Re-Création Instruments vintage: What Makes Modélisation Mieux que Échantillonnées?

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.  

Instruments virtuels basés sur des échantillons ont toujours été là, et la plupart d'entre nous compter sur eux à chaque fois un son d'instrument acoustique est appelé pour, et la chose réelle est pas disponible (et parfois même quand il est). Mais tandis que les instruments modernes échantillonnés sont meilleures que jamais, theres un autre type de technologie VI des thats devenir plus widespreadmodeling.

Le modèle Tout d'un instrument majeur

Étaient tous familiers avec la technologie de modélisation, comme son appliquée à processeurs audio et effectsevery fois que vous voyez un plug-in avec un panneau avant photo-réaliste d'un morceau classique de matériel de studio, son probablement une version modélisée de cette unité.

Modélisation d'un processeur consiste à analyser la contribution de chaque composant dans la chaîne du signal (circuits, transistors, tubes, transformateurs, haut-parleurs, même micros), et la gamme des effets de toutes les commandes du panneau avant, puis le codage tout ce qui dans le logiciel, alors quand un signal est géré par le plug-in, son traité dynamiquement, tout comme il serait si elle était de passage à travers le chemin de circuit réel, physique, avec toutes les interactions complexes qui rendent le son original si riche et convaincante. Eh bien, cette approche peut également être utilisé pour créer des instruments virtuels jouables, qui répondent aux joueurs de toucher avec toutes les nuances complexes que la vraie chose apporterait. Bien sûr, l'analyse et la capture de la réponse dynamique et les interactions des composants physiques qui constituent un instrument est plus difficile, et la technologie de l'instrument modélisé est encore en évolution. Mais son doute prêt pour le prime time, et il ya un grand nombre d'excellente modélisé VIs là maintenant, qui sont peut-être la chose la plus proche que vous pouvez obtenir à jouer leurs homologues physiques réelles.

Fig 1 Several modeling V.I.s.

Fig 1 Plusieurs modélisation VIs

Noix

Alors, comment est un instrument modélisé mis ensemble? Eh bien, le concepteur faudrait commencer par analyser les éléments physiques de la chose réelle, comme, par exemple, un tambour, ou un piano. Par exemple, la source sonore pour une note de piano est la corde vibrante, donc d'abord theyd venir avec une formule pour émuler thatactually ce genre de recherche remonte loin à un long temps avant qu'il y ait la puissance de calcul suffisante pour l'utiliser en temps réel applications (jouables) (voir Karplus-Strong algorithme)! Le son est créé par un marteau sur la chaîne, de sorte que ses caractéristiques seraient une autre partie du calcul. Puis les vibrations des cordes sont modifiés et modifiés par le pont et la table d'harmonie, de sorte theyd analysent aussi ceux, et l'interaction entre tous ces éléments, et de créer un code d'imiter les réponses complexes youd obtenir de différentes conditions de jeu (c.-à-dure, molle), et d'autres variables (matériaux, épaisseur, les positions de la pédale, etc). Un des aspects les plus difficiles à capturer serait l'acoustique de son rebondissant autour entre les cordes / table d'harmonie et le couvercle, mais des thats une grande partie d'un modèle de piano succès. Tous les composants interagissent dynamiquement, en réponse à des variations de la performance des joueurs, et de toutes ces interactions doivent être conçus dans le modèle, pour le faire réagir au joueur comme prévu, alors il / elle peut appliquer pleinement toute leur technique musicale, aiguisé par des années de jouer et de pratiquer. Sur le côté de sortie, instruments modélisés complètent souvent le chemin du signal qui obtiendrait l'instrument du studio / étape sur bande / disque, y compris des émulations de l'acoustique des salles (le cas échéant) et les caractéristiques spécifiques de micros virtuels à différents stages (à proximité, lointain) , adapté pour enregistrer différents styles musicaux.

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

Fig 2 Certains des composants d'un (piano) instrument modélisé (Modartt Pianoteq).

Mettez tout cela ensemble etsi l'exécution est à snuffyouve obtenu une version virtuelle de l'instrument original. Et pas nécessairement juste un piano générique ou tambour ou whateveronce le modèle est construit, les caractéristiques spécifiques d'une marque / modèle particulier peuvent être composés en place, par l'intermédiaire de contrôles qui donnent à l'utilisateur (au moins un peu) le contrôle sur les éléments individuels qui composent cette instrument virtuel. Par exemple, un modèle de caisse claire peut permettre à l'utilisateur de définir la taille, la profondeur, le matériau (bois, acier, laiton), le type de tête (monocouche, double épaisseur, enduits), la tension de la tête, l'amortissement et les autres caractéristiques , composer jusqu'à la qualité exacte de la batterie souhaité. Pour un piano, un utilisateur courageux ou aventureux pourrait vouloir tenter sa chance à modifier la taille et la densité de la table d'harmonie, la dureté des marteaux, ou même ré-équilibrer les harmoniques de cordes individuelles, à la recherche du timbre caractéristique particulière d'un Steinway ou Boesendorfer. En fait, tous les tweaks je viens de décrire sont les options de l'utilisateur dans certains réel modélisés instrumentsrespectively, Rolands V-Drums (kit de matériel) et Modartts Pianoteq (plug-in). Ces deux instruments représentent une partie de la meilleure utilisation de la technologie de modélisation de l'instrument là-bas, mais il ya beaucoup d'autres aussi.

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

Fig 3 Certains des paramètres de programmation de modélisation dans l'un des cerveaux Rolands V-Drum.

This Years Modèle

Alors, où allez-vous trouver instruments modélisés? Comme je l'ai dit plus tôt, la modélisation de l'instrument est encore en évolution (et peut être assez gourmande en CPU par rapport à l'échantillonnage, qui repose souvent plus sur le disque en streaming), donc il ne sont pas aussi grande un tableau de modelé VIs là-bas car il sont modélisés amplis de guitare et processeurs de studio. Mais il ya un certain nombre, et ils vont de émulations spécifiques d'un seul instrument à usage général conceptions roll-your-own, pour ceux qui veulent se lancer dans le grand bain.

Bien que la recherche sous-jacente a été autour depuis un certain temps, il a fallu un certain temps pour les applications d'atteindre le point où les instruments pourraient sembler pratiquement indiscernable de la vraie chose. Yamaha, notamment, a été un des premiers promoteurs de la modélisation, avec leur très populaire VL-1. Malgré le fait que les sons étaient encore clairement artificielle à ce point, l'airain modélisé (et d'autres) instruments dans cette boîte de matériel ont été parmi les instruments les plus musicalement expressive virtuelles jamais créés (jusqu'à ce moment-là), en particulier quand il est joué à partir d'un contrôleur MIDI approprié , et ils ont vraiment montré la promesse de la modélisation (en attente de la plus grande puissance DSP disponible 10 ans sur la route).

Beaucoup des premières applications pleinement réussis de la modélisation de l'instrument étaient émulations d'instruments électro-mécaniques, comme les pianos électriques Rhodes et Wurlitzer, et l'orgue Hammond. Cela rend instruments sensethose ont tous les composants physiques à modélisées (marteaux, amortisseurs, Tynes, barres de tonalité, pédales, etc.), mais le son fini est sortie par voie électronique, ce qui élimine la nécessité pour l'analyse et les calculs des éléments plus complexes, comme un joueurs lèvre buzz ou de la respiration, ou de la instruments onde sonore dans l'air. (En fait, certaines premières tentatives de modélisation de piano acoustique manquait une émulation suffisante de cet élément particulier, et, en dépit de la simulation d'un riche, la réponse à cordes sensibles, finalement sonné trop buzzy et électroniques).

Mais claviers électromécaniques fournis le moyen idéal pour les concepteurs de modèles pour couper leurs dents. Rhodes, Wurli et Clavinet modèles (VEP, VB3) sont inclus dans Logic, et les plug-ins de sociétés comme l'AAS (Applied Acoustics Systems Lounge Lizard EPS), GSi (l'excellent et peu coûteux VB3), et Modartt, réussi à capturer le son et la réponse de ces touches classiques, entre autres. Un des thats même pas mentionner les nombreux claviers de matériel qui emploient la technologie (comme une alternative ou un complément à l'échantillonnage) pour leurs sons de claviers classiques.

Fig 4 Some modeled electro-mechanical keyboards.

Fig 4 Quelques claviers électro-mécaniques modélisées.

Audio Exemple 1 Un modélisé Rhodes piano (y compris l'amortisseur mécanique sons):

[Id audio = "33963"]

Cant battre ces tambours

Youd pense plug-ins de batterie modélisée serait un naturel, mais l'instrument de modélisation de batterie acoustique seulement vraiment complète que je connaisse est la ligne V-Drum basée sur le matériel, de Roland. Leurs kits comprennent des tampons de l'état de l'art-maille-tête et les déclencheurs de cymbales, et un cerveau plein de tambours et des cymbales modélisés, pleins de ce genre d'options d'ajustement physiques décrits précédemment. (Peut-être que son encore plus de CPU-intensive pour modéliser toute une kiteven nowadaysthan youd pense?) Raison comprend un modeleur simple tambour (Kong), et il ya les autres autour, mais aucun aussi complète, ou naturel de jouer, comme Rolands modélisé kits.

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

Sons tambour figure 5 Le TD-30 fournit cerveau modélisé pour Rolands top-of-the-line kit V-Drums.

Le Saint-Graal

Comme je l'ai mentionné, Id entendu plusieurs tentatives de modélisation de piano acoustique, aucun vraiment tout à fait réussi, jusqu'à ce Modartt venu. Leurs plug-ins Pianoteq (à la version 5 maintenant) ont vraiment réussi à clouer le son et la réponse de cet instrument particulièrement difficile, avec quelques autres instruments assez percutants ainsi, allant de EPs Mallets (Vibes, Marimba) à la percussion d'orchestre . La version la plus complète de fonctionnalités de plug-in permet de contrôler abondante sur la modélisation parametersthough il vraiment ne nécessite quelques recherches et de diligence raisonnable pour être en mesure de régler ces délibérément, tout simplement jouer avec eux peut produire un grand bizarre synthy-encore-acoustique patchs -sounding.

Exemple 2 Audio Le son de l'un des Modartts modélisé pianos acoustiques (y compris résonance et bruits de pédales mécaniques):

[Id audio = "33962"]

Roulez votre propre

Et cela nous amène à l'autre type d'instruments de modélisation sur therethe de celles qui sont prévues pour vous permettre de créer vos propres modèles d'instruments, parfois à partir de zéro (à partir de l'algorithme de son génératrices de base sur place). AAS incorpore ce type de contrôle dans leur Tassman (à usage général) instrument de modélisation, et de leur chaîne modeleur StringStudio (basé autour de l'algorithme Karplus-Strong). L'un des modeleurs de bricolage les plus riches en fonctionnalités est inclus avec LogicSculpture. Cela a toutes les blocs de construction pour construire un son à partir de zéro, en utilisant le langage et les composants de la boîte à outils de modélisation, en commençant par l'étape Exciter (une alternative modeleurs à un oscillateur synthés traditionnelle). Cela vous permet de spécifier les caractéristiques de vibration d'une corde (acier, le nylon, etc.) ou un autre matériau (verre, bois, etc.). Vous choisissez une Disturberthis définit la caractéristique d'attaque, mais

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

Fig 6 Logics Sculpturea instrument de modélisation de bricolage complète.

Exemple Audio 3 Un couple de sons modélisés, construit à partir de zéro dans la sculpture:

[Id audio = "33964"]

Et thats à son sujet tout ce que je de la place pour ici. Les techniques de modélisation continuent d'être appliquées à des instruments de plus en plus virtuelles, y compris les synthétiseurs Classique / Cru, et tout comme cette approche a pratiquement repris le monde des processeurs audio, il semblent sur le point de faire des percées similaires dans échantillonnages domaine ainsi. Si vous avez pas travaillé avec instruments modélisés, maintenant peut-être un bon moment pour commencer à explorer la technologie, en particulier le bricolage offeringsyou ne sait jamais où il vous mènera.

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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