Re-Creación de instrumentos vintage: ¿Qué hace que Modelado Mejor que muestreado?

If you're looking to re-create an acoustic instrument or vintage synth/drum machine in software, sample-based instruments will only take you so far. Joe Albano explores modelling instruments in depth.  

Instrumentos virtuales basados ​​en muestras han existido siempre, y la mayoría de nosotros dependen de ellos cada vez que un sonido de instrumentos acústicos se pide, y lo real no está disponible (e incluso a veces cuando es). Pero mientras que los instrumentos muestreados modernos son mejores que nunca, theres otro tipo de tecnología VI thats de cada vez más widespreadmodeling.

El Modelo Muy de un Instrumento Mayor

Estaban familiarizados con la tecnología de modelado, como aplicable a los procesadores de audio y effectsevery vez que vea un plug-in con un panel frontal foto-realista de una pieza clásica de equipos de estudio, es probablemente una versión modelado de esa unidad.

Modelado de un procesador consiste en el análisis de la contribución de cada componente en la cadena de señal (circuitos, transitors, tubos, transformadores, altavoces, incluso micrófonos), y la gama de efectos de todos los controles del panel frontal y, a continuación, la codificación de todo lo que en el software, así que cuando una señal se ejecuta a través del plug-in, el procesado de forma dinámica, como lo sería si estuviera pasando a través de la ruta del circuito real, físico, con todas las complejas interacciones que hacen que el sonido original tan rica y convincente. Bueno, ese enfoque también se puede utilizar para la creación de instrumentos jugables virtuales, que responden a los jugadores tocar con todos los matices compleja que la cosa real traería. Por supuesto, el análisis y la captura de la respuesta dinámica y las interacciones de los componentes físicos que componen un instrumento es más difícil, y la tecnología del instrumento modelado aún está en evolución. Pero su definitivamente listo para el prime time, y hay un gran número de excelente modelado VIs que hay ahora, que son, posiblemente, lo más cercano que puede llegar a jugar sus homólogos reales, físicas.

Fig 1 Several modeling V.I.s.

Figura 1 Varios modelado VIs

Nueces

Entonces, ¿cómo es un instrumento de modelado juntos? Bueno, el diseñador se iniciaría mediante el análisis de los elementos físicos de la cosa real, como, por ejemplo, un tambor o un piano. Por ejemplo, la fuente de sonido para una nota de piano es la cuerda vibrante, por lo que primero theyd llegar a una fórmula de emular thatactually este tipo de investigación fechas de regreso a una época mucho antes de que el poder informático suficiente para utilizarlo en tiempo real aplicaciones (jugables) (ver algoritmo Karplus-Strong)! El sonido es creado por un martillo golpeando la cadena, por lo que sus características serían otra parte del cálculo. Entonces las vibraciones cadenas son alterados y modificados por el puente y caja de resonancia, por lo que theyd también analizan esos, y la interacción entre todos estos elementos, y crear código para emular las respuestas complejas youd obtener de diferentes condiciones de juego (es decir, duro, blando), y otras variables (materiales, espesores, posiciones de pedales, etc). Uno de los aspectos más difíciles de capturar sería la acústica de rebotando entre la cadenas / caja de resonancia y la tapa de sonido, pero eso es una gran parte de un modelo de piano éxito. Todos los componentes interactúan de forma dinámica, en respuesta a las variaciones en el rendimiento de los jugadores, y todas esas interacciones debe estar diseñado en el modelo, para hacer que reaccione al jugador como se esperaba, por lo que él / ella puede aplicar completamente toda su técnica musical, perfeccionado durante años de jugar y practicar. En el lado de salida, instrumentos modelados menudo completan el recorrido de la señal que obtendría el instrumento de estudio / etapa en cinta / disco, incluyendo emulaciones de acústica de la sala (cuando corresponda) y las características específicas de los micrófonos virtuales en distintas ubicaciones (cerca, lejos) , apto para la grabación de diferentes estilos musicales.

Fig 2 Some of the components of a modeled (piano) instrument (Modartt Pianoteq).

Fig 2 Algunos de los componentes de un modelado (piano) instrumento (Modartt Pianoteq).

Poner todo junto andif la ejecución es hasta snuffyouve conseguido una versión virtual del instrumento original. Control y no necesariamente sólo un piano genérico o tambor o whateveronce se construye el modelo, las características específicas de una marca / modelo en particular se pueden marcar hacia arriba, a través de los controles que le dan al usuario (al menos algunos) sobre los elementos individuales que componen esa instrumento virtual. Por ejemplo, un modelo de un tambor podría permitir al usuario especificar el tamaño, la profundidad, el material (madera, acero, latón), tipo de cabeza (de una sola capa, doble capa, recubierto), la tensión de cabeza, de amortiguación, y otros detalles , marcando la calidad exacta del tambor deseado. Para un piano, un usuario valiente o aventurero podría querer probar suerte en alterar el tamaño y la densidad de la caja de resonancia, la dureza de los martillos, o incluso volver a equilibrar los armónicos de cuerdas individuales, en busca de la tímbrica característica particular de un Steinway o Boesendorfer. De hecho, todos los ajustes que acabo de describir son las opciones de usuario en algunas reales modeladas instrumentsrespectively, Rolands V-Drums (kit de hardware) y Modartts Pianoteq (plug-in). Estos dos instrumentos representan algunos de los mejores uso de instrumento tecnología de modelado por ahí, pero hay un montón de otros también.

Fig 3 Some of the modeling programming parameters in one of Roland’s V-Drum “brains”.

Fig 3 Algunos de los parámetros de programación de modelado en uno de los cerebros Rolands V-Drum.

Esta Años Modelo

Entonces, ¿dónde va a encontrar instrumentos modelados? Como he dicho antes, el modelado instrumento sigue evolucionando (y puede ser muy intensivo de la CPU en comparación con el muestreo, que a menudo se basa más en streaming de disco), así que no enviaban tan vasto un conjunto de VIs modelada por ahí, ya que se modelan los amplificadores de guitarra y procesadores de estudio. Pero hay unos cuantos, y que van desde las emulaciones específicas de un solo instrumento a diseños-liar de propósito general, para aquellos que quieren saltar a la parte más profunda.

Aunque la investigación subyacente ha sido de alrededor durante bastante tiempo, le tomó bastante tiempo para que las aplicaciones lleguen al punto en el que los instrumentos podrían sonar prácticamente indistinguibles de la cosa real. Yamaha, en particular, fue una de los primeros defensores de modelado, con su VL-1 muy popular. A pesar de los sonidos eran todavía claramente artificial en este punto, el bronce modelado (y otros instrumentos) en este cuadro de hardware fueron algunos de los instrumentos virtuales más musicalmente expresiva creados nunca (hasta ese momento), sobre todo cuando se juega desde un controlador MIDI adecuados , y que realmente mostraron la promesa de modelado (a la espera de la mayor potencia DSP disponibles 10 años en el futuro).

Muchas de las primeras aplicaciones totalmente exitosos de modelado instrumento eran emulaciones de instrumentos electromecánicos, como los pianos eléctricos Rhodes y Wurlitzer, y el órgano Hammond. Esto hace que todos los instrumentos sensethose tienen componentes físicos para ser modelados (martillos, amortiguadores, Tynes, bares de tono, pedales, etc.), pero el sonido acabado es de salida electrónicamente, eliminando la necesidad para el análisis y cálculos de elementos más complejos, como una jugadores labio zumbido o aliento, o los instrumentos de onda de sonido en el aire. (De hecho, algunos intentos tempranos en el modelado de piano acústico carecían de una emulación adecuado de ese elemento en particular, y, a pesar de la simulación de un rico, la respuesta cadena de respuesta, en última instancia, sonaban demasiado ajetreado y electrónica).

Pero teclados electromecánicos siempre la manera perfecta para los diseñadores de modelo para cortar sus dientes. Rodas, Wurli y Clavinet modelos (VEP, VB3) se incluyen en Logic, y plug-ins de compañías como AAS (Acústica Aplicada Sistemas Lounge Lizard EPs), GSi (la excelente y barato VB3) y Modartt, capturar con éxito el sonido y la respuesta de esas llaves clásicos, entre otros. Se eso no es ni siquiera mencionar los muchos teclados de hardware que emplean la tecnología (como alternativa o complemento de muestreo) por sus sonidos de teclado clásico.

Fig 4 Some modeled electro-mechanical keyboards.

Figura 4 Algunos teclados electromecánicos modelados.

Audio Ejemplo 1 Un modelo de Rhodes piano (incluyendo amortiguador mecánico suena):

[Id de audio = "33963"]

No se puede superar esos tambores

Youd pensar tambor modelado plug-ins sería algo natural, pero el instrumento único realmente integral de modelado batería acústica que conozco es la línea V-Drum basada en hardware, de Roland. Sus kits incluyen almohadillas del estado de la técnica de malla de cabeza y disparadores de platillos, y un cerebro lleno de tambores y platillos modelados, llenos del tipo de opciones de ajuste físicas descritas anteriormente. (Tal vez sea aún más intensivo de la CPU para modelar toda una kiteven nowadaysthan youd piensa?) Razón incluye un modelador tambor sencillo (Kong), y hay otros a su alrededor, pero ninguno tan completo, o natural para jugar, como Rolands modeló kits.

Fig 5 The TD-30 “brain” provides modeled drum sounds for Roland’s top-of-the-line V-Drum kits.

Suena tambor Fig 5 El TD-30 proporciona cerebro modeló para kits V-Drum Rolands top-of-the-line.

El Santo Grial

Como ya he mencionado, Id escuchó varios intentos de modelar piano acústico, ninguno realmente un éxito completo, hasta Modartt llegó. Su plug-ins Pianoteq (en la versión 5) ahora realmente han conseguido clavar el sonido y la respuesta de ese instrumento especialmente difícil, junto con algunos otros instrumentos de percusión bastante así, que van desde EPs a Mazos (Vibes, Marimba) a la percusión orquestal . La versión más completa herramienta del plug-in proporciona control copiosa sobre el modelado parametersthough realmente requiere una investigación y la diligencia debida para poder ajustar éstos a propósito, simplemente jugando con ellos puede producir un gran extraño synthy-todavía-acústica parches -sounding.

Ejemplo Audio 2 El sonido de una de Modartts modeló pianos acústicos (incluyendo resonancia y ruidos mecánicos pedal):

[Id de audio = "33962"]

Liar

Y eso nos lleva a la otra clase de instrumentos de modelización fuera therethe las establecidas para que usted pueda crear sus propios modelos de instrumentos, a veces desde cero (desde el algoritmo de generación de sonido básico en un máximo). AAS incorpora este tipo de control en su Tassman (de propósito general) instrumento de modelado y su modelador cadena StringStudio (basa en el algoritmo Karplus-Strong). Uno de los modeladores de bricolaje más con todas las funciones viene incluido con LogicSculpture. Esto tiene todos los bloques de construcción para la construcción de un sonido a partir de cero, utilizando el lenguaje y los componentes de la caja de herramientas de modelado, a partir de la etapa de Exciter (una alternativa modeladores a un sintetizadores oscilador tradicional). Esto le permite especificar las características de vibración de una cuerda (acero, nylon, etc.) u otro material (vidrio, madera, etc.). Usted elige un Disturberthis establece la característica de ataque, pero

Fig 6 Logic’s Sculpture—a comprehensive DIY modeling instrument.

Figura 6 Lógicas Sculpturea instrumento de modelado integral de bricolaje.

Ejemplo Audio 3 Un par de sonidos modelados, construido desde cero en Escultura:

[Id de audio = "33964"]

Y eso es de lo único que tienen espacio para aquí. Técnicas de modelado se siguen aplicando a los instrumentos cada vez más virtuales, incluyendo sintetizadores clásicos / de época, y al igual que este enfoque prácticamente ha tomado el mundo de los procesadores de audio, que parece que va a hacer incursiones similares en muestreos de dominio también. Si usted ha sin trabajar con instrumentos modelados, ahora podría ser un buen momento para empezar a explorar la tecnología, en especial la de bricolaje offeringsyou nunca se sabe dónde le llevará.

Joe is a musician, engineer, and producer in NYC. Over the years, as a small studio operator and freelance engineer, he's made recordings of all types from music & album production to v/o & post. He's also taught all aspects of recording and music technology at several NY audio schools, and has been writing articles for Recording magaz... Read More

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