Modelovanie zvuku speváckeho zboru

(Choir-Sound Modelling)

© Ing. Radovan Konečný - radkon, 2013-2014

O projekte

Tento projekt vznikol v snahe spraviť zvuk zborového spevu (chóru) len za pomoci vlastných a minimálnych prostriedkov, teda bez nahrávok existujúceho speváckeho zboru.

V prvej fáze analýzy som získal spektrálne zloženie zvuku pre jednotlivé tóny. Robiť ho pre každý tón zvlášť je v prípade ľudského hlasu veľmi dôležité. Každý tón som zaspieval a nahral. Z nahrávky bolo následne vybraných zopár (napr. 4) periód signálu a z toho vypočítaná jediná perióda ako priemer týchto vybraných periód. Z tejto jedinej (priemernej) periódy bolo Fourierovou transformáciou spočítané spektrálne zloženie (t.j. amplitúdy jednotlivých harmonických zložiek). Výsledkom analýzy je pre každý tón len niekoľko stoviek obyčajných číselných hodnôt.

V druhej fáze syntézy bolo treba vytvoriť zvuk, ktorý by spĺňal niekoľko vlastností:

• mal by charater podobný speváckemu zboru s viacerými spevákmi,
• bol by dokonale cyklický (t.j. pri jeho opakovanom prehrávaní by neexistoval počuteľný bod nadpojenia),
• jedna slučka cyklického zvuku by nebola dlhá,
• možnosť vytvoriť príjemný stereo zvuk.

Na syntézu zvuku, ktorý by spĺňal tieto vlastnosti, som využil môj nedávny projekt Modelovanie zvuku - NoiseSaw, ktorý som doplnil o možnosť zadať spektrálne zloženie zvuku a to pre každý tón zvlášť.

Týmto spôsobom som docielil resyntézu svojho vlastného hlasu, avšak tak, že pôsobí skôr ako spevácky zbor. Zaspievané tóny dokonca nemuseli byť zaspievané intonačne presne - použitý spôsob analýzy a syntézy zaručí vždy dokonalé ladenie tónov. Obmedzením bol len obmedzený výškový rozsah môjho hlasu (C2 až G#4), čo ale nie je na škodu, ak bolo cieľom spraviť resyntézu konkrétneho hlasu. To znamená, že tóny, ktoré už zaspievať nedokážem, sa hrať nemôžu.

- ukážka - výsledný syntetizovaný zvuk zo spektra môjho hlasu

- postup resyntézy - najprv zaspievaný tón, potom tón vzniknutý opakovaním jedinej vybranej periódy a nakoniec syntetizovaný zvuk z tejto periódy

Takýmto spôsobom sa dá jednoducho spraviť resyntéza hlasu kohokoľvek. Prípadne sa dá spraviť zbor zmiešaný z viacerých hlasov alebo z viacerých typov hlasu (mužský, ženský,...).

Použitie v KORG M1

V prípade, že sa dokážu vytvoriť slučky zvuku s dĺžkou do cca 2 sekundy, je možné takýto zvuk vložiť aj do môjho prerobeného syntezátora KORG M1. Použitá syntéza dokáže vytvoriť slučky pre ľubovoľnú vzorkovaciu frekvenciu, čo v prípade vzorkovacej frekvencie 31.25 kHz v KORG M1 nie je žiaden problém.

- porovnanie zvukov - najprv pôvodný (vraj legendárny) zvuk z KORG M1, potom resyntetizovaný môj hlas vložený do prerobeného KORG M1

Použitie v Sampléri

Pre samplér sa mohli vyrobiť aj dlhšie slučky (5 sekúnd sa ukázalo postačujúcich) a mohol sa vyrobiť stereo zvuk (použitá syntéza toto priamo umožňuje). Najvyššie uvedená zvuková ukážka je práve s použitím zvukových slučiek vložených do môjho Sampléra.

Použitie v Simulátore úderových nástrojov

Keďže môj Simulátor úderových nástrojov dokáže vytvárať aj zvuky tohto charakteru, bolo možné vyrobiť aj model pre Simulátor úderových nástrojov. Tento vytvára zvuk v reálnom čase.

- ukážka

Súbor modelu je na stránke projektu. Len pre zaujímavosť - súbor modelu má veľkosť len 33 kB.