музичному виробництві використовуються різні типи моделювання, кожен з яких має свої унікальні переваги. У цьому розділі буде розглянуто кожен тип моделювання та пояснено, для чого його можна використовувати в музичних інструментах:
Фізичне моделювання
Фізичне моделювання це тип техніки синтезу звуку, яка використовує цифрову обробку сигналів (DSP) і алгоритми для імітації поведінки акустичних музичних інструментів, звуків і ефектів. Виробництво звуку базується на математичній моделі звукових структур інструмента та компонентів схеми та має емпіричний характер. Зазвичай цей алгоритм не включає вибірку чи фізичні інструменти, натомість система створює абстрактні представлення поведінки інструментів і компонентів.
Фізичне моделювання може варіюватися від простих моделей, таких як синтезатори з одним осцилятором, до складних, що включають кілька фізичних об’єктів, акустичних полів або систем частинок. Суть фізичного моделювання полягає у використанні меншої кількості обчислювальних процесів для моделювання складних явищ, які неможливо легко виконати за допомогою традиційних методів синтезу. Деякі з найпоширеніших компонентів, які використовуються у фізичних моделях, включають Перетворення рядів Фур'є (FST), нелінійна динаміка, модальні параметри для резонансної поведінки та схеми керування в реальному часі для модуляції артикуляції.
Що стосується синтезаторів музичних інструментів, фізичне моделювання забезпечує можливості синтезу, традиційно наявні в емуляціях на основі семплів, але може бути обмежено порівнянням, коли йдеться про імітацію рідкісних, унікальних або старовинних інструментів через відсутність конкретних параметрів компонентів, які використовуються в самій моделі. Проте технологічний прогрес продовжує приносити такі покращення, як звуки з вищою точністю, які ближче, ніж будь-коли раніше, до аналогів у реальному світі.
Цифрове моделювання
Цифрове моделювання — це процес, у якому використовуються комп’ютерні технології для створення цифрових зображень фізичних пристроїв. Цифрове моделювання створює детальні моделі існуючих фізичних пристроїв, таких як інструменти, і створює точні копії за допомогою цифрових засобів для використання у віртуальних середовищах. Він передбачає створення як звуку, так і зовнішнього вигляду пристрою, щоб його можна було використовувати в програмних або апаратних програмах.
Цифрове моделювання також можна використовувати для створення нових інструментів, яких не існує в реальному світі. Використовуючи програмні алгоритми, звукові дизайнери можуть будувати звуки та моделі повністю з нуля. Цей тип синтезу зазвичай називають «алгоритмічний синтез» or «фізичне моделювання»і використовує сучасні обчислювальні потужності для створення складних моделей приладів.
Існує багато різних типів архітектур цифрового моделювання, кожна з яких має свої сильні та слабкі сторони. Приклади включають методи акустичного синтезу, такі як Синтез дискретизованої хвильової таблиці (вибірка) or FM (частотна модуляція), підходи до адитивного синтезу, такі як адитивний зернистий синтез (додані тони осцилятора) or субтрактивний синтез (вилучення гармонічних обертонів). Інший тип, гранульований відбір проб, нещодавно став популярним для створення нових текстурних звуків, поєднуючи невеликі фрагменти аудіо разом у більші зразки для використання у віртуальних інструментальних патчах.
Загалом цифрове моделювання є важливим інструментом для створення інструментів і ефектів із реалістичним звучанням як із наявних фізичних джерел, так і з вихідного матеріалу, створеного в цифровому вигляді з нуля. Він поєднує традиційні методи обробки сигналів із сучасними обчислювальними технологіями, щоб надати звуковим дизайнерам дивовижні можливості, які раніше були недоступні до розробки цієї технології.
Гібридне моделювання
Гібридне моделювання поєднує фізичне моделювання та методи семплювання для створення більш точних і реалістичних звуків. Традиційне семплування може мати проблеми з відтворенням природних інструментів, таких як барабани та гітари, але з гібридним моделюванням існує технологія, яка дозволяє вловити всі нюанси справжнього інструменту.
Процес передбачає поєднання фізичного моделювання фактичної звукової хвилі, створеної інструментом, із a попередньо записаний зразок реального виступу або запису. Результатом є глибоке, автентичне звукове відтворення оригінального вихідного матеріалу. Гібридне моделювання особливо корисно для створення реалістичних цифрових синтезаторів, таких як віртуальні аналоги які звучать як класичні апаратні синтезатори.
Поєднуючи ці дві технології, продюсери можуть включити у свої постановки елементи живого виступу, які були складними або неможливими до появи гібридного моделювання. Гібридні моделі дають змогу виробникам створювати унікальні звуки, поєднуючи аудіосимуляції навколишнього середовища із записами віртуальні акустичні інструменти.
Застосування моделювання
Моделювання це термін, який використовується для опису процесу створення цифрового представлення об’єкта або системи реального світу. Його можна використовувати в різних програмах, таких як інженерія, дизайн відеоігор тощо Музичне виробництво, в Музичне виробництво контексті, він використовується для точної емуляції інструментів, підсилювачів і ефектів, які недоступні в цифровому вигляді.
Давайте розглянемо різні застосування моделювання музичних інструментів:
Синтезатори
Синтезатори — це цифрові пристрої, які використовуються для створення та обробки звуку. Синтезатори використовуються в різних музичних контекстах, від аудіокомпозицій до живих виступів. Моделювання це форма технології синтезу, яка дозволяє програмному забезпеченню «моделювати» аналогові або акустичні сигнали в цифрові. Це надає музикантам великі можливості з їх звуковим оформленням і варіантами обробки. За допомогою моделюючих синтезаторів користувачі можуть використовувати всі типи різних форм сигналу, включаючи ланцюгові звуки, семпліровані та гранульовані звуки, і так багато іншого.
У галузі синтезаторів існує кілька основних типів моделюючих синтезаторів: субтрактивний синтез, адитивний синтез, FM синтез та синтезатори на основі семплінгу. Субтрактивний синтезатор використовує базові гармонійні компоненти, які можна динамічно формувати за допомогою елементів керування, як-от огинаючі висоти, резонансні фільтри тощо. Адитивний синтезатор дотримується більш складного підходу, за допомогою якого довільно складна форма сигналу створюється безперервним додаванням кількох синусоїдальних хвиль на різних частотах, амплітудах і фазах. Синтез FM (частотної модуляції) використовує базові синусоїдальні форми (хоча не ті самі, які ви використовували б у інструментах додаткового синтезу), де одна або більше синусоїд модулюють частоту разом із фіксованою несучою частотою, що призводить до нового звукового гармонічного вмісту, створеного новою стороною смуги. Синтезатори на основі семплювання дозволяють перетворювати записаний аудіо, а також вилучати функції на основі гармонійної/часової області, які допомагають музично змінювати записану аудіоінформацію на щось, що можна використовувати в контексті музичного виробництва.
Змодельовані аналогові синтезатори стали надзвичайно популярними серед сучасних музикантів завдяки своїм різноманітним можливостям звукового оформлення, простоті використання з сучасними комп’ютерними технологіями та економічній ефективності порівняно з придбанням класичних аналогових інструментів або їх перетворенням за допомогою апаратного цифрового відтворення в сучасних умовах. Синтез за допомогою моделювання дає продюсерам нескінченну кількість звукових можливостей, дозволяючи їм створювати нескінченні захоплюючі тони з більшою точністю, ніж будь-коли раніше, ніж сучасні технології зробили це можливим!
Електрогітари
Моделювання гітар використовувати технологію моделювання для виготовлення реалістичні звуки. Цей вид моделювання спрямований на точне відтворення звучання різних інструментів, і найчастіше він використовується в електрогітарах. Моделювання – це форма обробки сигналів, яка використовує складні математичні алгоритми для відтворення аналогових аудіосигналів.
З електрогітарами ці моделі створюються шляхом цифрового відтворення резонансних характеристик корпусу акустичної гітари або динаміка шафа. В електрогітарах моделі можуть варіюватися від відтворення вінтажних лампових підсилювачів або підсилювачів від інших виробників до імітації акустичної гітари або основних гармонійних тонів, таких як ті, що зустрічаються в дванадцятиструнних і гітарах із залізною гітарою.
Щоб активувати модель, гравці зазвичай використовують педаль із елементами керування, які дозволяють їм вибирати форми та звуки, що імітують певні інструменти. Ці попередні налаштування тону може надавати велику різноманітність музичних текстур – від теплих і м’яких тонів на чистому каналі до різкіших звуків із більш інтенсивними налаштуваннями посилення.
Використовуючи технологію моделювання в поєднанні з педалями ефектів, моделювання підсилювача і дисторшн-бокси, гравці можуть комбінувати різні елементи в один окремий звук, унікальний для них – замість того, щоб мати кілька окремих частин, окремо з’єднаних разом, як це часто було в минулі дні! Моделювання також дозволяє швидке перемикання між настройками тембру під час живих виступів, що дає гравцям більше гнучкості під час переходів між піснями або під час створення певного звуку для кожного твору, який вони виконують. Одним словом, моделювання має революція у грі на електрогітарі сьогодні!
Цифрові фортепіано
Цифрові піаніно це популярний сучасний інструмент, який використовує технології та моделювання, щоб забезпечити найреалістичніший звук фортепіано та відчуття від гри. Завдяки передовим технологіям моделісти можуть реалістично відтворити акустичні властивості класичних і вінтажних піаніно, а також створити абсолютно новий тембр.
Один із популярних методів, який використовується для моделювання цифрового піаніно згортка. Це передбачає захоплення імпульсних характеристик акустичних піаніно та їх поєднання з Цифровий аудіо для створення більш реалістичного звуку. Прикладами цього є використання кількох динаміків (стереофонічний звук) і додавання таких елементів, як ефекти реверберації та хору.
Ще одна популярна техніка моделювання, яка використовується в цифрових піаніно фізичне моделювання. Це включає в себе такі фізичні параметри, як натяг струн, натяг молоточка, масу молоточка та частотну характеристику для створення більш реалістичного звуку. Крім того, електричні піаніно також можна моделювати за допомогою бібліотек семплів, які дозволяють виконувати багато налаштувань, недоступних для акустичного інструменту.
Застосування моделювання також можна знайти в інших електричних інструментах, таких як гітари, барабани чи клавішні. Взявши звук електрогітари чи клавішних із класичного платівки чи різних студійних сесій, можна надати електричним інструментам автентичного відчуття та унікального характеру, який неможливо відтворити за допомогою стандартних звуків сучасних синтезаторів або програмних синтезаторів. . Крім того, співаки можуть наймати плагіни моделювання вокалу під час запису вокалу для музичного виробництва, щоб допомогти зробити їхній голос «більшим» за життя на сцені запису.
Переваги моделювання
Моделювання це популярний метод, який використовується в багатьох музичних інструментах і цифрових аудіостанціях, щоб надати користувачам доступ до різноманітних звуків і текстур. За допомогою моделювання користувачі можуть створювати реалістичні звуки та текстури в реальному часі без використання традиційних семплів.
Давайте подивимось на основні переваги моделювання і як це може допомогти творцям музики:
Покращена якість звуку
Коли моделювання використовується в музичних інструментах, метою є створення більш реалістичний звук, який точно імітує звучання справжніх інструментів. Завдяки моделюванню різні компоненти приладу можна моделювати та покращувати для досягнення більшого ступеня точності. Ця покращена якість звуку забезпечує чудовий спосіб досліджувати та створювати складніші звуки, ніж будь-коли раніше.
Технологія моделювання працює шляхом відтворення фізичних властивостей і поведінки акустичних інструментів та інших джерел звуку. Складні математичні алгоритми використовуються для створення цифрових моделей, які точно створюють точні відтворення фізичних звуків, таких як гітарні чи басові струни, барабани, тарілки та навіть оркестрові інструменти. Потім ці моделі поєднуються з алгоритмами аудіообробки, редагування та ефектів для створення детальних представлень акустичних звуків. Оскільки музичні технології продовжують прогресувати, досягнення в моделюванні дозволяють подальше дослідження та експерименти зі створенням звуку.
Більша гнучкість
Змодельовані інструменти пропонують гравцям інструменти для досягнення більшого рівня гнучкості звуку та продуктивності. Усуваючи потребу у фізичних компонентах, цифрові інструменти можуть з легкістю відтворювати звуки різних жанрів і стилів. Величезний діапазон звуків, що пропонуються змодельованими інструментами, забезпечує вищий рівень натхнення та творчість порівняно з традиційними інструментами.
Окрім надання доступу до широкого діапазону звуків, технологія моделювання також забезпечує вищий ступінь контролю над окремими елементами звуку інструменту. Це включає можливість налаштування таких параметрів, як конверт, атака, підтримка, звільнення і багато іншого, що допомагає гравцям точніше формувати бажаний звук.
Усі ці фактори разом створюють захоплюючі нові можливості для музикантів, які прагнуть досліджувати різні звукові текстури. Змодельовані інструменти дають можливість створити запрограмований звуковий ландшафт, який неможливо досягти лише за допомогою акустичних чи електричних музичних інструментів. Ось чому технологія моделювання стала невід’ємною частиною сучасної музичної композиції, дозволяючи музикантам розсунути звукові межі зберігаючи контроль над унікальною звуковою палітрою свого інструменту.
Економія витрат
Технологія моделювання може заощадити музикантам, продюсерам і звукорежисерам. Оскільки технологія здатна імітувати звуки різноманітних класичних і сучасних музичних інструментів, немає потреби купувати різне дороге обладнання чи інвестувати кошти у дорогі сеанси запису. Крім того, технологія моделювання дозволяє професіоналам точно імітувати кілька інструментів одночасно, зберігаючи якість сигналу. Як наслідок, під час сеансу запису чи музичного виконання потрібно менше рук економія часу та грошей.
Крім того, оскільки звукорежисери можуть легше створювати бездоганні записи та мікси за допомогою технології моделювання завдяки її здатності точно регулювати параметри обробки сигналу, такі як час атаки, підтримки та затухання в автоматизованому режимі додаткові витрати на повторні здачі зведені до мінімуму.
Висновок
На закінчення можна сказати про використання технологія моделювання у музичних інструментах може надати гітаристам та іншим музикантам потужні звукові можливості, які раніше були неможливі. Завдяки здатності емулювати різноманітні звуки різних інструментів, керувати динамікою гри та настроювати цифрові ефекти, технологія моделювання надає різноманітні та складні варіанти звукового дизайну для творців музики.
Технологія моделювання використовується в багатьох сучасних інструментах для створення високоякісних тонів, які захоплюють точність, необхідна для професійних записів, а також живих виступів. Крім того, гравцям легше, ніж будь-коли, налаштовувати свій звук і робити його власним. Це започаткувало a нова ера експресивної гри на гітарі що дозволяє творчості гітаристів по-справжньому сяяти.
Я Йост Нуссельдер, засновник Neaera і маркетолог із контенту, тато, я люблю випробовувати нове обладнання з гітарою в основі моєї пристрасті, і разом зі своєю командою я створюю детальні статті в блозі з 2020 року. щоб допомогти вірним читачам порадами щодо запису та гітари.
