Sintesi basata su campioni - Sample-based synthesis
La sintesi basata su campioni è una forma di sintesi audio che può essere contrapposta alla sintesi sottrattiva o alla sintesi additiva . La principale differenza con la sintesi basata su campioni è che le forme d'onda seme sono suoni o strumenti campionati invece di forme d'onda fondamentali come le onde sinusoidali e sega utilizzate in altri tipi di sintesi.
Storia
Prima che la registrazione digitale diventasse pratica, strumenti come Welte Lichttonorgel (anni '30), fonogene (anni '50) e Mellotron (anni '60) utilizzavano dischi ottici analogici o deck a nastro analogici per riprodurre i suoni campionati.
Quando la sintesi basata su campioni è stata sviluppata per la prima volta, i sintetizzatori consumer più convenienti non potevano registrare campioni arbitrari, ma invece formavano timbri combinando campioni preregistrati dalla ROM prima di instradare il risultato attraverso filtri analogici o digitali . Questi sintetizzatori e i loro discendenti più complessi sono spesso indicati come ROMplers .
Strumenti basati su campioni sono stati utilizzati sin dai tempi del Computer Music Melodian , del Fairlight CMI e del NED Synclavier . Questi strumenti erano molto più avanti dei loro tempi ed erano corrispondentemente costosi. La prima registrazione che utilizzava un sintetizzatore di campionamento fu " Il viaggio di Stevie Wonder attraverso" La vita segreta delle piante " " (1979) che usava il Computer Music Melodian per creare melodie e ritmi complessi da suoni campionati dalla natura. Il primo brano che Wonder ha registrato è stato "The First Garden", dove ha usato un cinguettio di uccelli campionato come suono principale nella canzone. Sintetizzatori basati su campioni più convenienti disponibili per le masse con l'introduzione di Ensoniq Mirage (1984), Roland D-50 (1987) e Korg M1 (1988), emersi alla fine degli anni ottanta. L'M1 ha anche introdotto il concetto di workstation musicale .
Il concetto lo ha trasformato in schede audio per il PC multimediale , sotto i nomi come scheda wavetable o scheda figlia wavetable . (Vedi Wavetable sintesi # Background )
Vantaggi della sintesi basata su campioni
Il vantaggio principale della sintesi basata su campioni rispetto ad altri metodi di sintesi digitale come la sintesi di modellazione fisica o la sintesi additiva è che i requisiti di potenza di elaborazione sono molto inferiori. Questo perché la maggior parte delle sfumature dei modelli sonori sono contenute nei campioni preregistrati piuttosto che calcolate in tempo reale.
A differenza dei sintetizzatori analogici, i circuiti non devono essere duplicati per consentire la riproduzione di più voci contemporaneamente. Pertanto la polifonia delle macchine basate su campioni è generalmente molto più alta. Uno svantaggio è, tuttavia, che per includere più dettagli, potrebbe essere necessario riprodurre più campioni contemporaneamente (una tromba potrebbe includere un rumore di respiro, un ringhio e un'onda sonora in loop utilizzata per la riproduzione continua). Ciò riduce nuovamente la polifonia, poiché i sintetizzatori basati su campioni valutano la loro polifonia in base al numero di multicampioni che possono essere riprodotti simultaneamente.
Multisampling
La capacità di un sintetizzatore basato su campioni di riprodurre le sfumature di strumenti naturali è determinata principalmente dalla sua libreria di suoni campionati. Nei primi giorni della sintesi basata su campioni, la memoria del computer era costosa e i campioni dovevano essere i più brevi e il meno possibile. Ciò è stato ottenuto eseguendo il loop di una parte del campione (spesso una singola onda) e quindi utilizzando una curva di inviluppo del volume per far svanire il suono. Uno stadio di amplificazione tradurrebbe la velocità della chiave in guadagno in modo che una riproduzione più dura si traduca in una riproduzione più forte. In alcuni casi la key velocity modula anche il tempo di attacco dello strumento, determinando un attacco più veloce per i passaggi forti.
Quando la memoria è diventata più economica, è diventato possibile utilizzare il multicampionamento; invece di una singola registrazione di uno strumento riprodotto più velocemente o più lentamente per riprodurre altre altezze, lo strumento originale potrebbe essere campionato a intervalli regolari per coprire regioni di diverse note adiacenti ( split ) o per ogni nota. Ciò fornisce una progressione più naturale dal registro inferiore a quello superiore ; le note più basse non suonano noiose e le note più alte non suonano innaturalmente luminose. È anche possibile campionare la stessa nota a diversi livelli di intensità, riflettendo il fatto che sia il volume che il timbro cambiano con lo stile di esecuzione. Ad esempio, quando si campiona un pianoforte, è possibile creare 3 campioni per tasto; morbido, medio e con forza. Ogni possibile volume intermedio può essere ottenuto amplificando e miscelando i campioni.
Per i modelli di strumenti basati su campioni come il pianoforte Rhodes , questo multicampionamento è molto importante. Il timbro del Rhodes cambia drasticamente da sinistra a destra sulla tastiera, e varia molto a seconda della forza con cui viene battuto il tasto. I registri più bassi abbaiano , mentre la gamma più alta ha un suono più simile a una campana. La corteccia sarà più distinta se i tasti vengono colpiti con forza. Affinché il modello sia sufficientemente espressivo, è quindi necessario che i multicampioni siano eseguiti sia sull'intonazione che sulla forza di esecuzione.
Sintetizzatori di campionamento
Un design di sintesi basato su campioni più flessibile che consente all'utente di registrare forme d'onda arbitrarie per formare il timbro di base di un suono è chiamato campionatore . I primi campionatori erano molto costosi e in genere avevano basse frequenze di campionamento e profondità di bit , risultando in un suono granuloso e con alias . Dalla fine degli anni '80, tuttavia, i campionatori hanno fornito specifiche valide almeno quanto i CD . Alla fine degli anni '90, l'enorme aumento della velocità del processore del computer ha permesso lo sviluppo diffuso di sintetizzatori software e campionatori software . L'ampia capacità di archiviazione dei computer moderni era ideale per la sintesi basata su campioni e molti campionatori sono quindi migrati verso implementazioni software o sono stati sostituiti da nuovi campionatori software.