Программные FM-синтезаторы

  Сергей НЕЧИТАЙЛО
Музыкальное Оборудование
февраль 2003

Сравнение нескольких вариантов.

Программные (или виртуальные) синтезаторы получают все более и более широкое распространение. Не существует, наверное, ни одного вида синтеза, который хитрые компьютерщики не реализовали бы программно. Да и некоторые способы звукообразования появились явно не без их участия. В данной статье речь пойдет о таком способе синтеза звука, как Frequency Modulation (FM), или частотная модуляция. На разделочный стол попали следующие программы: Native Instruments FM7, LoftSoft FMHeaven, SpeedSoft Virtual Sampler (вернее, только его FM-блок) и Maxim Digital Audio DX10.

Немного теории

Прежде чем говорить о синтезе звука, давайте все-таки разберемся, что же такое модуляция вообще и FM-модуляция в частности. Музыканты слово «модуляция» понимают по-своему, как смену тональности музыкального произведения. Однако в физике данный термин подразумевает изменение по заданному закону во времени величин, характеризующих какой-либо регулярный процесс. Что в применении к радиоэлектронике обозначает, грубо говоря, влияние одного электрического сигнала на другой, или еще проще — результат воздействия волны на волну. Как и многое другое, модуляция была позаимствована разработчиками музыкальных инструментов у связистов. Любая полезная информация — музыка, речь и т. п. (даже точки-тире и сигналы радиомаяков) — посылается в эфир радиопередающей станцией не в явном, а как бы зашифрованном виде. Реально антенна передатчика излучает в пространство так называемую несущую волну — периодические электромагнитные колебания с частотой, превышающей на несколько порядков среднюю частоту полезного сигнала. Эту несущую волну вырабатывает специальный генератор высокой частоты. Передача же самого полезного сигнала производится при помощи изменений во времени некоторых параметров несущей волны, например, ее амплитуды или частоты. Такое кодирование осуществляет специальный блок передатчика — модулятор. При амплитудной модуляции передаваемый сигнал изменяет амплитуду несущей частоты, «рисуя» ее мгновенные значения по форме своей волны (т. е. по изменению собственной амплитуды), словно по лекалу (рис. 1).

Огибающая линия амплитудных вершин и есть модулированный полезный сигнал, причем верхняя (положительная) огибающая находится в фазе, а нижняя (отрицательная) — со сдвигом на 180 градусов. Частотная же модуляция характеризуется воздействием не на амплитуду, а на частоту несущей волны. На рис. 2 видно, как при увеличении амплитуды модулирующего сигнала увеличивается и частота несущего. В современной радиосвязи используется модуляция и других типов: фазовая, частотно-фазовая, импульсная, амплитудно-импульсная, фазово-импульсная и т. д., и т. п.

«А когда же про синтезаторы?» — спросите вы. Не волнуйтесь, я уже о них и рассказываю. Дело в том, что некоторые блоки синтезаторов принципиально не отличаются от аналогичных модулей радиопередатчиков. Вполне возможно, в самых ранних экспериментальных макетах вообще использовалась «начинка» старой радиоаппаратуры. Ведь что такое эффект тремоло? Это амплитудная модуляция. А вибрато? Правильно, частотная. Характерный эффект «кручения» фазы волны — это не что иное, как фазовая модуляция. Про аналогию генератора несущей частоты и осцилляторов я даже говорить не буду. Само собой, вырабатываемые осцилляторами волны имеют звуковую частоту. Генераторы низкой частоты (LFO) производят волны еще меньших частот — от нуля и до сотни герц, которые используются для различных модуляционных эффектов (в частности, вибрато и тремоло). Ту же задачу выполняют и генераторы огибающей (EG), только они формируют непериодические модулирующие сигналы — за управление динамикой сигнала (а часто и частотой среза фильтра) в большинстве синтезаторов отвечают именно они.

Однако приведенные примеры использования модуляции непосредственно к синтезу звука отношения еще не имеют, хотя ее возможности в звукообразовании ничуть не менее обширные. Предлагаю небольшой эксперимент. Возьмите любой синтезатор, LFO-генератор которого способен вырабатывать сигналы частотой хотя бы 80-100 герц (подойдет и виртуальный инструмент для Emagic Logic — Emagic ES2). Оставьте всего один активный осциллятор, и для чистоты эксперимента настройте его на волну синусоидальной формы. Направьте LFO на управление усилением или высотой тона и установите значение глубины достаточное, чтобы хорошо слышать воздействие. А теперь нажмите ноту на клавиатуре (желательно пониже) и покрутите Rate — ручку частоты LFO. Как видите, результат модуляции воспринимается как эффект амплитудного или частотного вибрато лишь при небольших значениях Rate. Когда же колебания начинают сливаться (от 30 герц и выше), изменяется тембр ноты — как будто к ней добавили дополнительные гармоники. К тому же при управлении LFO частотой осциллятора (то есть при частотной модуляции) эффект проявляется ярче. В чем же тут дело? На выходе блока при амплитудной модуляции одной волны другой будут присутствовать частоты обеих, а также их сумма и разность. Иными словами (если пересчитать на аддитивный синтез), получаем результат, аналогичный сложению сигналов четырех осцилляторов.

Частотная же (FM) модуляция дает еще больше новых частот, но механизм их возникновения требует некоторых дополнительных пояснений. При FM-модуляции волна с модулирующего генератора подается на вход несущего, суммируясь по частоте с его волной. Соответственно, с чем большей амплитудой поступает модулирующая волна, тем сильнее выражается частотное отклонение несущей и тем богаче будет спектральный состав результирующего сигнала. В радиотехнике все дополнительные частоты, которые возникают в несущей волне при частотной или амплитудной модуляции, называются боковыми частотами (Sidebands). Боковые частоты могут быть верхними и нижними — то есть располагаться с обеих сторон от несущей частоты. Нетрудно сообразить, что именно они определяют тембр звука, полученного посредством FM-модуляции. Количество и значения боковых частот определяются как входной амплитудой модулирующего сигнала, так и соотношением частот модулирующей и несущей волн. Эта зависимость, представляющая собой сложную функцию суммы и разности величин частот обеих волн, помноженных на соответствующие коэффициенты, описывается весьма непростыми математическими уравнениями, приводить которые в рамках данной статьи я не вижу смысла. Достаточно будет сказать, что отношение частот модулирующей и несущей волн напрямую влияет на «музыкальность» результата, — будут ли возникающие боковые частоты гармоническими составляющими основного тона или нет. Ну, а тут уже рукой подать и до практической реализации FM-синтеза.

Говоря об использовании модуляции для синтеза звука, стоит также упомянуть разновидность импульсной модуляции, когда сигналы LFO-генератора, внешнего контроллера или еще какого источника управляют шириной импульса прямоугольной волны. Для придания волнам негармонических составляющих применяется кольцевая модуляция (Ring Modulation) — вид амплитудной модуляции, при которой волны источников не складываются, а перемножаются. Впрочем, я немного отвлекся…

Впервые о применении частотной модуляции для синтеза звука задумался в 1966 году американец John Chowning (рис. 3), в будущем директор Центра компьютерных исследований музыки и акустики (CCRMA) Стенфордского университета, а на тот момент времени — преподаватель композиции кафедры электронной музыки.

Любопытно, что навели его на эту идею опыты с эффектом частотного вибрато. После четырех лет экспериментов он понял, что метод, который он назвал FM-синтезом, может быть с успехом использован производителями музыкальных инструментов. Увы, тогда еще не пришла эра повсеместного распространения персональных компьютеров и цифрового звука, а FM-синтез оказался слишком сложным для аналогового управления. Вся надежда была на крупных производителей электроорганов (Wurlitzer, Lowry, Hammond и др.), которые, однако, не проявили интереса к новой технологии. Зато ей заинтересовалась фирма Yamaha, делавшая тогда самые первые шаги на американском рынке музыкальных инструментов, и в США для консультаций с изобретателем приехал молодой японский инженер Kazukiyo Ishimura. Как он вспоминал впоследствии, компания вполне отдавала себе отчет в трудностях практической реализации данного метода синтеза, однако уже тогда Yamaha делала ставку на развитие цифровых технологий, справедливо считая их неотъемлемой частью электроинструментов будущего. Было заключено лицензионное соглашение о предоставлении компании исключительных прав на технологию FM-синтеза, принесшее университету в общей сложности больше 20 миллионов долларов и ставшее вторым наиболее прибыльным соглашением за всю историю Стенфорда. Эти вложения вполне себя оправдали — с появлением нового поколения цифровых процессоров, отвечавших предъявляемым требованиям по вычислительной мощности, Yamaha создает и в 1983 году выпускает на рынок свою легендарную модель DX 7 (рис. 4), ставшую безусловным хитом восьмидесятых. Синтезатор Yamaha DX 7 был полностью цифровым и использовал для звукообразования частотную модуляцию (впоследствии такой вид синтеза даже получил особое название — FM Digital Synthesis). Модель имела огромный успех. За четыре года производства (с 1983 по 1987) было продано более 160000 экземпляров, а среди нескончаемого списка использовавших ее музыкантов можно видеть множество известных имен.

Основу DX 7 составляют шесть звукообразующих модулей, получивших название «операторы» (Operators). Что это такое? В качестве кирпичиков для создания сложных звуков в синтезаторе используются простейшие синусоидальные волны. Каждый из производящих эти волны осцилляторов имеет свои собственные генератор огибающей (EG), усилитель и сумматор (рис. 5).

Вот такой комбинированный модуль и называется оператором. Если выход одного оператора направить на вход другого, на выходе последнего будет частотно-модулированный сигнал (рис. 6).

Первый оператор будет в этом случае модулирующим (modulator), а второй — несущим (carrier). Поскольку операторов не два, а целых шесть, появляется множество вариантов их коммутации. В синтезаторе DX 7 нет возможности самому составлять цепочки операторов, но тридцати двух штатных комбинаций вполне хватает для работы, что еще раз доказывается огромной популярностью синтезатора. Схему соединения операторов назвали «алгоритмом» (Algorithm). Кстати, я не случайно упоминаю оригинальные названия — впоследствии они стали традиционными. Алгоритмы предлагались самые разные: операторы можно было включить последовательно, параллельно и смешанно (на рис. 7 приведены примеры некоторых из них).

Весьма интересен вариант включения оператора с обратной связью (Feedback) — он при этом модулирует сам себя. Можно охватить обратной связью даже целую цепочку операторов (рис. 8). Представляете, сколько получится разных оттенков звучания? И каждый из них легко восстановить в любой момент благодаря цифровой системе управления (если вы, конечно, не забыли сохранить пресет). Но это еще не все! Наличие у каждого оператора отдельного генератора огибающей позволяет создавать сложные тембры, способные изменять свой спектральный состав во времени. Если вы разобрались с теорией, то без труда сообразите, что воздействие огибающей на модулирующий оператор проявится изменением тембра несущего (помните, от значения амплитуды модулирующей волны напрямую зависит отклонение частоты несущей).

Звук у синтезатора получился совершенно особенный. Во-первых, из-за отсутствия у DX 7 даже намеков на эффекты, общее звучание оказалось довольно сухое и холодное. Во-вторых, наложил отпечаток и сам метод синтеза: басы вышли очень энергичные, органы —»жирные», а лиды — экспрессивные. Очень удачно звучат колокола, вибрафоны, маримбы и т. п. У синтов получилась такая «ядерная» взрывная атака, что они прошибают в миксе самые громкие партии. Тембры, изменяющиеся во времени, звуковые эффекты, металлические звуки были просто вне конкуренции. Возможностей хватало фактически на все музыкальные стили! С электрическим пианино вообще произошел казус. Звук электропиано в DX 7 (или, как его еще называют, DX piano) оказался настолько удачным, что производители настоящих электропиано практически разорились.

Еще из достоинств синтезатора стоит отметить полюбившуюся музыкантам качественную пятиоктавную клавиатуру, с хорошей чувствительностью к динамике и послекасанию.

Были, конечно, и недостатки — как у конкретного инструмента, так и у способа звукообразования. DX 7 однотембрален, имеет не слишком большую полифонию, маловато памяти и весьма посредственные ЦАП. Кроме того, выход синтезатора… монофонический. Есть неувязки и с реализацией MIDI-протокола. Но, тем не менее, ни один из следующих синтезаторов Yamaha, невзирая на многочисленные улучшения и нововведения, не смог даже приблизиться к уровню популярности DX 7.

Главный недостаток самого FM-синтеза — неспособность при его помощи полноценно имитировать акустические инструменты. Даже если вы никогда не прикасались к настоящему FM-синтезатору, наверняка вам приходилось хоть раз в жизни слышать дешевую компьютерную «звуковушку» — Adlib, Ess, Sound Blaster 16/Pro и т. п., штатный «синтезатор» которой (OPL2 или OPL3) работает по принципу частотной модуляции. Конечно, я далек от мысли сравнивать эти «свистки» с профессиональной техникой, но общее впечатление они дают верное — гитары, рояли, барабаны, скрипки звучат как с того света, а вот различные колокольчики, «пинькалки», органы и вудблоки — очень даже натурально.

Ну да ладно. С основными принципами FM-синтеза мы, вроде, разобрались, выяснили, почему Yamaha DX 7 стала притчей во языцех, и познакомились с принятой терминологией и традиционной архитектурой. Давайте перейдем к описанию современных виртуальных воплощений цифрового FM-синтеза. И начнем, конечно, с безусловного лидера таких синтезаторов — Native Instruments FM7.

Native Instruments FM7

Известно, что новое — это хорошо забытое старое. Фактически любое популярное течение имеет обыкновение сначала надоесть, а потом вновь засиять, порой даже ярче, чем прежде. Похоже, FM-звучанию уготована та же участь, как это уже произошло с аналоговыми синтезаторами, которые в последнее время вновь востребованы музыкантами и композиторами. Во всяком случае, массовое появление современных версий FM-синтезаторов наводит именно на такие мысли.

Как и многие другие виртуальные «репликанты», Native Instruments FM7 не упирается в тупое копирование своего легендарного прообраза, а предлагает пользователю, пожалуй, все известные на сегодняшний день возможности в области цифрового FM-синтеза. Тем не менее, родство с Yamaha DX 7 настолько очевидно, что любой музыкант, работавший с ним, будет чувствовать себя комфортно и с программой.

Традиционно для продукции Native Instruments, FM7 существует в версиях для PC и для Mac. Синтезатор работает и как самостоятельное приложение, и как подключаемый модуль, обеспечивая традиционную поддержку Sound Manager, ASIO, VST2.0, MAS и DirectConnect для Mac; и VST2.0, DXi, DirectSound и MME — для PC. Минимальные требования к железу по сегодняшним меркам вполне умеренные: PIII 450 МГц, 128 Мб RAM, Windows 98 (PC) и G4 400 МГц, 128 Мб RAM, MacOS 8.6 (Mac). Кроме того, программа специально оптимизирована под современные процессоры.

Синтезатор имеет хороший запас по полифонии — аж 99 голосов. FM7 вполне можно назвать мультитембральным инструментом — хотя в виде самостоятельного приложения он и воспроизводит всего один пэтч, но если использовать его в виде подключаемого модуля, можно открыть по отдельному окну для каждого трека. Данные о максимальном количестве одновременно открытых окон я так и не нашел, а экспериментальным путем получалось назначить синтезаторов больше, чем мог потянуть компьютер. Видимо, ограничение идет только по вычислительной мощности или числу голосов общей полифонии. Я открыл одновременно 33 синтезатора для такого же количества MIDI-треков средней насыщенности и добился лишь того, что мой секвенсор (Emagic Logic 5.3) останавливался через пару секунд с сообщением о перегрузке процессора.

Как и у прообраза, архитектура FM7 не позволяет работать со слоями и делить клавиатуру на разные пэтчи (Key Splitting). Но, как говорится, каждому овощу свой фрукт. Слои имеют больше ценности для семплеров, так как FM-синтез использует совершенно другие методы достижения, например, зависимости экспрессии от силы нажатия клавиши. Используя же возможности Key Scaling (об этом далее), можно создавать и разделенные по клавиатуре тембры, пусть и не на уровне отдельных пэтчей.

FM7 обеспечивает традиционный шестиоператорный FM-синтез, с тем, однако, отличием от DX 7, что осцилляторы любого из операторов могут вырабатывать по 32 типа волны, а не одну лишь синусоиду. Генераторы огибающих также обладают заметно большим уровнем функциональности, предлагая 32 независимых стадии и режим цикла Loop. Операторы могут соединяться в абсолютно произвольном порядке — нет ограничений на количество алгоритмов включения. Кроме шести FM-операторов есть еще два модуля (их разработчики тоже назвали операторами, возможно, потому, что они также имеют собственные генераторы огибающей), один из которых является мощным резонансным фильтром, а другой — эффектом дисторшн со встроенным генератором шума. Они могут участвовать в FM-синтезе наравне с базовыми операторами, модулируя любой из них. В качестве модулятора может использоваться и аудиосигнал, либо подаваемый на вход звуковой платы, либо записанный в трек секвенсора. Также аудиовход допускается суммировать с сигналами операторов, пропускать через эффекты и т. п. FM7 предлагает гибкую систему управления звуком при помощи LFO, колес клавиатуры и других MIDI-контроллеров. На выходе синтезатора стоит процессор эффектов, построенный на алгоритмах задержки и модуляции.

FM7 может читать и полноценно воспроизводить банки звуков не только DX 7, но и всей линейки более поздних FM-синтезаторов Yamaha: DX 7 II, DX 11, TX 7, TX 81 Z, DX 21, DX 27, DX 100, TX 802, а также последнего – DX 200. Само собой, можно использовать и тысячи выложенных в интернете пэтчей. Помимо открытия сохраненных файлов, FM7 способен принимать и прямые «дампы» от соединенных по MIDI ямаховских FM-синтезаторов.

В дистрибутив FM7 входят 256 собственных пэтчей, 128 пэтчей, позаимствованных из Yamaha DX 7 и ее ROM-карт расширения, и 32 тембра от DX 200. Кроме того, прилагается подробное бумажное описание, изучить которое будет нелишним, если вы еще новичок в FM-синтезе.

Инсталляция синтезатора проходит без проблем, надо лишь указать, стоит ли устанавливать VSTi- и DXi-варианты программы. После первого запуска надо зайти в меню System и в подменю Audio Port выбрать тип аудиодрайверов, с которыми FM7 будет работать. Затем в меню System/Audio Settings указываются конкретные физические входы-выходы звуковой платы для ввода и вывода аудио (рис. 9), а также устанавливается время ожидания (latency) для каждого из них.

Время подбирается эмпирическим путем, исходя из принципа: наименьшее возможное значение при отсутствии щелчков, выпадений и т. п. В меню System/MIDI Settings (рис. 10) задаются входные и выходные MIDI-порты. Для этого надо выбрать требуемый порт из списка доступных и кликнуть кнопку Insert (порт сразу же появится в списке установленных). Ненужный или ошибочно активированный порт удаляется кнопкой Delete. Также меню позволяет настроить фильтр входящих и исходящих MIDI-сообщений и включить сквозной канал MIDI Through. На этом подготовительные процедуры заканчиваются.

Интерфейс

Окно FM7 (рис. 11) делится на три части: панель информации, панель редактирования и виртуальная клавиатура. Как видите, программа даже дизайном намекает на родство с синтезаторами Yamaha — помимо характерных LCD-дисплеев и зеленых кнопок, разработчики поместили на видное место логотип FM7, стилизованный под знаменитый логотип DX 7. Вообще, о дизайне FM7 я могу отозваться только положительно — мало того, что он выдержан в соответствующем стиле, он еще и на редкость прозрачен для пользователя. А вот у прообраза с эргономикой явно были проблемы — хоть японцы в 1983 году и кричали на весь мир, что их DX 7 необычайно прост в управлении, многие музыканты при программировании инструмента испытывали немалые сложности (на самом деле, мне думается, это вызывалось больше непониманием теоретических основ FM-синтеза). Итак, дисплеи в панели индикаторов показывают следующую информацию: «банковский» номер, название, осциллограмму (Waveform) и спектрограмму (Spectrum) выхода. Если кликнуть мышью в нижней части дисплея с именем пэтча, то вторая строчка будет переключаться между различными режимами отображения разного рода служебной информации (копирайты, дата создания и т. п.). Один из этих режимов, мониторящий загрузку процессора, может пригодиться в работе. Экраны Spectrum и Waveform полезны тем, что показывают форму и спектральный состав волны не во время воспроизведения, а прямо в процессе редактирования — то есть реагируют на любою произведенную регулировку. И хотя уши они заменить не могут, некоторое представление о сигнале все же дают.
 

   

Расположенные слева от индикаторов кнопки Editor и Keybd позволяют включить или выключить панели редактирования и клавиатуры. Если вы работаете с уже готовыми пэтчами, их вполне можно убрать с экрана. Кнопка Pref (самая верхняя в группе) открывает меню установок синтезатора — Preferences (рис. 12). В нем задается большинство глобальных параметров синтезатора: особенности работы с MIDI-контроллерами, формат поступающих данных, реакция на входящие значения динамики (для совместимости с клавиатурой Yamaha DX 7) и различные настройки интерфейса (защита пресетов от записи, режим сравнения и т. д.).

Виртуальная клавиатура снизу является, скорее, украшением, нежели рабочим инструментом. Впрочем, ее можно использовать как монитор поступающих нот.

Вся работа по созданию и изменению пэтчей происходит в панели редактирования. Она может открываться как любое из четырнадцати окон; ряд зеленых кнопок их вызова расположен прямо под LCD-дисплеями. Правее находятся еще три кнопки: Store, Comp и Learn. Store дублирует функцию сохранения из окна Library, а Comp (Compare) позволяет при редактировании сравнивать «наруленный» звук с исходным пресетом (или вызывавшимся последним — конкретный режим Compare задается в меню Preferences). Для управления слайдерами и кнопками FM7 можно использовать внешний MIDI-контроллер. Чтобы «научить» синтезатор распознавать команды, нажмите кнопку Learn, выделите нужный регулятор (вокруг него загорится красная рамочка) и подайте сигнал с требуемой ручки или кнопки контроллера. Если в установках Preferences поставить галочку в строке MIDI Learn/Switch Off After Assignment, после поступления такой команды Learn автоматически выключится.

Изменение различных параметров, включая прокрутку числовых значений, выбор опций из меню, передвижение точек огибающих и т. п., заточено исключительно под мышь. Ввод данных с компьютерной клавиатуры допускается лишь в считанных случаях (при сохранении пресетов, изменении копирайтов и т. д.), по большей же части она работает в режиме имитации MIDI-клавиатуры (т. е. передачи сигналов Note On и Note Off). И если это некритично при наличии крупно нарисованного слайдера, то во время задания, к примеру, уровней операторов на матрице включения или модуляции (в маленьком окошечке, за которое трудно ухватиться) порой испытываешь состояние тихого бешенства. Впрочем, этим и ограничиваются мои претензии к реализации интерфейса.

Окно Library

После загрузки FM7 по умолчанию открывается окно Library (рис. 13), в котором производятся загрузка, сохранение и выбор банков и пэтчей синтезатора. Полный банк FM7 содержит 128 пэтчей, которые разбиты на четыре списка по 32 пэтча. Число 32 взято не произвольно, а как дань уважения DX 7 — его собственная память (не считая карт расширения) вмещала как раз 32 пэтча. Благодаря этому в память FM7 влезут четыре полных банка DX 7, каждый на отдельной странице. Впрочем, я забегаю вперед.
 

   

Чтобы переключиться на другой пэтч, надо просто найти его в списке и кликнуть мышью. Для перехода на остальные три страницы банка выберите соответствующую закладку в полосе сверху. В отдельном поле справа высвечивается информация о некоторых особенностях пэтча: номер/имя, автор, категория (по трем признакам), дата создания и краткое описание особенностей. Эти данные можно редактировать и сохранять, жалко лишь, что разработчикам не пришла в голову мысль дать пользователю возможность автоматического поиска по заданным критериям.

Прямо под зелеными кнопками операторов располагается полоса кнопок сохранения и загрузки пэтчей и банков. Store — это сохранение изменений в текущий пэтч, Store to — сохранение в любую другую ячейку (для этого сначала надо нажать кнопку, а потом указать мышью новое место в списке), Load — загрузка полного банка, страницы на 32 пэтча или конкретного пэтча (по выбору), Import Sysex — импорт MIDI-сообщений System Exclusive (в виде таких файлов сохраняются, к примеру, банки пэтчей для Yamaha DX 7), Save Preset/32/All — кнопки сохранения единичного пэтча, страницы на 32 пэтча или всего банка соответственно.

Еще окно Library предлагает весьма интересную возможность для поиска новых звучаний: функция Randomize воздействует на разные параметры синтезатора случайным образом, позволяя достигать порой совершенно неожиданных результатов. Конечно, ее надо использовать с умом. Сначала в меню Preferences требуется задать степень рандомизации: агрессивную или осторожную. Далее, предлагаются шесть категорий, на которые условно разделен процесс звукообразования. Для каждой из них можно отдельно определить в процентах степень воздействия (чтобы присвоить одинаковые значения всем категориям одновременно, воспользуйтесь седьмой графой — All). Теперь остается лишь нажимать кнопку Do It и слушать результат. При грамотном использовании Randomize может стать хорошим помощником в работе. Оптимальный процент рандомизации параметров за один шаг, на мой взгляд, где-то 10-15%.

FM-операторы

Шесть операторов — A, B, C, D, E и F — являются звукообразующими FM-операторами. Каждый из них может быть как модулирующим, так и несущим — все определяется только способом включения. Чтобы войти в режим настройки конкретного оператора, нажмите в ряду зеленых кнопок сверху нужную. Окна FM-операторов полностью идентичны (рис. 14). В верхней части расположен ряд кнопок включения всех восьми операторов (включая дисторшн и фильтр), а также блок аудиовхода. Кнопки снабжены «светодиодной» индикацией, так что достаточно одного взгляда на них, чтобы понять, сколько операторов задействовано в пэтче и какие именно. Кроме того, не вылезая из окна настроек данного оператора, можно включать/выключать все остальные.
 

   

Слева находятся самые важные для звукообразования настройки — дисплеи определения частоты оператора. Частота задается в виде коэффициента (Ratio), на который умножается абсолютная частота ноты, и смещения (Offset). При ненулевом значении Ratio величина сдвига будет прибавляться или отниматься от конечной частоты (в зависимости от знака перед ним — минус или плюс). Если же в окне Ratio выставить нулевой коэффициент, то Offset укажет абсолютную частоту, при этом оператор не будет реагировать на высоту клавиши (полезно, например, для перкуссионных звуков). Оба параметра задаются с большой точностью; для удобства их регулировки у каждой пары знаков есть свои кнопки прокрутки (еще удобнее тащить любую нужную цифру мышью). В расположенном прямо под ними окне Waveform указывается форма генерируемой оператором волны — предлагаются 32 типа, включая стандартные синус, треугольник, квадрат и пилу, сложные, полученные аддитивным способом, формантные и несколько фирменных волн, позаимствованных из ямаховских синтезаторов серии ТХ. В углу окна можно включить синхронизацию старта волны с нажатием клавиши (Key Sync/Free Run).

Значение Rate напрямую влияет на музыкальность результата, поскольку отношение этих коэффициентов у модулирующего и несущего операторов определяют, как я уже говорил, гармонический или, наоборот, — негармонический спектр результирующего сигнала. Чтобы не гадать на кофейной гуще, запомните следующие пропорции. Итак, чтобы возникающие частоты были в гармоническом отношении к основному тону, коэффициенты Ratio должны относиться как 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5 и т. д., где единице постоянно равен коэффициент несущего модулятора. Иными словами, частота модулирующего оператора должна быть больше несущего в целое число раз. Если же это условие не соблюдается, возникающие при FM-модуляции частоты не будут являться гармониками основной частоты. Вот такие соотношения дадут негармонический частотный состав: 2:9, 2:7, 3:8, 2:5, 2:7, 4:9 и т. п. Кстати, здесь действуют все правила сокращения дробей, и для оценки соотношения первым делом следует привести дробь в простой вид: 4/10 = 2/5, а 3/21 = 1/7 и т. д. Для получения более «жирного» звучания можно сделать некоторую расстройку гармонических сочетаний, например, 1.000/4.004, или дать Offset в пару-тройку герц. Если вам проще мыслить не герцами, а нотами, запомните — значение Ratio, равное 2, повысит на октаву высоту оператора, Ratio = 3 — на две октавы и т. д.

Правее Waveform находится таблица управления амплитудной модуляцией различными источниками (LFO, колесами клавиатуры, педалями и другими контроллерами). Потянув мышью за поле значений под нужным источником, вы зададите глубину модуляции и одновременно включите его. Эта таблица часто бывает удобнее специальной матрицы модуляции, так как информирует о состоянии одного конкретного оператора и позволяет менять параметры, не выходя из окна настройки.

Пять слайдеров, расположенных над таблицей, отвечают за глобальные параметры: выходной уровень, панораму, чувствительность к значениям динамики и чувствительность к сигналам генератора огибающей и значениям Key Scaling. Очень удобны в работе кнопки Copy и Paste. С их помощью можно полностью копировать все настройки от одного оператора на другой. Особенно это полезно, когда установки операторов не сильно отличаются друг от друга.

Правую половину окна оператора занимает «тактический дисплей» (иначе и не скажешь) генератора огибающей (рис. 15). Этот дисплей (так же, как и собственная модуляционная матрица) присутствует в окнах всех без исключения операторов — даже модулей дисторшна и фильтра. Разработчики Native Instruments подошли к делу ответственно и дали генератору такие возможности, которые я за последнее время встречал лишь в их же программе Absynth. Оригинальная Yamaha DX 7 об этом даже и мечтать не могла — ее генератор огибающей имел четыре стандартные ADSR-стадии. В FM7 можно самостоятельно определять количество стадий, создавая контрольные точки-узлы (Breakpoints) на схеме огибающей. Максимальное количество Breakpoints — тридцать две штуки. Чтобы создать новый узел, надо кликнуть в любом месте графического поля правой кнопкой мыши, после чего перетащить его в нужное место. Если точку требуется удалить — кликните по ней правой кнопкой еще раз. Этим, однако, дело не ограничивается — можно менять крутизну кривой, соединяющей контрольные точки, можно привязать их к