Dijital Signal Processing (DSP) temel olarak müzisyenlerin, üreticilerin ve ses tasarımcılarının ses yaratımı ve manipülasyonu nasıl yönlendirdiğini değiştirdi ve matematiksel işlemleri bu sayılara göre temsil ederek, DSP, hassas, tekrarlanabilirlik ve yaratıcı bir olasılıktır, DSP’nin müzik sentez ve şu anda analog yöntemlerin dijital ses işlemeye giriştiği, DSP neredeyse her işlemdeki görünmez motordur -synthesis, etkiler, karıştırma ve ustalık.Bu makale, DSP'nin temel etkilerini araştırır.

Müzikte Dijital Sinyal İşlemeye Giriş

DSP, dijital sinyallerin manipülasyonunu ifade eder - sürekli analog dalgalamaların yarı zamanlı gösterimi - mikroişlemciler tarafından yapılan algoritmaları kullanarak veya DSP çipleri ile yapılan algoritmaları kullanarak, bir mikrofon veya enstrümanın analog-mal dönüştürücü (ADC) tarafından dijital bir akışa dönüştürülür.

DSP'nin müzik tarihlerindeki tarihi, 1960'lara kadar Max Mathews ve MUSIC I at Bell Labs'ta, ancak ticari kullanım 1980'lerde Yamaha DX7 (FM sentez) ve Lexicon 224 reverb gibi erken dijital etkiler birimleriyle patladı. Bugün, DSP güçleri sadece yazılım eklentileri değil, aynı zamanda donanım sentezleyicileri de karıştırıyor ve analogdan dijital geçişler için yüksek kaliteli ses işlemeye başladı.

Bir anahtar ayrımı DSP örnekleri üzerinde çalışır - zaman içinde ayrı puanlar - sürekli gerilimden daha fazlası. Örnek oranı (örneğin, 44.1 kHz) ve biraz derinlik (örneğin, 24bit) mağlubiyeti belirlemektedir. DSP algoritmaları, zaman içinde problemleri ele almalıdır, ölçüm gürültüsü ve geç kalmışlık gibi, ancak modern teknikler bu hataları en çok uygulamalarda yanlış seviyelere düşürdü.

Müzik DSP kullanarak

Müzik sentezi, genellikle çizilebilen, osilatörler, filtreler ve modülatörler kullanarak. DSP, her biri eşsiz bir son özellikleri ile çok sayıda sentez yöntemi sunar. Aşağıda en yaygın teknikleri ve onların algoritma temellerini keşfedin.

Subtractive Synthesis

Subtraktif sentez, karmaşık bir şekilde zengin dalgaformuyla başlar - bir ekran, kare veya pul dalgası gibi - ve sonra, bir filtre kullanarak frekans içeriği, genellikle Arturia'nın Mini V. DSP'de, filtrelenen bir sonucun, sabit bir dalgalama veya matematiksel birleştirici işlevinin (ADSR) temeline göre, dijital bir filtrenin ve modern bir filtrenin kullanımı gibi filtrenin belirlenmesine olanak sağlar.

Eklenme Synthesis

Kombinasyonlar, bireysel sine dalgaları (partial veya harmonik) belirli ampliyodlarda ve fazlarda karmaşık sesler oluşturur. Teoride, herhangi bir ses, NIor veya Camel Audio Alchemy gibi moleküler (şimdilikli) üretilen organın yeniden yapılandırılması, kullanıcının dijital alanda, betonun çeşitli fazlar kullanılarak uygulanmasına izin veren veya betonarmeli yüksek hesaplamalar için tekrarlanabilir.

Frekans Modulation (FM) Synthesis

FM sentez, bir osilatör (düşükücü) 1980'lerde bir başka ( taşıyıcı) frekansını ses oranlarında modüle etmek için kullanır. Sonuç, sayısal olarak kullanılan birkaç yan bant ve indeksleme ayarlarını içerir.The Yamaha DX7 popülerleştirilmiş FM sentez 1980'lerde, ve mirası FM8 ve Ableton Operator gibi yazılımlarda devam eder.

Dalgalı Synthesis

Dalgalı sentez döngüleri tek yönlü dalgalar bir masa aracılığıyla, genellikle örnek değerlerin ortaya çıkmasını sağlamak için aralarında çapraz geçiş yapar; osilatör, perde ve daha sonra Serum ve Vital'de kullanılan bir orantılı, analog veya tamamen diğer dünyaca üretebilecek karmaşık evrim için modlanabilir. DSP'de, bir dalgaça editörlük genellikle bir editörlük içeren bir dizi çizimler içerir.

Granular Synthesis

Granular sentez küçük tahıllara bir ses kırıyor -tipik olarak 100 milisaniyeye kadar – ve onları yeni şekillerde yeniden birleştirin.Farklı tahıl oranı, pozisyon, ve yoğunlukla, üreticiler bulutları yaratabilir, kekler, zaman ayarlı atmosferler ve organik dokular. DSP uygulama tahılları, zarfı okuyabilen bir tampon yönetim sistemi gerektirir (örneğin, Hann veya triangular), ve sonuç verir.

DSP ile Etkileri

sentez ötesinde, DSP, üretimde kullanılan neredeyse her ses efektinin arka kemiğidir. Etkileri akrep alan algoritmaları uygulayarak bir sinyal değiştirir, frekans içeriği ekleyin, harmonik bozulma veya modüllate zaman temelli parametreler. Aşağıda en temel DSP etkilerini ve tipik uygulamalarını detaylandırırız.

Retter

Reverb, bir ortamda sesin doğal yansımalarını simüle eder. Dijital resözler FFT tabanlı konvolution for activity (gerçek bir uzayın bir dürtü yanıtını kullanarak) ve algoritmalı resöz (tüm geçiş filtreleri kullanarak), geri bildirim hatları (FDN) veya yeniden zarf yapıları matematiksel olarak basittir: Giriş sinyali FFT tabanlı sabitleme odası, revololama makinesi ve revololoğun tekrarlanabilir.

Gecikme ve Eko

Gecikme, belirli bir süre sonra sinyali tekrarlar, opsiyonel geri bildirimle. DSP gecikmeleri basit (single musluk) veya karmaşık (multi-tap, ping-pong) Dijital gecikme, gecikme süresinden mükemmel bir şekilde temizlenir (eğer geri bildirim < 1) veya geri dönüş kaset/ekoyu saturasyon ve düşük frekanslı filtreleme ile taklit edebilir.

İttifak ve Saturation

DSP bozulma algoritmaları bir dalgalama işlevi uygular - klipler, tanh, metre polinomi veya analog devrelerin (tüp, transistör) en basit sert klibi: y = min (max (x, -1), agresif gitar bozulması veya IK Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Çoklu Yüzlülüğün kullanılması gibi daha sofistike modeller.

Modulation: Chorus, Flanger, Fazr, Tremolo, Gero

Chorus, gecikme süresinin yavaş yavaş yavaş kısaltılmış olduğu kuru sinyali karıştırır (LFO). Sonuç, eğimli sesin olduğu gibi, yüksek gecikmeli bir filtre etkisi ile çok kısa sürede (1-10 ms) kullanır.Vampiyonel geçişler ve yüksek geri dönüşler, hızlayıcılar için bir dizi kullanır (Lpollo 4, 6 veya 8 aşama)

Frekans ve Limiter

Kompiyon, bir eşiğin üzerindeki sinyalleri azaltır. DSP kompresörler zarfı (toplayıcı veya RMS ölçüm) algılar ve bir oran ile azaltılabilir. Anahtar parametreler: eşiği, oran, saldırı, sürüm, diz.Bassssiyon vs. geri bildirim tasarımları son derece şeffaf (örneğin, Faber Pro-C) veya ambleks devreleri (örneğin, ses limitleri) için uyarıları sağlar.

Eşitleştirme (EQ)

Dijital EQs şekli filtre kullanarak yanıt verir: düşük geçit, yüksek geçit, band-pass, helving ve zirveleme. En yaygın uygulama, gelen sinyal seviyesinden yararlanan biquad filtredir (ikinci sipariş IIR), bu da parametreli olabilir. DSP EQs son derece kesin olabilir, parametrik kontrollerle, doğrusal-fazır (tekleme FIR)

DSP'nin Müzik Prodüksiyonunda Avantajları

DSP, modern müzik üretiminde varsayılan yaklaşımını yapmış birçok pratik fayda sağlar. İşte anahtar avantajları:

  • [FONT:0) Sonuç ve tekrarlanabilirlik: Her ayar – frekans, kazan, gecikme süresi – yüz nokta doğrulukla belirtilebilir ve sıcaklık ve yaş ile sürüklenen analog devrelerin aksine, DSP algoritmaları her seferinde aynı sonuçları üretir.
  • [FONT:0)Automation and modulation: Herhangi bir parametre LFOs, zarflar veya MIDI kontrolörleri tarafından modlanabilir. Otomasyon eğrileri DAW'de dinamik, gelişmekte olan etkiler için izin verilen, geniş bir yama olmadan program için imkansız olacaktır.
  • [FONT:0)Başlangıç hatırla ve sürümleme: Tasarruf ve yükleme presetleri, zincirler ve tüm karışım yapılandırmaları saniyeler alır.Bu hızlı deney ve işbirliği sağlar.
  • [FONT:0]Cost ve uzay verimliliği:[Dönetici:[Dönetici:0) Tek bir dizüstü bilgisayar, bir donanım sentezleyicisi ve çıkış dişlisi gerektiren yüzlerce sanal enstrüman ve etkiler çalıştırabilir, maliyetin bir kısmında.
  • [FONT:0) Düşük gecikme ve aşırı uçlu: [Dönetici: 0,2x veya 4x dahili örnek oranı) gecikme olmadan bir işlemde yer alan (örneğin, Core Audio), 2-3 ms olarak düşük hızlara olanak sağlar. Oversampling teknikleri (e.g., 2x veya 4x iç örnek oranı) gecikme olmadan aliasing in non-linear işleme.
  • [FONT:0]Undo ve yok edici düzenleme: [DÜDÜDÜ:0) DAW'de DSP işleme geri alınabilir veya gerçek zamanlı olarak verilir. Bu risk alma ve iteratif rafineriye teşvik eder.

Ancak, DSP zorluksız değildir: geç kalmışlık bazen kapalı olan canlı performansta problemli olabilir; birçok profesyonel mühendis, DSP eklentilerini kullanarak kutuda tamamen karıştırıyor.

Uygulamada DSP'yi Uygulamada Uygulama

DSP birkaç şekilde uygulanabilir, her biri farklı bağlamlara uygundur:

  • [[Döneticileri:0)Software eklentileri (VST, AU, AAX): [Döneticiler veya DSP hızlandırıcı kartları (örneğin, UAD, Avid HDX) Geliştiriciler C++, FAUST veya Python (prototyping) kullanır.
  • [FONT:0)Embedded DSP çipleri: Analog cihazlar SHARC veya Texas Instruments C67x gibi özel çipler donanım efektleri birimlerinde kullanılır, konsolları karıştırır ve sentezleyiciler sunar.
  • [FONT=0]FPGAs:[Dönetici:0) Alan-programlanabilir kapı dizileri büyük paralel işleme uygulayabilir; yüksek uç reverb (e.g., Bricasti M7) ve sentezleyiciler (örneğin, Modal Electronics).
  • [FONT:0)Cloud DSP:[Dönetici:[Dönetici] Bazı şirketler bulut aracılığıyla gerçek zamanlı işlem sunar (örneğin, Audio Movers), ancak geç kalmış bir engel kalır.

Prodüksiyonlar ve müzisyenler için, DSP temellerini anlamak doğru eklentiyi seçmeye ve aşırılıkta veya tampon büyüklüğü ayarlamaya yardımcı olur. Birçok DAWs, CPU yükünü azaltma veya iyileştirmeye izin verir.

DSP'nin yapay zeka ve makine öğrenimi ile kesişimleri yeni sınırlar açıyor. İşte bazı ortaya çıkan trendler:

  • [FONT=0]AI-güdümlü sentez ve etkiler: Neural ağlar metin tanımlamalarına veya ses örneklerine dayanarak ses üretebiliyor. Jukebox (OpenAI) ve Diff-SVC, gerçek zamanlı uygulamanın hala ne kadar yanlış olduğunu gösteriyor.
  • [FONT:0) Gerçek zamanlı kaynak ayrımı:[Dönetici:[Dönetici:0) DSP algoritmaları derin öğrenme ile bir araya getirilen (örneğin, Spleeter by Deezer) sesleri, davulları, basları ve diğer kökleri karıştırabilir, remixing ve karaoke oluşturmasına olanak sağlar.
  • [FONT:0) Adaptif karıştırma:[Dönetici:[Dönetici:0) Akıllı DSP bir karışım izleyebilir ve seviyeleri, sıkıştırma ve EQ otomatik olarak tür, yüksek çözünürlük standartları veya algılayıcı modellere (örneğin Landr, Izotope Neutron).
  • [FONT:0]Spatial ses ve VR: DSP for ambisonics,Hostural sunumu ve nesne bazlı ses (Dolby Atmos) immersive deneyimler için önemlidir. Gerçek zamanlı HRTF işleme ve oda simülasyonu standart hale gelir.
  • [FONT=0]Quantum Hesaplaması?[Dönetici, kuantum algoritmaları sonunda bazı DSP problemlerini (örneğin, FFT, konvolution) üst düzey hız ile çözebilir, ancak pratik müzik uygulamaları on yıllar uzaktadır.

DSP teknolojisi gelişmeye devam ettikçe, insan ve makine yaratıcılığı arasındaki çizgiyi daha da bulanıklaştıracak, dünya çapında sanatçılar ve üreticiler için yeni olanaklar sağlayacaktır. Yüksek kaliteli işlemenin demokratikleştirilmesi, mütevazı bir bilgisayarla herkesin profesyonel-sonrası müzik üretebileceği anlamına gelir, insan ve makine yaratıcılığı arasındaki çizgiyi daha da ileri sürmesine söz verir.

Dış Kaynaklar

  • [0]Wikipedia: Dijital Sinyal İşleme).
  • [FONT=0]Sound On Sound: FM Synthesis).
  • [0]Ableton Live Manual: Subtractive Synthesis[Dön 1: 1]
  • [0]ValhallaDSP: Algoritma Resözüne Son Kılavuzu).
  • [0]AraştırmaGate: Audio Signal Processing için Derin Öğrenme).