La síntesis de tabla de ondas es una técnica de síntesis de sonido que se utiliza para crear formas de onda periódicas . A menudo utilizado en la producción de tonos o notas musicales , fue desarrollado por Wolfgang Palm de Palm Products GmbH (PPG) a finales de la década de 1970 [1] y publicado en 1979, [2] y desde entonces se ha utilizado como el método de síntesis principal en sintetizadores construidos por PPG y Waldorf Music y como método de síntesis auxiliar por Ensoniq y Access. Actualmente se utiliza en sintetizadores de hardware de Waldorf Music y en sintetizadores basados en software para PC y tabletas, incluidas las aplicaciones ofrecidas por PPG y Waldorf, entre otros.
También fue desarrollado independientemente en un marco de tiempo similar por Michael McNabb, quien lo usó en su composición de 1978 Dreamsong . [3] [4]
Principio
La síntesis de tabla de ondas se basa fundamentalmente en la reproducción periódica de una forma de onda arbitraria de ciclo único . [5] En la síntesis de tabla de ondas, se emplea algún método para variar o modular la forma de onda seleccionada en la tabla de ondas. La posición en la tabla de ondas selecciona la forma de onda de ciclo único. La interpolación digital entre formas de onda adyacentes permite cambios dinámicos y suaves del timbre del tono producido. El barrido de la tabla de ondas en cualquier dirección se puede controlar de varias formas, por ejemplo, mediante el uso de un LFO, envolvente, presión o velocidad.
Muchas tablas de ondas utilizadas en los sintetizadores PPG y Ensoniq pueden simular los métodos utilizados por los sintetizadores analógicos , como la modulación de ancho de pulso, utilizando una serie de ondas cuadradas de diferentes ciclos de trabajo . De esta manera, cuando se barre la tabla de ondas, el ciclo de trabajo de la onda de pulso parecerá cambiar con el tiempo. Como los primeros sintetizadores de tabla de ondas Ensoniq tenían filtros no resonantes (los sintetizadores PPG Wave usaban filtros resonantes analógicos de Curtis), algunas tablas de ondas contenían formas de onda altamente resonantes para superar esta limitación de los filtros.
Confusión con la síntesis basada en muestras (S&S) y la síntesis de ondas digitales
En 1992, con la introducción de Creative Labs Sound Blaster 16, el término "tabla de ondas" [6] comenzó a aplicarse (incorrectamente) como término de marketing a su tarjeta de sonido. Sin embargo, estas tarjetas de sonido no empleaban ninguna forma de síntesis de tabla de ondas, [7] sino muestras PCM y síntesis FM .
S&S (Sample and Synthesis) y Digital Wave Synthesis fue el método principal de síntesis de sonido utilizado por los sintetizadores digitales a partir de mediados de los 80 con sintetizadores como Sequential Circuits Prophet VS, Korg DW6000 / 8000 (DW significa Digital Wave), Roland D50 y Korg M1 hasta los sintetizadores actuales.
Ableton abordó cierta confusión en un artículo: [8]
"Espera, ¿no es esto solo síntesis muestreada? Hagamos una pausa aquí para abordar una confusión común. Si bien la síntesis muestreada implica el uso de una muestra digital estática, la síntesis de tabla de ondas permite la evolución (opcional) de una forma de onda; es decir , mientras que los sintetizadores de tabla de ondas pueden sonar como síntesis muestreada, la opción evolutiva (que está habilitada de forma predeterminada en la mayoría de los sonidos de tabla de ondas clásicos) los diferencia ".
A menudo, ahora tienen pantallas que muestran gráficos en 3D en tiempo real de la tabla de ondas que se está reproduciendo con la forma de onda actual resaltada, que es la característica característica común en los sintetizadores de tabla de ondas modernos.
Tablas de ondas de usuario
La creación de nuevas tablas de ondas era anteriormente un proceso difícil a menos que estuviera respaldado por instalaciones de edición especializadas y reproducción (casi) en tiempo real de las tablas de ondas editadas en el sintetizador. Dichos editores a menudo requerían el uso de dispositivos de hardware adicionales como PPG Waveterm o solo estaban presentes en modelos costosos como Waldorf WAVE. Más comúnmente, las tablas de ondas precalculadas podrían agregarse a través de tarjetas de memoria o enviarse al sintetizador a través de MIDI. Hoy en día, las tablas de ondas pueden crearse más fácilmente mediante software y audicionarse directamente en una computadora. Puesto que todas las formas de onda utilizadas en la síntesis de tabla de ondas son periódicas, el dominio del tiempo y dominio de la frecuencia representación son equivalentes exactos el uno del otro y ambos pueden ser utilizados simultáneamente para definir formas de onda y tablas de ondas.
Uso práctico
Durante la reproducción, el sonido producido se puede cambiar armónicamente moviéndose a otro punto en la tabla de ondas, generalmente bajo el control de un generador de envolvente o oscilador de baja frecuencia, pero con frecuencia mediante cualquier número de moduladores (modulación matricial). Hacer esto modifica el contenido armónico de la onda de salida en tiempo real, produciendo sonidos que pueden imitar instrumentos acústicos o ser totalmente abstractos, que es donde sobresale este método de creación de sonido. La técnica es especialmente útil para la evolución de pads de sintetizador , donde el sonido cambia lentamente con el tiempo.
A menudo es necesario 'escuchar' cada posición en una tabla de ondas y escanearla, hacia adelante y hacia atrás, para hacer un buen uso de ella, aunque la selección de tablas de ondas aleatorias, posiciones de inicio, posiciones finales y direcciones de escaneo también puede producir resultados satisfactorios. resultados musicales. Vale la pena señalar que la mayoría de los sintetizadores de tabla de ondas también emplean otros métodos de síntesis para dar más forma a la forma de onda de salida, como síntesis sustractiva (filtros), modulación de fase , modulación de frecuencia y modulación AM (anillo) .
Síntesis de búsqueda de tablas
La síntesis de búsqueda de tabla [10] (o síntesis de búsqueda de tabla de ondas [11] ) ( Roads 1996 ) es una clase de métodos de síntesis de sonido que utilizan las tablas de forma de onda mediante búsqueda de tabla , denominada técnica de "oscilador de búsqueda de tabla". La longitud de las formas de onda o muestras se puede variar por cada método de síntesis de sonido, desde un solo ciclo hasta varios minutos.
Terminologias
El término " tabla de formas de onda " (o " tabla de formas de onda " como equivalente) a menudo se abrevia como "tabla de ondas", [12] y su término derivado " oscilador de tabla de ondas " [13] parece ser casi lo mismo que " oscilador de búsqueda de tablas" "mencionado anteriormente, aunque la palabra" onda "(o" forma de onda "," forma de onda ") posiblemente pueda implicar un matiz de forma de onda de ciclo único.
Sin embargo, un término derivado " síntesis de tabla de ondas " parece un poco confuso. En un uso natural de las palabras, su significado original es básicamente el mismo que " síntesis de búsqueda de tabla ", [14] [15] [13] y posiblemente se pueden esperar varias acciones en la (s) forma (s) de onda, [16] como se ve en un artículo sobre la síntesis de cuerdas Karplus-Strong [17] (una clase más simple de " algoritmo de modificación de tabla de ondas " conocido como síntesis de guía de ondas digital [18] ). Luego, a fines de la década de 1970, Michael McNabb [3] [4] y Wolfgang Palm [2] desarrollaron de forma independiente la extensión de tabla de ondas múltiples en la síntesis de búsqueda de tablas [nota 1] que se usaba típicamente en PPG Wave y se conocía con barrido de tabla de ondas , [19] y más tarde Horner, Beauchamp & Haken 1993 la denominaron " síntesis de tabla de ondas múltiples " . [20] Simultáneamente desde finales de la década de 1970, también la síntesis basada en muestras que utiliza muestras relativamente largas en lugar de formas de onda de ciclo único, se ha vuelto influyente por la introducción de Fairlight CMI y E-mu Emulator .
Fondo
En las cuatro terminologías anteriores para las clases de métodos de síntesis de sonido, es decir ,
- Síntesis de tabla de ondas [13] : significado original y genérico (es decir, una síntesis de búsqueda de tabla de ciclo único).
- Síntesis de tabla de ondas múltiple [20] : desarrollada por McNabb y Palm, normalmente utilizada en PPG Waves .
- Algoritmo de modificación de la tabla de ondas [18] , incluida la síntesis de guías de ondas digitales .
- Síntesis basada en muestras
si se hubieran utilizado adecuadamente para distinguirse entre sí, se podrían evitar las confusiones, pero parece haber fracasado históricamente. En último en la década de 1990, varios influyentes de síntesis basados en muestras de productos se comercializan bajo los nombres comerciales similares a "síntesis de tabla de ondas" (incluyendo Gravis Ultrasound tarjeta de tabla de ondas, Creative Wave Blaster tabla de ondas de placa hija , y Microsoft GS Wavetable SW Synth ), y estas confusiones tener más afectado en los diversos estándares de la industria (incluyendo MPEG-4 Structured Audio algorítmica y síntesis de tabla de ondas , [21] y sintetizador de tabla de ondas de aceleración de hw opcional AC97 [22] ). Como un repunte de estos, a más tardar desde mediados de la década de 2000, una nueva confusión parece comenzar a florecer. Meramente una subclase de síntesis de tabla de ondas genérica, es decir , la síntesis de tabla de ondas múltiple de McNabb y Palm, tiende a ser referida erróneamente como si fuera una clase genérica de la familia de síntesis de tabla de ondas completa, exclusivamente. [23]
Como trasfondo de estas confusiones, las dificultades para mantener la coherencia entre conceptos y terminologías durante el rápido desarrollo de la tecnología pueden ser significativas. Y es una razón por la que esta terminología ligeramente clásica "Síntesis de búsqueda de tablas" se explica aquí.
Ver también
- HuC6280A
- MÚSICA-N
- Sintetizador digital directo
- Síntesis basada en muestras
Notas
- ^ "La síntesis de tabla de ondas múltiple" ( Horner, Beauchamp & Haken 1993 ) desarrollada por Michael McNabb y Wolfgang Palm a finales de la década de 1970, es simplemente una de las técnicas de implementación eficientes para realizar formas de onda que cambian dinámicamente, mediante el uso de una matriz de formas de onda de ciclo único en una síntesis de búsqueda de tabla. En esta técnica de síntesis, la forma de onda se puede animar de manera similar a un libro animado.
Referencias
- ^ Palm 2009 .
- ↑ a b Andresen, 1979 .
- ^ a b Smith III, Julius O. "Puntos de vista sobre la historia de la síntesis digital: taxonomía de las técnicas de síntesis digital" . Stanford, CA: Universidad de Stanford . Consultado el 24 de febrero de 2015 .
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- ^ Boulanger, Richard ; Lazzarini, Victor , eds. (22 de octubre de 2010). "3.2.3 Osciladores de búsqueda de tablas" . El libro de programación de audio . Prólogo de Max Mathews . Prensa del MIT. pag. 335 –336. ISBN 978-0-262-28860-6.
" En esta sección ... presentaremos el método de búsqueda de tablas para generar formas de onda. Este método también se denomina síntesis de tablas de ondas ... / La síntesis de tablas de ondas es una técnica basada en la lectura de datos que se han almacenado en bloques de computadoras contiguas. ubicaciones de memoria , llamadas tablas . Esta técnica de síntesis de sonido fue uno de los primeros métodos de síntesis de software introducidos en los lenguajes MUSIC I-MUSIC V desarrollados por Max Mathews en Bell Labs a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960. ... / Con síntesis de búsqueda de tabla, es suficiente calcular un solo ciclo de una forma de onda, y luego almacenar este pequeño conjunto de muestras en la tabla donde sirve como plantilla. ... "
Nota : en la cita anterior, los autores parafrasearon el título de la sección "osciladores de búsqueda de tabla" de la siguiente manera: "método de búsqueda de tabla", "síntesis de tabla de ondas" y "síntesis de búsqueda de tabla". - ^ Hosken, Dan (2012). "El Oscilador" . Tecnología musical y el estudio de proyectos: síntesis y muestreo . Routledge. pag. 72 –73. ISBN 978-1-136-64435-1.
" El oscilador genera un ciclo de alguna forma de onda el número apropiado de veces por segundo para la frecuencia fundamental deseada. Esto se conoce como síntesis de forma de onda fija, síntesis de búsqueda de tabla o síntesis de tabla de onda " . - ^ Cullen & Howell 2006 , " Steve Howell, colaborador de SOS, responde: La síntesis de tabla de ondas es bastante fácil de entender. En los primeros días de la síntesis, los osciladores (analógicos) proporcionaban un rango limitado de formas de onda, como sinusoidal, triangular, diente de sierra y cuadrada / pulso, normalmente seleccionado desde un interruptor giratorio. Esto le dio al usuario una gama sorprendentemente amplia de sonidos básicos con los que jugar, especialmente cuando se combinaron diferentes formas de onda de varias formas " .
- ^ Karplus, Kevin ; Strong, Alex (verano de 1983). "Síntesis digital de timbres de batería y cuerda pulsada" (PDF) . Computer Music Journal . 7 (2): 45–55. doi : 10.2307 / 3680062 . JSTOR 3680062 .
Síntesis de tabla de ondas : una técnica de síntesis estándar es el algoritmo de síntesis de tabla de ondas . ... La técnica de síntesis de tabla de ondas es muy sencilla pero bastante aburrida musicalmente, ya que produce tonos puramente periódicos. ... Todos los algoritmos descritos en este artículo producen la variación en el sonido modificando la propia tabla de ondas .
- ^ a b Solicitud estadounidense 5212334 , Julius O. Smith III , " Procesamiento de señales digitales mediante redes de guía de ondas cerradas ", publicada el 18 de mayo de 1993, asignada a Yamaha Corporation .
(Véase también el artículo de Wikipedia Síntesis de guía de onda digital : " El término" síntesis de guía de onda digital "fue acuñado por Julius O. Smith III, quien ayudó a desarrollarlo y, finalmente, presentó la patente. Representa una extensión del algoritmo Karplus-Strong . La Universidad de Stanford posee los derechos de patente para la síntesis de guía de onda digital y firmaron un acuerdo en 1989 para desarrollar la tecnología con Yamaha . ") - ^ Cullen & Howell 2006 , " Sin embargo, a finales de los años 70, Wolfgang Palm usó osciladores digitales de 'tabla de ondas' en sus innovadores sintetizadores PPG Wave. En lugar de tener solo tres o cuatro formas de onda, un oscilador de tabla de ondas puede tener muchas más, digamos, 64 - porque se crean digitalmente y se almacenan en una 'tabla de consulta' ... Ahora, si las formas de onda están organizadas de manera sensata, podemos comenzar a crear un movimiento armónico en el sonido ... te acercas a algo parecido a un filtro tradicional barrer. ... "
- ^ a b Horner, Andrew; Beauchamp, James; Haken, Lippold (1993). "Métodos para la síntesis de múltiples tablas de ondas de tonos de instrumentos musicales" (PDF) . J. Audio Eng. Soc. (publicado en mayo de 1993). 41 (5): 336–356.
La síntesis de tablas de ondas múltiples , el tema de este artículo, se basa en una suma de formas de onda fijas o funciones de base periódica con pesos variables en el tiempo .
- ^ Scheirer, Eric D. (MIT Media Lab); Ray, Lee (Centro Conjunto E-Mu / Tecnología Creativa) (1998). "Síntesis algorítmica y de tabla de ondas en el estándar multimedia MPEG-4". 105a Convención de la Sociedad de Ingeniería de Audio (AES) (San Francisco, California) . CiteSeerX 10.1.1.35.2773 .
2.2 Síntesis de tablas de ondas con SASBF: El formato de banco de tablas de ondas SASBF tuvo una historia de desarrollo algo compleja. La especificación original fue aportada por E-Mu Systems y se basó en su formato "SoundFont" [15]. Después de que se completó la integración de este componente en el software de referencia MPEG-4, la Asociación de Fabricantes MIDI (MMA) se acercó a MPEG solicitando que MPEG-4 SASBF fuera compatible con su formato "Downloaded Sounds" [13]. E-Mu estuvo de acuerdo en que esta compatibilidad era deseable, por lo que todas las partes negociaron y diseñaron en colaboración un nuevo formato.
- ^ "1.4 Integrando AC '97 en el Sistema" (PDF) . Revisión de la especificación de componentes de AC '97 2.3 Rev 1.0 . Corporación Intel. Abril de 2002. p. 11 .
Figura 2. Diagrama del sistema AC '97: Controlador digital AC '97 / Aceleración hw opcional / SRC *, mezcla *, posición 3D *, sintetizador de tabla de ondas *
- ^ Cullen & Howell 2006 , " Otros sintetizadores han empleado la síntesis de tabla de ondas de una forma u otra desde entonces y hay varios sintetizadores de software disponibles en la actualidad que incorporan capacidades de síntesis de tabla de ondas " . Nota : en la cita anterior, una síntesis de tabla de ondas específica desarrollada por Wolfgang Palm , conocida como "síntesis de tabla de ondas múltiple", se denomina ambiguamente "síntesis de tabla de ondas".
Bibliografía
- Andresen, Uwe (1979), A New Way in Sound Synthesis , 62a Convención AES (Bruselas, Bélgica), Audio Engineering Society (AES)
- Bristow-Johnson, Robert (1996), Wavetable Synthesis 101, A Fundamental Perspective , 101st AES Convention (Los Ángeles, California), Audio Engineering Society (AES) Copiar en MusicDSP
- Cullen, Michael; Howell, Steve (febrero de 2006). "P. ¿Puede explicar los orígenes de la tabla de ondas, S&S y la síntesis de vectores?" . Sonido sobre sonido .
- Maunchly, J. William; Charpentier, Albert J. (1987), Consideraciones prácticas en el diseño de sistemas musicales utilizando VLSI , AES 5th International Conference: Music and Digital Technology, Audio Engineering Society (AES)
- Palm, Wolfgang (2009), La historia de PPG, Parte 4
- Carreteras, Curtis (1996). El tutorial de música por ordenador . Prensa del MIT. ISBN 978-0-262-68082-0.
- Manual del propietario de PPG Wave 2.2 (inglés) (PDF) , Palm Productions GmbH
enlaces externos
- "Cocina Wavetable" . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2014.Aplicación GPL con interfaz gráfica escrita en C por Camille Bassuel, implementando varias herramientas DSP , incluyendo DFT para generar un conjunto de tablas de ondas
- Hermann Seib (7 de enero de 2011). "Simulador PPG Wave 2.2 / 2.3 / EVU" .( Complemento VSTi ) junto con las nuevas tablas de ondas '08 de Wolfgang Palm , y "Demo de WaveSim" . (versión independiente) trabajó con "Término de onda C" . por Hermann Seib, Paul Maddox y Dave Forward.