Introducción a la síntesis digital de sonidos: módulos elementales

Introducción a la síntesis digital de sonidos:
módulos elementales
Emilia Gómez Gutiérrez
Síntesi i Processament del So I
Departament de Sonologia
Escola Superior de Musica de Catalunya
Curso 2009-2010
emilia.gomez@esmuc.cat
30 de septiembre de 2009
Índice
1. Introducción y definiciones
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2. Concepto de instrumento
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3. Concepto de generador unitario
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4. Signal flowchart
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5. Osciladores
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6. Envolventes
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7. Generadores de función
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8. Modificadores de señal
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1.
Introducción y definiciones
En este tema introduciremos conceptos básicos de la síntesis de sonidos.
2.
Concepto de instrumento
Definiremos un instrumento como un algoritmo que genera un evento musical. El instrumento genera las muestras de audio a partir de una serie de
parámetros de entrada (ej: pitch, duración, etc). Un instrumento también puede recibir una señal de audio la cual procesará, transformará para dar como
salida otra señal de audio.
3.
Concepto de generador unitario
Los lenguajes de síntesis proporcionan un número de subrutinas de síntesis
que normalmente se denominan generadores unitarios (o unit generators), tal
que los instrumentos de síntesis se programan mediante combinación de estos
generadores unitarios. Originariamente, el diseño de estos generadores unitarios
estaba basado en el principio de que debían simular los módulos de un sintetizador analógico. La razón era que los músicos electrónicos estaban acostumbrados
a la configuración de patches de sintetizadores analógicos, y por tanto no les sería
difícil pasar a la programación de sintetizadores digitales por ordenador. Aunque se ha evolucionado bastante, aún se conserva la filosofía de los generadores
unitarios en varios sistemas y lenguajes de programación actuales.
4.
Signal flowchart
O diagrama de flujo de señal. Son representaciones gráficas de la forma en
que los generadores unitarios se interconectan. Hay dos reglas básicas que se
aplica a la interconexión entre dos generadores unitarios:
1. La salida de un generador unitario puede estar conectada a una o más
entradas de otro generador unitario.
2. Las salidas no se pueden nunca conectar entre sí. Se pueden combinar con
operaciones matemáticas.
Cada instrumento debe tener al menos una salida. Puede haber varias si
tenemos un sistema multicanal.
5.
Osciladores
El generador unitario más básico, pero no por ello menos importante, de un
lenguaje de programación de síntesis es el oscilador. El concepto de un oscilador
en un sintetizador digital difiere del de un oscilador en un sintetizador analógico.
Mientras que el oscilador analógico produce sólo una onda sinusoidal, el digital
produce cualquier forma de onda, incluyendo, claro, la sinusoidal. En un ordenador, el oscilador funciona repitiendo una forma de onda patrón (o template)
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que se almacena en una tabla (lookup table). La velocidad a la cual se escanea
esta tabla define la frecuencia de oscilación.
figura de oscilador lookup table del libro Computer Sound Design, pp 16.
Figura de un oscilador, misma página.
Esta tabla contiene una lista de muestras correspondientes a un ciclo o período de la onda resultante, que no tiene por qué ser necesariamente sinusoidal.
Por ello, la especificación de un oscilador siempre supone definir al menos tres
párámetros:
1. La frecuencia
2. La amplitud
3. La forma de onda
6.
Envolventes
Envolvente: señales dependientes del tiempo. Pueden controlar, por ejemplo,
la amplitud o la frecuencia de un oscilador.
7.
Generadores de función
Los generadores de función (o function generators) son otra clase importante
de unidades de síntesis. Estos generadores crean funciones que definen las lookup
tables de los osciladores y otras funciones para transformación de sonidos y control. Los generadores de función producen valores a través de procedimientos
específicos o fórmulas matemáticas, como funciones trigonométricas y polinómicas. La longitud de las tablas de función se especifica generalmente con un
número de muestras igual a una potencia de 2, como 29 = 512 o 210 = 1024
muestras.
8.
Modificadores de señal
Una tercera clase de unidades de síntesis son los modificadores de señal
(signal modifiers) como podría ser un filtro paso de baja o paso de alta (que
veremos más adelante en el tema de filtros).
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