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AUDIO DIGITAL

SÍNTESIS DE SONIDO

En la música electrónica el sonido lo produce el altavoz que se mueve debido a una tensión variable. Esta fluctuación no tiene por qué proceder de la grabación o proceso de un sonido real, sino que puede ser realizada directamente por medios electrónicos. Existen muchos métodos para producir una síntesis de sonido, algunos de los cuales veremos de manera general: Método de repetición de onda fija,  síntesis sustractiva, síntesis aditiva, síntesis no lineal, según lo planteado por NÜÑEZ, Adolfo (1993), en la 2da edición de su libro “Informática y electrónica Musical”.

a- Método de REPETICIÓN DE ONDA FIJA 

EL OSCILADOR

El oscilador es el dispositivo elemental más importante para la síntesis. Su efecto consiste en repetir cíclicamente una forma de onda determinada, produciendo así una oscilación periódica.

ENVOLVENTES

Una envolvente temporal es una curva que indica la evolución en el tiempo de algún parámetro. En el caso del oscilador se pueden aplicar envolventes a la amplitud, a la frecuencia y al timbre.

MODULACION DE BAJA FRECUENCIA

Modulación es la alteración de algún parámetro de un oscilador mediante otra señal, si esta señal es periódica se llama velocidad de modulación. La modulación de baja frecuencia es similar al vibrato que realizan los cantantes o los instrumentistas de cuerda o viento para conseguir más expresividad. Su nombre hace referencia a la velocidad de modulación, la cual es menor que unos 20Hz. De hecho entre los instrumentistas está entre los 4 y 8 Hz y por encima de los 20 Hz se originan fenómenos tímbricos.

b- Método de SÍNTESIS SUSTRACTIVA

En este método se parte de una señal que es pasada  a través de un filtro que modifica su espectro, atenuando ciertos parciales y reforzando otros. En principio puede aplicarse a cualquier tipo de señal, pero interesa que sea la más rica en parciales posible, como ocurre con las formas de onda tipo pulso periódico y los ruidos. Los pulsos contienen  armónicos con mucha energía y se obtienen mediante un oscilador adecuado. Para los ruidos existen generadores tanto analógicos como digitales.

TIPOS DE FILTROS

Cualquier dispositivo que modifique el espectro de una señal es un filtro. Por ejemplo, si hablamos a través de un tubo, éste actúa como tal, ya que cambia el timbre de nuestra voz, al atenuar algunos armónicos o reforzar los que coinciden con las frecuencias de resonancia de dicho objeto.

MODIFICACIÓN DE LA EVOLUCIÓN TÍMBRICA

Aplicando un filtro cuyas características varían en el tiempo, a un oscilador de forma de onda fija, se puede conseguir que su espectro varíe dinámicamente. Por ejemplo, si se disminuye gradualmente la frecuencia de corte de un filtro pasa-bajos, el espectro pasa de brillante a apagado.

c- Método de SÍNTESIS ADITIVA  

Con este método se crea un sonido mediante suma o mezcla de otros. La síntesis aditiva más general consiste en sumar osciladores senoidales, que representan cada uno a un parcial, con la amplitud y frecuencia necesaria del espectro que se desea construir; he aquí la gran ventaja de este método, ya que los parámetros de síntesis coinciden con el espectro. Dichos parámetros pueden ser establecidos empíricamente hasta conseguir el sonido deseado u obtenerse mediante el análisis de una señal determinada.

SÍNTESIS ADITIVA EMPÍRICA

Consiste en especificar directamente los envolventes de amplitud y frecuencia de todos los parciales necesarios e ir variando mediante tanteo dichos parámetros, hasta que se obtiene el timbre buscado. Este método es muy difícil y pausado, pues para obtener un sonido medianamente complejo es normal utilizar más de 15 parciales.

SÍNTESIS ADITIVA BASADA EN EL ANÁLISIS

Cualquier método de síntesis puede basarse en un análisis. El procedimiento a seguir consiste en analizar un sonido y extraer los parámetros a utilizar en la re-síntesis de ese mismo sonido. Si el sonido sintético y real resultaran idénticos, el modelo funciona; en caso contrario, habría que replantearse el análisis.

SÍNTESIS ADITIVA CON ONDAS COMPLEJAS

Para la síntesis aditiva se pueden utilizar ondas complejas, como las cuadradas o triangulares, de esta manera se consiguen espectros muy ricos con pocos osciladores, pero tiene la dificultad de que no se pueden controlar tan directamente los espectros, como se realiza cuando se trabaja con ondas senoidales.

d- Método de SÍNTESIS NO LINEAL

La síntesis aditiva es de tipo lineal, ya que las operaciones que intervienen en dicho proceso, son la suma o la multiplicación por constantes. El método de síntesis que se explica en este apartado, se sustenta en operaciones NO LINEALES, con las variables, como la multiplicación, la exponenciación, etc.; se trata sobre todo de conseguir una complejidad de sonido utilizando pocos osciladores, lo cual implica aparatos más sencillos o menos cálculos de ordenador, así como controlar el timbre mediante manipulación de pocos parámetros.

Esta técnica también recibe el nombre de “distorsión”, ya que se trata de distorsionar una onda, a fin de conseguir otra más compleja.

SÍNTESIS POR MODULACIÓN DE FRECUENCIA (FM)

La configuración simple de la síntesis fm no se diferencia en nada con el vibrato de altura que mencionamos en el punto a. La frecuencia de una onda senoidal llamada portadora, varía conforme otra onda de frecuencia fm llamada moduladora.

MODULACIÓN DE AMPLITUD (AM)

La modulación de amplitud a baja frecuencia da como resultado un trémolo; pero a partir de frecuencias superiores a entre 10 y 20 Hz, se empieza a percibir un efecto tímbrico que se puede utilizar para síntesis.

SAMPLERS

Durante mucho tiempo se ha pensado que los samplers son  sintetizadores  especiales, ya que incorporan algunas funciones de estos; son aparatos que graban digitalmente  el sonido en memoria RAM. Obviamente los samplers superan a los sintetizadores en la imitación de los instrumentos acústicos, pero tampoco hay que despreciar su capacidad de creación de sonidos manipulando los grabados.

CONSIDERACIONES GENERALES

El aspecto externo de un sampler es el de un sintetizador con teclado o en modulo. La memoria suele ser de varios MB, pudiéndose grabar en ella uno o varios sonidos cortos, llamados muestras, termino que puede confundir, ya que, como se sabe, se da el mismo nombre a cada numero de señal  digital.

El aspecto dinámico, para conseguir mas capacidad, algunos samplers emplean cuantización  de 8 a 12 bits, que no da una relación señal-ruido demasiado buena, por lo que incorporan compresores-expansores que comprimen la señal en grabación  y la expanden al producirla, método parecido al de los reductores de ruido empleados en la grabacionanalogica.

MUESTREO DE INSTRUMENTOS ACUSTICOS

Hasta ahora solo hemos visto al sampler como un instrumento que reproduce los sonidos tal y como los grabó, lo que es bueno en instrumentos de percusión, para sonidos sin altura determinada. Los samplers son capaces también de de tocar las muestras transportándolas  varias octavas hacia el agudo  o hacia el grabe; de este modo, se puede por ejemplo muestrear un DO central de un piano y obtener, en principio, toda la escala del teclado mediante transposición de esa muestra.