Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
| Ця стаття містить , але походження тверджень у ній через практично повну відсутність . (вересень 2018) |
FM-синтез (англ. Frequency Modulation, FM — частотно-модуляційний), операторний синтез — це форма синтезу аудіо, коли тембр простого сигналу змінюється шляхом модуляції його частоти такою частотою, що знаходиться у тому самому або аналогічному аудіодіапазоні, що створює складнішу форму хвилі та інше звучання. Частота генерованого звука змінюється або спотворюється відповідно до амплітуди модулюючого сигналу.
 |
|
|
FM-синтез може створювати як гармонічні, так і негармонічні звуки. Для синтезу гармонічних звуків модулюючий сигнал повинен мати гармонічні пропорції з вихідним сигналом. Із збільшенням амплітуди частотної модуляції звук стає все складнішим. Завдяки використанню частот з негармонічними пропорціями можна легко створювати нетональні (мультифонічні) та перкусивні звуки.
Використання аналогових звукових генераторів для FM-синтезу може призвести до нестабільності висоти звуку. Проте, FM-синтез також може бути реалізований цифровим способом, який є більш надійним і нині вважається стандартом. Yamaha побудували перший прототип цифрового синтезатора в 1974 році саме на основі FM-синтезу, перш ніж комерційно випустили Yamaha GS-1 в 1980 році. Synclavier I, вироблений компанією New England Digital Corporation, починаючи з 1978 року, включав у себе цифровий FM-синтез, використовуючи алгоритм від Yamaha. Інноваційний DX7 Yamaha, випущений в 1983 році, зробив FM-синтез найпередовішим методом генерування звуку в середині 1980-х років.
FM-синтез також став буденністю для комп'ютерних ігор і програмного забезпечення в 1990-х роках. За допомогою звукових карт, таких як AdLib та Sound Blaster, IBM PC популяризували чипи Yamaha, такі як OPL2 та OPL3. Наприклад, OPN2 був використаний в Sega Genesis як один з чипів генератора звуку.
Історія
Методика цифрового втілення частотної модуляції була розроблена Джоном Чоунінгом у Стенфордському університеті в 1967-68 і була запатентована в 1975 р. До цього алгоритм FM-синтезу був ліцензований японською компанією Yamaha в 1973 році. Спочатку він призначався для радіо, щоб передавати голос шляхом модуляції його частоти з частотою іншого сигналу. Ось чому FM-радіо називається FM (від слів «частотна модуляція»). Алгоритм Yamaha (патент США 4018121 Квітня 1977 р. або в патенті США 4018121) є насправді фазовою модуляцією, а не частотною, але їх кінцеві результати еквівалентні математично, оскільки обидві є по суті окремим випадком квадратурно-амплітудної модуляції, оскільки фазова модуляція є стійкою до небажаних альтерацій в частоті вихідних хвиль за рахунок самомодуляції або зміщення постійного струму в модулюючій хвилі.
Інженери Yamaha почали адаптувати алгоритм Чоунінга для використання в комерційному цифровому синтезаторі, додавши такі поліпшення, як метод «ключове масштабування», щоб уникнути спотворень звуку, які зазвичай відбувалися в аналогових системах при частотній модуляції. У 1970-ті роки Yamaha отримали ряд патентів, розвинувши ранні роботи Чоунінга. Yamaha побудували перший прототип цифрового FM-синтезатору у 1974 році. Зрештою, технологія вперше була використана комерційно в їхньому синтезаторі Yamaha GS-1, випущеним в 1980 році.
Yamaha запатентували своє апаратне забезпечення FM-синтезу у 1970-х роках і фактично монополізували цей ринок до середини 1990-х років. Casio розробили відповідну форму синтезу під назвою «синтез фазових спотворень», що використовується в ряді їхніх синтезаторів. Вони мали аналогічну (але трохи інакшу) якість звуку, ніж серія DX від Yamaha. Дон Бачла застосував FM-синтез у своїх інструментах ще в середині 1960-х років, до патенту Yamaha. Його 158, 258 та 259 дуальні генератори мали спеціальний FM-контроль керування напругою вхідного сигналу. Ці ранні програми використовували аналогові генератори, і така технологія була застосована в інших модульних та портативних синтезаторах, включаючи Minimoog та ARP Odyssey.
Після закінчення дії патенту Стенфордського університету у 1995 році цифровий FM-синтез тепер може бути вільно впровадженим іншими виробниками. Цей патент приніс Стенфорду 20 мільйонів доларів, що зробило його (у 1994 році) «другим за прибутковістю ліцензійним договором в історії Стенфорда». На сьогодні FM-синтез використовується переважно в програмних синтезаторах, таких як FM8 Native Instruments або Sytrus Image-Line, але він також включений в деякі сучасні цифрові синтезатори, співіснуючи разом з іншими методами синтезу. Ступінь складності FM-синтезу в таких апаратних синтезаторах може відрізнятись.
Нові апаратні синтезатори, націлені на саме FM-синтез, зникли з ринку після випуску Yamaha SY99 та FS1R, і навіть вони мали свій потужний FM-синтез лише як альтернативу іншим видам синтеза звуку. Проте, добре розроблені варіанти FM-синтезу є особливістю Nord-синтезаторів, вироблених компанією Clavia, ряду інструментів Alesis Fusion, Korg Oasys та Kronos, а також Modor NF-1. Неспеціалізовані синтезатори пропонують обмежені можливості FM-синтезу.
У 2016 році Korg випустив Korg Volca FM, FM-ітерацію серії компактних, доступних настільних модулів Korg Volca, а Yamaha випустила Montage, яка поєднує в собі 128-голосний семпловий генератор з 128-голосним FM-генератором. Ця FM-ітерація називається FMX, і має 8 операторів; кожен оператор має вибір з декількох основних форм хвилі, однак для кожної форми є кілька параметрів для регулювання її спектру. Elektron випустили FM-синтезатор Digitone в 2018 році.
FMX-синтез був створений в синтезаторах Yamaha Montage в 2016 році. FMX використовує 8 операторів. Кожен FMX-оператор має набір мультиспектральних хвильових форм на вибір, що означає, що кожен FMX-оператор може бути еквівалентним стеку з 3 або 4 DX7 FM-операторів. Список можливих хвильових форм включає синусоїдальні хвилі, хвильові форми All1 і All2, Odd1 та Odd2, Res1 і Res2. Відбір синусоїдальних хвиль працює так само, як і хвиль DX7. Хвильові форми All1 і All2 мають форму пилкоподібної хвилі. Odd1 та Odd2 — пульсоподібні або квадратні хвилі. Ці два типи хвильових форм можуть бути використані для моделювання основних гармонічних піків у нижній частині гармонічного спектру більшості інструментів. Res1 та Res2 переміщують спектральний пік до певної гармоніки і можуть бути використані для моделювання як трикутних, так і округлених груп гармонік в спектрі інструмента. Комбінування хвильової форми All1 або Odd1 з кількома хвильовими формами Res1 (або Res2) (і регулювання їхніх амплітуд) може змоделювати гармонічний спектр інструменту чи звуку.
Об'єднування наборів з 8 FM-операторів з багатоспектровими хвильовими формами було розпочато в 1999 році компанією Yamaha в синтезаторі FS1R. FS1R мав 16 операторів, 8 стандартних FM-операторів та 8 додаткових операторів, які використовували шуми, а не генератори, як джерело звуку. Додавши настроювані шуми, FS1R могла моделювати звуки, подібні до людського мовлення та духових інструментів, а також створювати звуки ударних інструментів. FS1R також містила додаткову хвильову форму, яка називається формант. Форманти можуть бути використані для моделювання звуку резонуючого тіла, як у віолончелі, скрипці, акустичній гітарі, фаготі, англійському розі або людському голосі.
Див. також
Джерела
- Чоунінг, Дж. (1973). Синтез складного звукового спектру за допомогою модуляції частот [ 3 квітня 2018 у Wayback Machine.](PDF). Journal of the Audio Engineering Society.
- Чоунінг, Джон; Брістоу, Девід (1986). FM Theory & Applications — By Musicians For Musicians. Tokyo: Yamaha. .
- Роадс, Кертіс (1996). The Computer Music Tutorial. MIT Press. .
- Додж, Чарльз; Джерс, Томас А. (1997). Computer Music: Synthesis, Composition and Performance. New York: Schirmer Books. .
Посилання
- Інтродукція до FM-синтезу [ 10 вересня 2004 у Wayback Machine.]
- FM-тьюторіал [ 7 червня 2018 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Cya stattya mistit perelik posilan ale pohodzhennya tverdzhen u nij zalishayetsya nezrozumilim cherez praktichno povnu vidsutnist vnutrishnotekstovih dzherel vinosok Bud laska dopomozhit polipshiti cyu stattyu peretvorivshi dzherela z pereliku posilan na dzherela vinoski u samomu teksti statti veresen 2018 FM sintez angl Frequency Modulation FM chastotno modulyacijnij operatornij sintez ce forma sintezu audio koli tembr prostogo signalu zminyuyetsya shlyahom modulyaciyi jogo chastoti takoyu chastotoyu sho znahoditsya u tomu samomu abo analogichnomu audiodiapazoni sho stvoryuye skladnishu formu hvili ta inshe zvuchannya Chastota generovanogo zvuka zminyuyetsya abo spotvoryuyetsya vidpovidno do amplitudi modulyuyuchogo signalu FM sinteh za dopomogoyu dvoh operatoriv Nesuchij ton chastotoyu 220 Gc lya fc modulyuyetsya tonom chastotoyu 440 Gc fm z riznomanitnim indeksom modulyaciyi b Otrimanij zvuk pokazano na diagramah verhni ilyustruyut formu zvukovoyi hvili nizhni spektr ampliduta spektralnih komponentiv u dB Forma hvili dlya riznih znachen bSpektr dlya riznih znachen b FM sintez mozhe stvoryuvati yak garmonichni tak i negarmonichni zvuki Dlya sintezu garmonichnih zvukiv modulyuyuchij signal povinen mati garmonichni proporciyi z vihidnim signalom Iz zbilshennyam amplitudi chastotnoyi modulyaciyi zvuk staye vse skladnishim Zavdyaki vikoristannyu chastot z negarmonichnimi proporciyami mozhna legko stvoryuvati netonalni multifonichni ta perkusivni zvuki Vikoristannya analogovih zvukovih generatoriv dlya FM sintezu mozhe prizvesti do nestabilnosti visoti zvuku Prote FM sintez takozh mozhe buti realizovanij cifrovim sposobom yakij ye bilsh nadijnim i nini vvazhayetsya standartom Yamaha pobuduvali pershij prototip cifrovogo sintezatora v 1974 roci same na osnovi FM sintezu persh nizh komercijno vipustili Yamaha GS 1 v 1980 roci Synclavier I viroblenij kompaniyeyu New England Digital Corporation pochinayuchi z 1978 roku vklyuchav u sebe cifrovij FM sintez vikoristovuyuchi algoritm vid Yamaha Innovacijnij DX7 Yamaha vipushenij v 1983 roci zrobiv FM sintez najperedovishim metodom generuvannya zvuku v seredini 1980 h rokiv FM sintez takozh stav budennistyu dlya komp yuternih igor i programnogo zabezpechennya v 1990 h rokah Za dopomogoyu zvukovih kart takih yak AdLib ta Sound Blaster IBM PC populyarizuvali chipi Yamaha taki yak OPL2 ta OPL3 Napriklad OPN2 buv vikoristanij v Sega Genesis yak odin z chipiv generatora zvuku IstoriyaMetodika cifrovogo vtilennya chastotnoyi modulyaciyi bula rozroblena Dzhonom Chouningom u Stenfordskomu universiteti v 1967 68 i bula zapatentovana v 1975 r Do cogo algoritm FM sintezu buv licenzovanij yaponskoyu kompaniyeyu Yamaha v 1973 roci Spochatku vin priznachavsya dlya radio shob peredavati golos shlyahom modulyaciyi jogo chastoti z chastotoyu inshogo signalu Os chomu FM radio nazivayetsya FM vid sliv chastotna modulyaciya Algoritm Yamaha patent SShA 4018121 Kvitnya 1977 r abo v patenti SShA 4018121 ye naspravdi fazovoyu modulyaciyeyu a ne chastotnoyu ale yih kincevi rezultati ekvivalentni matematichno oskilki obidvi ye po suti okremim vipadkom kvadraturno amplitudnoyi modulyaciyi oskilki fazova modulyaciya ye stijkoyu do nebazhanih alteracij v chastoti vihidnih hvil za rahunok samomodulyaciyi abo zmishennya postijnogo strumu v modulyuyuchij hvili Inzheneri Yamaha pochali adaptuvati algoritm Chouninga dlya vikoristannya v komercijnomu cifrovomu sintezatori dodavshi taki polipshennya yak metod klyuchove masshtabuvannya shob uniknuti spotvoren zvuku yaki zazvichaj vidbuvalisya v analogovih sistemah pri chastotnij modulyaciyi U 1970 ti roki Yamaha otrimali ryad patentiv rozvinuvshi ranni roboti Chouninga Yamaha pobuduvali pershij prototip cifrovogo FM sintezatoru u 1974 roci Zreshtoyu tehnologiya vpershe bula vikoristana komercijno v yihnomu sintezatori Yamaha GS 1 vipushenim v 1980 roci Yamaha zapatentuvali svoye aparatne zabezpechennya FM sintezu u 1970 h rokah i faktichno monopolizuvali cej rinok do seredini 1990 h rokiv Casio rozrobili vidpovidnu formu sintezu pid nazvoyu sintez fazovih spotvoren sho vikoristovuyetsya v ryadi yihnih sintezatoriv Voni mali analogichnu ale trohi inakshu yakist zvuku nizh seriya DX vid Yamaha Don Bachla zastosuvav FM sintez u svoyih instrumentah she v seredini 1960 h rokiv do patentu Yamaha Jogo 158 258 ta 259 dualni generatori mali specialnij FM kontrol keruvannya naprugoyu vhidnogo signalu Ci ranni programi vikoristovuvali analogovi generatori i taka tehnologiya bula zastosovana v inshih modulnih ta portativnih sintezatorah vklyuchayuchi Minimoog ta ARP Odyssey Pislya zakinchennya diyi patentu Stenfordskogo universitetu u 1995 roci cifrovij FM sintez teper mozhe buti vilno vprovadzhenim inshimi virobnikami Cej patent prinis Stenfordu 20 miljoniv dolariv sho zrobilo jogo u 1994 roci drugim za pributkovistyu licenzijnim dogovorom v istoriyi Stenforda Na sogodni FM sintez vikoristovuyetsya perevazhno v programnih sintezatorah takih yak FM8 Native Instruments abo Sytrus Image Line ale vin takozh vklyuchenij v deyaki suchasni cifrovi sintezatori spivisnuyuchi razom z inshimi metodami sintezu Stupin skladnosti FM sintezu v takih aparatnih sintezatorah mozhe vidriznyatis Novi aparatni sintezatori nacileni na same FM sintez znikli z rinku pislya vipusku Yamaha SY99 ta FS1R i navit voni mali svij potuzhnij FM sintez lishe yak alternativu inshim vidam sinteza zvuku Prote dobre rozrobleni varianti FM sintezu ye osoblivistyu Nord sintezatoriv viroblenih kompaniyeyu Clavia ryadu instrumentiv Alesis Fusion Korg Oasys ta Kronos a takozh Modor NF 1 Nespecializovani sintezatori proponuyut obmezheni mozhlivosti FM sintezu U 2016 roci Korg vipustiv Korg Volca FM FM iteraciyu seriyi kompaktnih dostupnih nastilnih moduliv Korg Volca a Yamaha vipustila Montage yaka poyednuye v sobi 128 golosnij semplovij generator z 128 golosnim FM generatorom Cya FM iteraciya nazivayetsya FMX i maye 8 operatoriv kozhen operator maye vibir z dekilkoh osnovnih form hvili odnak dlya kozhnoyi formi ye kilka parametriv dlya regulyuvannya yiyi spektru Elektron vipustili FM sintezator Digitone v 2018 roci FMX sintez buv stvorenij v sintezatorah Yamaha Montage v 2016 roci FMX vikoristovuye 8 operatoriv Kozhen FMX operator maye nabir multispektralnih hvilovih form na vibir sho oznachaye sho kozhen FMX operator mozhe buti ekvivalentnim steku z 3 abo 4 DX7 FM operatoriv Spisok mozhlivih hvilovih form vklyuchaye sinusoyidalni hvili hvilovi formi All1 i All2 Odd1 ta Odd2 Res1 i Res2 Vidbir sinusoyidalnih hvil pracyuye tak samo yak i hvil DX7 Hvilovi formi All1 i All2 mayut formu pilkopodibnoyi hvili Odd1 ta Odd2 pulsopodibni abo kvadratni hvili Ci dva tipi hvilovih form mozhut buti vikoristani dlya modelyuvannya osnovnih garmonichnih pikiv u nizhnij chastini garmonichnogo spektru bilshosti instrumentiv Res1 ta Res2 peremishuyut spektralnij pik do pevnoyi garmoniki i mozhut buti vikoristani dlya modelyuvannya yak trikutnih tak i okruglenih grup garmonik v spektri instrumenta Kombinuvannya hvilovoyi formi All1 abo Odd1 z kilkoma hvilovimi formami Res1 abo Res2 i regulyuvannya yihnih amplitud mozhe zmodelyuvati garmonichnij spektr instrumentu chi zvuku Ob yednuvannya naboriv z 8 FM operatoriv z bagatospektrovimi hvilovimi formami bulo rozpochato v 1999 roci kompaniyeyu Yamaha v sintezatori FS1R FS1R mav 16 operatoriv 8 standartnih FM operatoriv ta 8 dodatkovih operatoriv yaki vikoristovuvali shumi a ne generatori yak dzherelo zvuku Dodavshi nastroyuvani shumi FS1R mogla modelyuvati zvuki podibni do lyudskogo movlennya ta duhovih instrumentiv a takozh stvoryuvati zvuki udarnih instrumentiv FS1R takozh mistila dodatkovu hvilovu formu yaka nazivayetsya formant Formanti mozhut buti vikoristani dlya modelyuvannya zvuku rezonuyuchogo tila yak u violoncheli skripci akustichnij gitari fagoti anglijskomu rozi abo lyudskomu golosi Div takozhYamaha YM2612DzherelaChouning Dzh 1973 Sintez skladnogo zvukovogo spektru za dopomogoyu modulyaciyi chastot 3 kvitnya 2018 u Wayback Machine PDF Journal of the Audio Engineering Society Chouning Dzhon Bristou Devid 1986 FM Theory amp Applications By Musicians For Musicians Tokyo Yamaha ISBN 4 636 17482 8 Roads Kertis 1996 The Computer Music Tutorial MIT Press ISBN 978 0 262 68082 0 Dodzh Charlz Dzhers Tomas A 1997 Computer Music Synthesis Composition and Performance New York Schirmer Books ISBN 0 02 864682 7 PosilannyaIntrodukciya do FM sintezu 10 veresnya 2004 u Wayback Machine FM tyutorial 7 chervnya 2018 u Wayback Machine