Modelovanie zvuku - NoiseSaw

(Sound Modelling - NoiseSaw)

© Ing. Radovan Konečný - radkon, 2012

O projekte

Cieľom projektu bolo vytvoriť zvuky podobné zvukom Supersaw, avšak využitím úplne iného algoritmu a s lepšími vlastnosťami než Supersaw. Dôvody sú dva:

• docieliť bohatšie frekvenčné spektrum (pri Supersaw by to znamenalo extrémne veľké množstvo oscilátorov),
• vytvoriť dokonalé slučky s danou dĺžkou, ktorá nebude veľká.

V prípade Supersaw je dĺžka dokonalých slučiek úmerná hustote oscilátorov, takže bohatšie frekvenčné spektrum by znamenalo dlhšie slučky - tie by boli už extrémne dlhé. Preto som hľadal iné riešenie, ako vytvoriť takéto zvuky a vymyslel som algoritmus, ktorý ich vytvorí použitím algoritmu skladania filtrovaného bieleho šumu. Signál jedného oscilátora sa vytvára z bieleho šumu, ktorý je filtrovaný digitálnym filtrom typu rezonátor a to s jeho vysokou kvalitou (Q). Vzniká tak takmer-harmonický signál, avšak s postrannými pásmami vo frekvenčnom spektre. Práve kvôli týmto postranným pásmam sa takýto zvuk robí. Výsledný zvuk vznikne sčítaním určitého množstva takýchto oscilátorov a to presne pre každú harmonickú zložku. Okrem tvaru postranných pásem (daným rádom a kvalitou filtra), je možné určiť aj celkovú farbu zvuku (t.j. závislosť amplitúdy harmonickej zložky od jej poradového čísla). Zvuk je charakterom podobný napr. sláčikovému zboru (nižšie uvedené zvukové ukážky sú ukážkami surového zvuku, takže farbou sláčikový zbor nepripomínajú, dá sa to však vyriešiť dodatočným filtrovaním, čo nie je žiaden problém).

Algoritmus je navrhnutý tak, aby sa vypočítali zvuky, ktoré budú dokonale cyklickými, čiže aby vznikli dokonalé slučky. To znamená, že nie je počuť bod, v ktorom by sa niečo pri cyklení nadpájalo, pretože takýto bod ani neexistuje. Pri výpočte je možné zadať požadovanú dĺžku slučky (na rozdiel od Supersaw), napríklad 10 sekúnd.

Zvuky tohto charakteru (avšak nie cyklické) dokáže vytvárať aj môj Simulátor úderových nástrojov.

Zvukové ukážky

(Pozn.: ukážky nemusia fungovať v prehliadači Internet Explorer.)

Príklady vytvoreného (surového) zvuku NoiseSaw (nie sú tu celé slučky):

- NoiseSaw (Q=100)

- NoiseSaw (Q=50)

- NoiseSaw (Q=30)

Využitie

Zvuky vytvorené týmto spôsobom som vložil do môjho prerobeného syntezátora KORG M1 a využívam ich v hudobnej tvorbe. Ich stereo-verziu som zasa vložil do Sampléra a tiež ich využívam v hudobnej tvorbe.

Tento algoritmus bol doplnený aj o možnosť zadať spektrálne zloženie zvuku. Takto upravený algoritmus sa využíva v projekte Modelovanie zvuku speváckeho zboru.