logo Disk

Proč má syntezátor tak jedinečnou barvu? Zní syntezátory úplně jinak než v 70. a 80. létech?

Druhů syntéz, kterými můžeme vytvářet nové zvukové barvy, je velké množství. Přesto existuje barva, kterou posluchač bezpečně označí jako syntezátorovou. Co má společného s témbry akustickými a čím vybočuje? A vůbec, kam se svět syntezátorů vyvíjí a co můžeme očekávat v budoucnosti?

Kategorie: Studio - Tipy & Triky
Ondřej Jirásek | 2. září 2020

Drží svůj timbre brand už od sedmdesátek

Syntezátory či syntetizery už od své první elektronkové generace, 1910 - 1960 (např. Trautonium, Elektro Theremin), pokračující do generace druhé, tranzistorové, 1948 - 1970 (např. Clavivox, Eletronium) zaujaly umělým, zvláštním, ale přesto vlastním zvukem. Zájem o ně a jejich prosazení se v hudebním instrumentáři pak vyvrcholily hlavně v 70. a 80. letech minulého století, kdy se spolu prolínaly generace třetí postavená na integrovaných obvodech, generace čtvrtá s analogově digitálními obvody a generace pátá, již plně digitální. Tehdy si nová barva dobila pevnou pozici mezi ostatními akustickými nebo elektroakustickými nástroji. A dodnes umí muzikanti či posluchači ukázat a říci: „Tuhle melodii hraje v písničce syntezátor!“ Podívejme dovnitř do spektra, do barev a zkusme najít, čím jsou tyhle témbry zvláštní a osobité.

Skladatel Hans Zimmer a zanícený vynálezce Robert Moog začínali se syntezátory velkými jako skříně!

Jak vzniká barva v tradičním nástroji

Akustické nástroje jsou typické tím, že jejich vibrující díl (oscilátor) produkuje pravidelné kmity. Ať jsou to struna nebo hrana, jednotplátek, dvojplátek nebo rty (membrazonní jazýčky) propojené na vzduchový sloupec. Výsledkem je spektrum, kde nalezneme tzv. harmonické složky. Ty odpovídají dílčím kmitům na struně, ve vzduchovém sloupci ad. Často jsou označovány termínem vyšší harmonické, a to proto, že vznikají v harmonickém celočíselném poměru. Jejich podstatnou vlastností je, že produkují harmonickou - ladící či přirozenou - barvu. V případě syntézy bychom hovořili o tzv. aditivní syntéze, kdy po stopách přidáváme sinusové složky v celočíselném poměru.

Signál ve tvaru trojúhelníku (částěčně se mu podobá témbr klatinetu v dynamice piano) má čisté harmonické spektrum - pravidelné frekvenční odstupy harmonických složek.

Tato čistá či symetrická barva je pro naše lidské ucho nejčitelnější v prvním pásmu (1. až 8. složka), kde ještě rozeznáme intervaly mezi alikvóty, méně už potom v pásmu druhém (9. až 16. složka), které vnímáme jako zahuštěný akord, tedy klastr. Třetí pásmo (17. až 32. složka), přestože je v harmonickém poměru, už lidské ucho bere jako tzv. spojitá spektra, tedy barvu podobající se řinčení či zvonění. Zde už nastává podobnost s určitými syntetizérovými rejstříky, ale laicky řečeno jde stále o ladící zvonění harmonické. Pásmo čtvrté (33. až 64. složka) se nám díky úzkým mikro intervalům jeví jako šum.

Do hry ještě vstupují převodníky (např. kobylka), které díky impedanci mění dynamický obrys harmonického spektra. A ještě více rezonátory, které posílí ve spektru tzv. formanty.

Spektrum trubicových symfonických zvonů už místy obsahuje inharmonické shluky - alikvóty "nalepené" k sobě (červené šipky). Tyto inharmonicity vytvářejí v barvě typické průrazné zvonění.

Rozladěný témbr v akustických nástrojích

Speciální případem jsou blány, kameny, pláty a další 3D oscilátory. Energie se v nich totiž nepohybuje rovnoměrně a díky různé tloušťce, hustotě, různému napětí, útlumu, úhlovému zrychlení ad. produkují již silně inharmonické barvy. V jejich spektru nacházíme typické rozladěné shluky, připomínající třeba cinkání.

Pozn. To je například nežádoucí u klavíru, když má přehnaně těžké struny a obroušené tvrdé kladívko. Takový tón se nepěkně pojí do sytějších harmonií a klavíristé od něj dávají vědomě i podvědomě ruce pryč.

Podstatné je, že tuhle rozladěnou, inharmonickou barvu nemůže interpret příliš řídit. Je dána natvrdo akusticko-mechanickými vlastnostmi nástrojů.

Přečtěte si také:

Modal Electronics: nová značka synth modulů v portfoliu!

S radostí oznamuje, že jsme se stali distributorem unikátních britských syntezátorových modulů Modal Electronics pro Česko i Slovenko. Aktuálně nabízí dva syntezátorové moduly, kt…

Patří budoucnost virtuálním nástrojům?

Kdo skládá, aranžuje, anebo prostě rád pracuje s větším množstvím různých hudebních nástrojů, tak už určitě narazil na nějaký virtuální nástroj. Ale co je vlastně uvnitř takového p…

Waldorf Kyra: objevte syntézu budoucnosti!

Waldorf Kyra je nový unikátní virtuálně analogový syntezátor, světově první FPGA (hradlově programovatelný) synth podobného typu. Disponuje širokou škálou zvukových možností se 128…

Jak vzniká barva v původních analogových syntezátorech

V případě syntetizérů existuje základní schéma, které se v 70. a 80. letech minulého století zabydlelo hlavně u analogových syntezátorů. Základem je vysokofrekvenční oscilátor (VCO), který v generuje hebčí (sinus, trojúhelník), středně syté (obdélník) až plné (puls, pila) spektrum. Tyhle dřevní signály nejsou samy o sobě nijak příliš zajímavé. Mnohem cennější jsou výsledky, které docílíme následnými operacemi. Mezi ty základní patří například modulace, kdy hlavní VCO signál násobíme (modulujeme) nízkofrekvenčním oscilátorem (LFO). Tehdy při určitých poměrech nosného a modulačního signálu obohacujeme postranní spektra o složky, které tvoří dříve nový a moderní, dnes už tradiční syntezátorový zvuk. Velice často v něm hrají stěžejní roli právě složky rozladěné, tedy inharmonicity.

Důležitou vlastností je, že jakost těchhle složek můžeme řídit a to i dynamicky v čase. Barva tónu se průběžně mění. A do hry potom vstupují další operace jako subtrakce (filtry syté spektrum proséváme), rezonance (filtry vytváříme umělé formantové zdvihy), efekty pracující se zkreslením, dozvukem, fázovými posuvy ad.

Další syntézy neboli spojování různých prvků

Technik, jak získávat nové umělé barvy, je přehršle a záleží hlavně na výsledku: nové a hlavně použitelné barvě, kterou syntézou získáme. Můžeme tak témbr skládat z jednotlivých harmonických i jiných (šum, inharmonicity) složek, ubírat z plného spektra, zkreslovat, fázově zpožďovat, spojovat různé mini výseky (granule), tvarovat vlny (waveshaping) a poté je spojovat, kombinovat vzorky ze zásobníku (wavetable) a zároveň je různě měnit, prolínat barvy joystickem jako tzv. vektory atd.

Spektrum syntezátorového rejstříku "lead" je plné rovnoměrně rozsetých inharmonických shluků (klastrů). Signál je díky nim vysoce průrazný.

Podstatný je nově získaný materiál a jeho přijetí muzikanty a posluchači. A logicky se u syntetizérů prosadily a etablovaly barvy, které jen slepě nenapodobovaly přírodní zvuky, ale nestyděly se za svou umělost, syntetičnost. Byly prostě kontrastní!

Pozn. Pamatuji si, jak se rozčilovali mí starší kolegové či učitelé – syntezátoroví fajnšmejkři, že prostý lid dává přednost těm nejsprostším syntetickým zvukům. Proč? Znal je ze znělek v rozhlase, na nádraží apod. A taky byly jasně čitelné!

Důležité je si uvědomit, že většinou syntetických operací se do spektra přidávaly a přidávají složky, které bychom v reálném akustickém světě těžko izolovali, anebo vůbec získali. A často souvisejí s rozladěním nějakého výseku spektra.

Legendární nástroj Yamaha DX7 měl množství svých rejstříků postavených na FM, frekvenční modulaci.

Synth techniky letem světem

Radiofonie obohatila muzikantský svět a tedy i syntezátory o dvě důležité modulační techniky: amplitudovou a frekvenční.

Amplitudová modulace (AM) vzniká tehdy, když modulační vlna mění hlasitost nosné vlny. Podstatné je, že při této modulaci nemůžeme složky v postranních pásmech rozlaďovat, ale jen měnit jejich intenzitu. Vlastně se jedná o velmi rychlé tremolo, které může mít různou hloubku modulace.

Frekvenční modulace (FM), kdy modulační signál rozlaďuje signál nosný, je co do barvy i nastavování mnohem pestřejší. Pomocí tvarů vln, jejich číselného poměru, hloubky modulace ad. vnášíme do obvykle původního symetrického – ladícího signálu inharmonické shluky. A to různou měrou. Vznikají tak barvy podobné zvonění, řinčení skla, cinkání, bzučení.

Blofeld Keyboard od Waldorf pracuje jak s frekveční, tak kruhovou modulací.

Při obohacování barvy hlasu se uplatnila křížová modulace a syntéza, neboli VOCODER. Byl vynalezen v roce 1938 Homerem Dudleym v Bell Labs a následně využívaný v armádě pro šifrování. Vysílač neodesílal signál v celku, ale jako obálky několika pásmových filtrů. Přijímací jednotka musí být nastavena na stejných konfiguracích jako filtry, aby znovu syntetizovala verzi původního spektra signálu. Ale jak to bývá, inženýry a muzikanty zaujala nová barva. Zařízení přizpůsobili tak, že zaznamenává nosnou a paralelně s ní pak fungují kanály s pásmovými filtry. Těmi je lidský hlas doplňován o roboticky znějící ingredience.

Ring Modulation, kruhová modulace vytváří barvy, které se často podobají řinčení kovů. Efekt je docílen spínáním diod (při kladné půlvlně se na sekundárním vinutí transformátoru otevřou diody D1 a D4, při záporné jsou otevřeny diody D2 a D3), které svým režimem vytvářejí vnitřní uzavřený obvod - kruh. A ten „roboticky zvoní“.

Mistrovský nástroj Quantrum od Waldorf shrnuje pořádný ranec syntéz: 3 digitální oscilátory s až čtyřmi syntézovými algoritmy, wavetable oscilátor, granulární sampler s multi-samplingem, 6 LFO generátorů, rozšiřitelnou modulační matici se 40 sloty ad.

Zdomácněly

Syntetických technik samozřejmě v 70. a 80. letech existovalo mnohem více, ale právě tyhle výše zmíněné se zapsaly do témbrového zásobníku nejvýrazněji. Jsou přebírány dalšími generacemi hudebníků. Mají své stylové významy a přesahy. Jako si při zvuku varhan můžeme vybavit barokní skladby, při určitých syntezátorových rejstřících nám naběhnou styly jako art rock, new wave apod. Prostě zdomácněly.

Syntézy dnes

Svět se vyvíjí a nejrůznější syntézy dnes není nemožné jak analogově, tak digitálně shrnout do jednoho pytle - nástroje. A to do hry vstoupilo virtuální modelování, které dokáže simulovat většinu technik dřevních, ale hlavně otevřelo nové barvy a nové techniky. Ale i zde platí: napodobování není tolik zajímavé jako odlišení se a prosazení nové barvy!

Waldorf Kyra je SVĚTOVÉ PRVNÍ FPGA - hradlově programovatelný - syntezátor! Co to znamená? Obvody Field Programmable Gate Array patří mezi vyhledávané virtuální obvody s přehlednou strukturou a jasnou logikou. Obsahují až 6 milionů tzv. hradel, kterými se virtuálně simuluje pohyb signálu a jeho zpracování. 

Výhody i nevýhody geometrických zvuků

Vývoj ukázal a ukazuje, že určitá umělost i mrtvost syntetických rejstříků není nevýhodou, ale často opačně účelným stylovým odlišením se. Svět bude pravděpodobně dále stát na pnutí živé pestřeji prolínající se barvy proti umělým až geometricky statickým. A paradoxně se ukazuje, že i zde existuje veliký prostor, kam jít a kam se vyvíjet!

Produkty, o kterých se píše v tomto článku, najdete i v našem eshopu:
Líbí se Vám tento článek? Pošlete ho dál!
Přečtěte si také další související články:

Komentáře