Звуковые модули

Анатолий Вейценфельд

Развитие по спирали, как принято считать, — одна из основных форм развития. Отчасти это утверждение справедливо и для техники. Во всяком случае — для истории синтезаторов. Первые синтезаторы представляли собой целый комплекс из нескольких блоков: генераторов, фильтров, клавиатуры, источника питания, коммутации и т. д. Затем, благодаря миниатюризации электронных схем и элементов, стало возможным объединить разные компоненты в едином корпусе. Так появился классический синтезатор, существующий в разных, с функциональной точки зрения, вариантах — от простенькой «самоиграйки» до музыкальной рабочей станции. У них есть общий признак — в одном корпусе находятся клавиатура, звуковой генератор, органы управления, дисплей, коммутационные разъемы и пр.

Но в процессе оснащения студий звукозаписи возник вопрос — а зачем нужно такое множество клавиатур? Ведь зачастую новый инструмент приобретался ради «начинки», ради его готовых звуков и возможностей создания новых, а его клавиатура была не нужна — в студии уже имелись инструменты с клавиатурой. И производители откликнулись на потребности потребителя — стали выпускать только звуковой модуль синтезатора, без органов управления. На жаргоне музыкантов этот прибор получил характерное название «мозги», что как нельзя более точно отражает суть прибора и его предназначение. Так история развития синтезаторов сделала очередной виток — обратно к модульному принципу.

Создание отдельных звуковых модулей позволило музыкантам сэкономить на пространстве и на ненужной лишней клавиатуре, а разработчикам — сосредоточиться на главном — на звуке. Вместо нагромождения клавишных инструментов студия стала представлять собой комплекс из одной-двух специализированных MIDI-клавиатур и нескольких компактных приборов, соединенных удобной сквозной коммутацией. Однако неправильно считать звуковые модули атрибутом только студий — они находят себе широкое применение и в концертной практике, хотя на сцене чаще бывают удобны несколько отдельных синтезаторов.

Что же представляет собой звуковой модуль в функциональном отношении? Обычно это блок в рэковом или настольном исполнении, на передней панели которого находятся органы управления и дисплей, а на задней — коммутационные разъемы. Звуковой модуль конструктивно состоит из следующих функциональных блоков: генератор звука, процессор эффектов, микшер и MIDI-контроллер. Генератор может работать на разных принципах: воспроизведение семплов (наиболее распространенный), FM-синтезатор, аналоговый синтезатор, синтезатор физического моделирования. Под аналоговым синтезом подразумевается не реальное электронное генерирование различных типов волн, управляющей огибающей и регулирование работы аналоговых фильтров, а их цифровая имитация.

Подавляющее большинство современных звуковых модулей работает в формате General MIDI. Это универсальные приборы, предназначенные для воспроизведения стандартных MIDI-файлов (SMF) с полной партитурой, включающей различные инструменты. В силу того, что по одному MIDI-порту можно передать только 16 каналов MIDI, многие звуковые модули оснащены двумя входами MIDI In, что позволяет увеличить количество воспроизводимых каналов до 32.

Модуль Nord Rack 3

Как известно, волновая архитектура одного инструментального тембра (партии) может быть сложной и состоять из нескольких волн, именуемых чаще всего голосами. Эта сложная архитектура «съедает» реальную полифонию. Если, например, производитель указывает, что звуковой модуль 128-голосный, то этот вовсе не означает, что он реально воспроизведет одновременно 128 звуков разными тембрами. В действительности некоторые тембры могут состоять из двух, трех, четырех и даже более волн, и тогда количество одновременно звучащих голосов уменьшится в несколько раз. Необходимо учитывать этот факт, и не слишком доверять цифрам, которые указывают производители в проспектах. При превышении количества возможных реальных голосов обычно происходит следующее: самые первые взятые звуки снимаются, даже несмотря на то, что MIDI-команда Note Off еще не поступила в звуковой модуль, и их место в общем голосовом «бюджете» занимают звуки, взятые позже, то есть те, на которые MIDI-команда Note On поступила последней. При этом характер звуков и заметность их исчезновения из партитуры фактически не учитываются, и иной раз можно наблюдать даже довольно резкий обрыв звука. Есть два пути решения проблемы: увеличение количества голосов в звуковом модуле и создание партитур с учетом возможного превышения лимита голосов и возникающих в связи с этим нежелательных артефактов. Первое решение требует наращивания мощности «звуковой машины», второе — совершенствования мастерства аранжировщика, что, собственно говоря, не помешает в любом случае…

Стандартный звуковой модуль традиционно имел два выхода — левый и правый, но последнее время все чаще появляются модели, имеющие несколько выходов, причем внутренний микшер системы позволяет направлять те или иные каналы и комбинации каналов на разные выходы.

Другая примета времени — все чаще звуковые модули оснащаются цифровыми выходами в формате S/PDIF, а последнее время появились и приборы с интерфейсом FireWire.

Помимо универсальных звуковых модулей на основе воспроизведения семплов, работающих в стандарте General MIDI, его расширенных вариантах GS (Roland) или XG (Yamaha), существуют и специализированные приборы, предназначенные не для воспроизведения стандартных MIDI-партитур, а для синтеза звуков. Эти устройства обычно имеют небольшое количество голосов и не являются мультитембральными, но зато у них очень широкие возможности управления параметрами звука. Такие модули сочетают имитацию аналогового синтеза и гибкость цифровой регулировки параметров.

Существуют и специализированные модули для создания тембров определенных типов инструментов — например, струнных, фортепиано, народных инструментов, акустических и электромеханических органов, популярных аналоговых синтезаторов 70…80-х годов и др. Здесь тоже присутствует упомянутая в начале статьи «спираль развития» — когда-то аналоговые клавишные инструменты тоже были специализированными, например, «стрингс», «пиано» и т. д. Затем, с развитием цифровой техники и технологии семплирования, появились универсальные устройства стандарта General MIDI, в которых присутствуют звуки всех инструментов. И вот на следующем этапе разработчики опять вернулись к специализированным приборам, а потребители их в этом поддержали. Интересно, куда «спираль развития» выведет электронные инструменты на следующем витке?

К особым видам специализированных звуковых модулей следует отнести драм-машины, существующие как в виде отдельно продаваемых устройств, так и входящие в комплект электронных ударных установок. В памяти этих аппаратов находятся наборы тембров разнообразных ударных инструментов, значительно более богатые, чем наборы драм-сетов в универсальных мультитембральных модулях. Но важнее другое — в качестве управляющих устройств используются не секвенсеры или MIDI-клавиатуры, а специальные датчики, так называемые триггеры, крепящиеся на барабан и выдающие MIDI-команды Note On при ударе по пластику. Ударные панели электронных барабанов уже имеют в своей конструкции триггер и так же подключаются на специальный вход барабанного модуля. Наряду с входами для триггеров, которых может быть несколько, по числу входящих в ударную установку инструментов, модуль ударных может получать управляющие сигналы и через обычный MIDI-порт. Барабанные звуковые модули, входящие в состав комплектов электронных барабанов, обычно работают только со «своими» пэдами и триггерами. У некоторых барабанных модулей тоже имеется несколько выходов: отдельно для большого и малого барабанов, хай-хэта, тарелок, том-томов…

Еще один вид специализированных модулей — гитарные синтезаторы. Такой прибор являет собой «мозг» комплекса, включающего также датчики, преобразующие механические колебания струны в MIDI-сигнал. Гитарные синтезаторы имеют в памяти большое количество собственно гитарных звуков, но также и звуков совершенно других музыкальных инструментов. Датчики-преобразователи имеют уникальные коммутационные разъемы и работают только с «родными» приборами того же производителя — синтезаторы других фирм просто не воспримут их сигнал как MIDI-информацию.

Швейцарская фирма Softwind Instruments выпускает уникальный комплект Synthophone, состоящий из MIDI-саксофона и специального звукового модуля к нему. MIDI-саксофон представляет собой реальный альт-саксофон из металла, с настоящей тростью и мундштуком, но при этом оснащенный датчиками, реагирующими на закрывание клапанов, и находящимся в раструбе инструмента встроенным компьютером, интерпретирующим комбинации закрытых клапанов как MIDI-события. Мундштук и трость инструмента также оснащены динамическими датчиками, которые формируют MIDI-команды Note On и Note Off, а также MIDI-команды, управляющие громкостью и артикуляционными исполнительскими штрихами — это придает звучанию натуральный характер. Выходной сигнал по MIDI-кабелю поступает в звуковой модуль, а переключение программ производится с помощью клапана. Помимо звуков саксофона, кларнета и других духовых инструментов, исполнитель может играть тембрами аккордеона, скрипки, виолончели и т. д.

К особым видам звуковых модулей можно отнести приборы, предназначающиеся для ди-джеев. Они сочетают в себе звуковые генераторы, эффекты обработки и специальные «паттерновые» секвенсеры. В некоторых случаях в эти приборы встраивают и проигрыватели компакт-дисков, и тогда они представляют собой законченную «рабочую станцию» для ди-джеев. Эта аппаратура также имеет всю необходимую MIDI-коммутацию, но чаще всего управляется вручную. Поскольку нет необходимости в ди-джейских приборах иметь полный комплект тембров General MIDI, то набор звуков в них органичен характерными дискотечными электронными тембрами. При этом возможности программирования и редактирования паттернов прямо в модуле весьма обширны, ведь ди-джею гораздо удобнее это сделать прямо в рабочем аппарате, а не где-то в компьютерном секвенсере с последующим сбросом по MIDI.

Кстати, о сбросе информации. Все звуковые модули имеют MIDI-функцию Bulk Dump, позволяющую переслать по MIDI-кабелю в модуль или из него большой массив информации, например, совокупность параметров настроек, новые звуки и др.

В последние годы, с ростом вычислительных мощностей процессоров, увеличением объемов памяти, повышением качества преобразователей, утверждением новых цифровых стандартов разрядности и частоты дискретизации многие модули оснащаются функцией семплирования. Если ранее синтезатор (каковым и является звуковой модуль) и семплер были разными устройствами, то теперь это зачастую комбинированное устройство, воспроизводящее, в зависимости от желания музыканта, то готовые пресетные звуки, то собственные пользовательские семплы. А если звуковой модуль не оснащен АЦП и микрофонным предусилителем для семплирования, то во многих таких аппаратах можно сбросить семпл в память модуля по MIDI с помощью Bulk Dump или функции MSDI.

Даже если звуковые модули предназначены для воспроизведения готовых звуков стандарта General MIDI, в них обязательно имеются возможности варьирования этих звуков: изменение формы огибающей (редактирование параметров ADSR), частотная коррекция встроенным параметрическим эквалайзером, динамическая обработка компрессором, изменение строя семпла (pitch shift). Эти виды редактирования зуков позволяют довольно далеко уйти от исходных пресетных тембров и создать совершенно новые пользовательские звуки, которые можно сохранить в предназначенных для этого специальных банках памяти.

Практически все звуковые модули имеют встроенные звуковые эффекты. Это и стандартные эффекты, вроде реверберации, дисторшена, хоруса и фейзера, и более экзотичные, такие, как кольцевой модулятор, вау-вау или сатурация. Многие звуковые модули имеют специальные разъемы посылов-возвратов для внешних эффектов, которыми можно воспользоваться, если собственные эффекты прибора чем-то не устраивают.

Мультитембральные звуковые модули оснащаются внутренними микшерами, позволяющими создать необходимые баланс и панорамирование партий в самом приборе, не прибегая к микшированию в секвенсере или внешнем микшере. Для тех же, кто предпочитает внешнее микширование, современные звуковые модули имеют несколько линейных выходов, сигналы с которых могут быть поданы на отдельный пульт.

В последнее время появились и звуковые модули со встроенным секвенсером. Фактически такой прибор уже не является тем «синтезатором без клавиатуры», каким был изначально. Однако сфера применения прибора, состоящего из сочетания звукового генератора и аппаратного секвенсера, скорее всего, ограничится «живыми» выступлениями — в студии гораздо удобнее использовать программный секвенсер.

Как и для любого аппаратного прибора, имеющего программный аналог, для звукового модуля актуален вопрос перспективы: выдержит ли он конкуренцию с виртуальным аналогом, обычно более дешевым и доступным (в том числе и по известным причинам)? Это вопрос, по существу, лишь частный случай более общего, поистине философского вопроса: вытеснят ли компьютерные звуковые технологии модульную аппаратную технику вообще? В настоящее время дать ответ на этот вопрос затруднительно, и в связи с этим очень показательно поведение как раз тех компаний, что производят звуковые модули и другую подобную технику. На рынок выбрасываются все новые образцы звуковых модулей, клавишных звуковых рабочих станций, цифровых микшеров, консолей-контроллеров — в отличие, например, от семплеров, новых моделей которых почти не появляется. Значит, производители «железной» техники пока чувствуют себя достаточно уверенно. К тому же все понимают, что исчезновение аппаратной звукотехники и ее тотальная замена «софтом» станут катастрофой для всей аудиоиндустрии и «подрубят» все возможные «суки», на которых сидят, в том числе, и разработчики программного обеспечения.

Так что на ближайшие годы такие приборы, как звуковые модули, сохранят свои актуальность и необходимость — а потому: «Добро пожаловать в мир аппаратного звукового синтеза!»