Звукорежиссерские средства клавишного синтезатора

И просто нельзя обойти вниманием  фирму E-mu, чьи инструменты во многом задавали направление для всей индустрии  искусственного звука.

Компания E-mu Systems Inc. была основана в начале 70-х годов в Калифорния. Очень интересным кажется то, что  основал её микробиолог Дейв Россум. Студнта-ботаника просто поросили распаковать  доставленный короб с синтезатором Moog Series III. Надо помнить, что инструменты  того времени не похожи на современные  – тогда это были какие-то шкафы, больше похожие на промышленный холодильник. И микробиолог, никогда не видевший до этого синтезатора, оказался единственным в университете, кто смог подключить инструмент. Видимо, в том момент его осенило, и с тех пор  он конструирует синтезаторы.

Его первые разработки Royal Hearn и Black Mariah были изготовлены из обувных  коробок с кнопками из алюминиевой  фольги.

Компания была основана в 1971 году, но первые годы деятельности работала на другие имена – разработки использовались в инструменте компании Oberheim, а  позже в инструменте Prophet 5 компании Sequential Circuits. И только в 1980 был выпущен  аналоговый синтезатор E-mu Audity, находящийся  под управлением компьютера Twin Z-80.

В компании стразу сообразили, куда катится мир, и с 1981 года музыкальные  инструменты разрабатывались на основе сэмплированного звука. Первый такой инструмент – 8-битный клавишный  сэмплер Emulator I – был ещё и первым в мире синтезатором со встроенным дисководом для хранения данных.

 

На фото: E-MU Emulator I

Далее новаторские инструменты выпускались один за другим: в 1984 году в продажу поступил клавишный сэмплер Emulator II, положивший основу для звуковых библиотек, в следующем году компания выпустила сэмплирующую драм-машину SP-12, в 1987 году появился сэмплер EIII, который до настоящего времени является эталоном звучания, основу современным ломанным битам положила сэмплирующая драм-машина SP-1200 в 1988 году (эту машину неоднократно снимали с производства, но вновь выпускли, так спрос на неё среди рэпперов был очень высоким). И до настоящего момента – синтезаторы, сэмплеры, устройства записи на жёсткий диск, барабанные модули, и бог знает что ещё производится под маркой E-mu.

Хотя промышленного значения синтезатор АНС не имеет, о нём  нельзя не сказать. Инструмент был придуман выдающимся русским учёным и инженером  Евгением Александровичем Мурзиным и названный им так в честь  композитора Александра Николаевича  Скрябина. На этом аппарате в шестидесятых и семидесятых годах работала «Московская экспериментальная  студия электронной музыки».

Синтезатор «АНС» имеет 720 управляемых генераторов, перекрывающих 10 октав. Основной звукоряд инструмента  представляет собой членение октавы на 72 ступени (возможна также и 114-ступенная  темперация, что является порогом  разрешающей способности человеческого  слуха по высоте). Столь широкий  исходный спектр тонов обеспечивает синтез любых звуков. Не имея практически  темперации, «АНС» позволяет пользоваться любыми ладами и звукорядами как  существующими в музыкальной  культуре разных народов, так и никогда  не существовавшими.

На этом аппарате композитор записывает нужные ему звуки на стекле, покрытом непрозрачной несохнущей краской, снимая её в определенных местах специальным  кодирующим устройством, включая тем  самым генераторы соответствующей  высоты. Это стекло является своеобразной партитурой композитора. Музыкант подкрашивает, ретуширует, стирает и наносит  новые кодовые рисунки, сразу  же осуществляя слуховой контроль получаемого  результата. На стекле партитуры можно  разрабатывать совершенно необычные  по спектрам звуки. Аппарат, имеющий  систему памяти, может запоминать такие разработки и впоследствии пользоваться ими.

Не имея ограничений в  тембрах и их изменениях, «АНС»  позволяет в сочинениях использовать искусственные голоса и шумы возможных  строений. Необыкновенные возможности  синтезатора говорят о его  близости к идеалу синтезатора. 

1.2. Технология MIDI и ее применение в клавишных  синтезаторах.

 

Появившаяся в начале восьмидесятых  годов MIDI-технология вскоре получила новый  импульс в связи с широким  распространением персональных компьютеров, до настоящего времени альтернативной идеи и альтернативной технологии создано  не было.

Основными недостатками MIDI считаются низкая скорость передачи информации, узкий диапазон изменения  параметров и ограниченная сфера  применения. В то время как одно из главных ее достоинств — небольшой  объем файлов — в последнее  время уже потеряло решающее значение. А с появлением широких возможностей по использованию при создании музыки готовых, заранее записанных музыкальных  фраз с высоким качеством звучания (различные “лупы”, “сэмплы” и  т.п.) актуальность обучения нотной грамоте, владения инструментом, освоения MIDI-технологии стала снижаться в среде самодеятельных музыкантов.

Однако если принять во внимание, что MIDI-технология изначально предназначается не для записи или  воспроизведения музыки, а только лишь для управления на некоем расстоянии (в пространстве и времени) синтезаторами, звуковыми модулями, секвенсорами, то многие претензии к ней будут  сняты.

На основании вышеизложенного  можно сделать несколько выводов. Во-первых, MIDI-технология остается ведущей  в компьютерной и аппаратно-студийной  области. Во-вторых, она совершенствуется, учитывает новые требования и  новые технические возможности. Об этом говорит последовательное появление  стандартов GM, GS и XG. В-третьих, идея оказалась  настолько удачной, что MIDI-технология вовлекает в сферу своего влияния  все новые и новые области, для которых она и не предназначалась, — управление магнитофонами, устройствами звуковой обработки, микшерскими пультами (не говоря уже о мультимедийных продуктах и компьютерных играх).

В музыкальном обучении качество звучания не играет столь значительной роли, как в звукозаписи или  концертной деятельности. Зато возможность  воспроизводить композицию в любом  темпе и в любой тональности  делают MIDI-технологию незаменимой в  музыкальных школах и училищах.

MIDI  —  Musical Instrument Digital Interface — компьютерный протокол (иногда  говорят — язык), предназначенный  для связи одного музыкального  устройства с другим. Оба эти  устройства должны обладать любого вида микропроцессором или программой, которые поддерживают MIDI-протокол.

 

Рис. 1. Пример использования MIDI. На синтезаторе можно играть ноты, выбирать новый тембр инструмента, менять громкость. Все перечисленные действия передаются по MIDI-кабелю (красного цвета) в виде команд на звуковой модуль. Последний выполняет все эти действия (звучат сыгранные ноты, меняется тембр и громкость) и выдает звук через обычные динамики. Красная стрелка показывает направление потока MIDI-сообщений.

 

Цель MIDI — управлять работой  музыкального устройства не с его  панели или клавиатуры, а на расстоянии (по MIDI-кабелю) — с другого устройства. Для этого второе устройство передает первому последовательность управляющих  команд, которые называются MIDI-сообщениями. MIDI-сообщение передает не сам звук (аудиоинформацию) или какие-то его  характеристики, а только управляющие  команды, которые выполняются устройством-получателем. Сам процесс передачи MIDI-сообщения  может осуществляться в реальном времени (во время исполнения или  воспроизведения музыки), но может  быть и разорванным во времени. В  этом случае MIDI-сообщение записывается в виде файла на дискету или  винчестер компьютера, а потом  считывается устройством-получателем.

Технология MIDI с самого начала была предназначена для связи  между самыми различными устройствами (синтезаторами, звуковыми модулями, компьютерами, устройствами цифровой обработки звука и многими  другими).

Для полноценной работы MIDI-устройство должно иметь: внутри — программу или микропроцессор, который понимает MIDI-информацию; снаружи — разъемы, к которым подсоединяется MIDI-кабель, а также MIDI-разъемы.

По MIDI-кабелю (в отличие, скажем, от телефонного) информация передается всегда в одном направлении. Поэтому  каждый MIDI-разъем используется только для одной цели в зависимости  от его вида.

В качестве разъема для MIDI используется стандартный европейский 5-контактный разъем.

 

 

Рис. 2. MIDI-разъем. Контакт 2 — земля, контакты 4 и 5 —  сигнальные, контакты 1 и 3 — не используются.

 

MIDI-кабель должен иметь  три провода, которые соединяют  контакты 1, 4 и 5 на обоих его  концах.

Одно из устройств передает MIDI-сообщение, другое получает. MIDI-кабель связывает разъем MIDI Out передающего устройства с разъемом MIDI In принимающего (рис. 1). Если нужно направить информацию в обратную сторону, необходимо соединить устройства по-новому (в соответствии с тем, что было сказано ранее) или использовать еще один кабель и связать MIDI-выход одного устройства с MIDI-входом другого (рис. 3).

 

 

Рис. 3. По одному MIDI-кабелю синтезатор передает MIDI-сообщение  на звуковой модуль. Затем (но не одновременно) по другому MIDI-кабелю этот модуль может  послать свое MIDI-сообщение на синтезатор.

 

У любого устройства имеется  только один MIDI-выход. Следовательно, если с него нужно посылать команды на два или несколько других устройств, используется разъем MIDI Thru. Тогда подключение устройств-приемников происходит последовательно (рис. 4). Но имеются, конечно, и специальные приборы, которые способны разветвлять MIDI-сообщения.

 

 

Рис. 4. Компьютер  посылает MIDI-сообщения для синтезатора  и звукового модуля через свой MIDI-выход. Они оба поступают на MIDI-вход синтезатора, оба выходят  через его разъем MIDI Thru. Синтезатор не может добавить никакую свою информацию, поэтому эти MIDI-сообщения в неизмененном виде поступают на MIDI-вход звукового  модуля. Каждое из устройств-получателей  само определяет, какие команды, находящиеся  в MIDI-сообщениях, ему следует выполнять. Кривые линии красного цвета изображают MIDI-кабели, прямые линии красного цвета  — схематический путь MIDI-информации.

 

1) при подключении MIDI-устройств необходимо учитывать направление передачи информации;

2)— при подключении третьего и следующих MIDI-устройств нужно пользоваться разъемом MIDI Thru;

3) — передаваемая MIDI-информация аналогична управлению синтезатором с помощью ручек, кнопок или клавиш.

Для того чтобы одно устройство могло понимать информацию, посланную  другим устройством, язык MIDI имеет строгую  формальную структуру. Вся информация передается в виде последовательности MIDI-сообщений.

MIDI-сообщение — это  управляющая команда, использующая  особый язык (протокол) MIDI.

MIDI-сообщение (как и  любое компьютерное сообщение)  записывается в битах, то есть  выглядит как последовательность  цифр 1 или 0 — 10011010 00101110… Так как такая запись выглядит очень громоздкой, то для чтения и редактирования MIDI-сообщений применяется шестнадцатеричный способ записи и единица измерения — байт.

Все типы MIDI-сообщений делятся  на две большие группы (рис. 5). Системные MIDI-сообщения (System message) передают команды, которые воздействуют на общие параметры  и режимы работы всех устройств-получателей.

 

Рис. 5. Разделение всех типов MIDI-сообщений на две группы.

 

Примером системного сообщения  может служить команда “Старт”, которая включает режим воспроизведения  у любого секвенсора или магнитофона, находящегося в MIDI-связке.

Канальные MIDI-сообщения (Channel message) включают в себя номер MIDI-канала и передают сообщения на каждый MIDI-канал  индивидуально. Всего для одного (и каждого) устройства MIDI-технология предусматривает 16 MIDI-каналов.

MIDI-каналы предназначены  для того, чтобы один синтезатор  или звуковой модуль мог играть  несколькими разными тембрами  одновременно, причем каждый тембр  (инструмент) исполняет свою независимую  партию.

Когда одно устройство передает канальные MIDI-сообщения на другое, внешне это выглядит так, как если бы они  были соединены шестнадцатью кабелями (и по каждому следуют указания о том, какие ноты каким тембром  играть).

 

Рис. 6. Разделение MIDI-сообщений на MIDI-каналы.

 

MIDI-технология использует  один кабель, но в каждое канальное  MIDI-сообщение вписывается номер  MIDI-канала, для которого оно предназначено.  Устройство-получатель, пользуясь этим  номером, направляет каждое канальное  MIDI-сообщение на свой канал  (рис. 6).

Канальные MIDI-сообщения можно  разделить по типам их структуры  и по их целям. В последнем случае имеются две группы MIDI-сообщений: голосовые (Voice message) и режимные (Mode message).

 

 

Рис. 7. MIDI-сообщения  из группы Channel. Все режимные сообщения  по типу (а не по функциям, как они  разделены на этом рисунке) являются MIDI-сообщениями типа Control Change, поэтому  изображены одним цветом и обведены пунктиром.

 

Голосовые сообщения несут  информацию о нотах, тембре и других характеристиках, которые должно учитывать  устройство-получатель для конкретного MIDI-канала.

Режимные сообщения тоже делятся на две группы. Первая группа воздействует на конкретный MIDI-канал (эти  сообщения устанавливают канал  в состояние по умолчанию —  сбрасывают все ноты, настраивают  канал на стандартную высоту звука  и пр.).

Сообщения второй режимной группы воздействуют на все MIDI-устройство в целом, другими словами, устанавливают  режим его работы.

В отличие от канальных  сообщений все MIDI-сообщения группы System message принадлежат одному типу (то есть имеют одинаковый статус). Это  можно увидеть и на рис. 7.