Więcej...
Precyzyjne odstrajanie
Precyzyjne odstrajanie

Gałka z napisem Cents ma szereg zastosowań, których być może nigdy nie brałeś pod uwagę - przyjrzyjmy się bliżej zagadnieniu precyzyjnego odstrajania.

Technologia
2015-10-29

Mówiąc o wysokości dźwięku, należy pamiętać, że mamy do dyspozycji osiem oktaw, z których każda ma 12 półtonów - i w większości przypadków zupełnie nam to wystarczy. Jeśli jednak przyjrzymy się sprawie bliżej, to zauważymy, że każdy półton można podzielić na 100 centów. Być może już z nich korzystałeś w celu uzyskania szerszego brzmienia w syntezatorach, ale gdy poeksperymentujemy trochę z mikroodstrajaniem to okaże się, że pozwala ono uzyskać większą kontrolę nad barwą, a nawet modulacją - nie tylko nad samą wysokością dźwięku. Precyzyjne odstrajanie nie jest może najważniejszą rzeczą w produkcji muzycznej, ale z pewnością jedną z najmniej docenianych. Tym bardziej, że niewielkie zmiany pozwalają uzyskać bardzo interesujące efekty.

Teoria w harmonii

W naszym kręgu kulturowym i w muzyce szeroko znanej jako popularna przyjmuje się, że każda oktawa podzielona jest na 12 nut oddalonych od siebie o tę samą odległość. Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się dlaczego? Szczegółowe wyjaśnienie tego faktu jest wyjątkowo zawiłe i nie dla ludzi o słabych nerwach. Generalnie nasz system równomiernie temperowany, gdzie stosunek częstotliwości dwóch kolejnych dźwięków wynosi  obowiązuje zaledwie od nieco ponad stu lat. Wcześniej skale muzyczne nie były tak matematycznie równe - rozciągano i ściągano interwały (odległości między nutami) na wszelkie możliwe sposoby, aby uzyskać lepiej brzmiące harmonie.

Oprócz czystego tonu sinusoidalnego każdy muzyczny dźwięk zawiera częstotliwości harmoniczne. Kiedy dwa dźwięki grają jednocześnie, wówczas ich tony harmoniczne uzupełniają się lub nie, sprawiając że uzyskujemy przyjemne w naszym odczuciu brzmienie lub szorstki, niemiły w odbiorze dwuton. Grając dźwięk A3 uzyskasz ton sinusoidalny 220 Hz plus tony sinusoidalne o częstotliwości większej dwu-, trzy-, cztero-, pięciokrotnie, i tak dalej. Nuta oktawę wyższa, A4, zawiera ton sinusoidalny 440 Hz plus kolejne częstotliwości harmoniczne. Grając oba te dźwięki, A3 i A4, ich harmoniczne będą na siebie nachodzić - na przykład harmoniczne A3 przy 440 Hz, 880 Hz i 1320 Hz będą się kumulować z harmonicznymi A4. Takie brzmienie jest bardzo przyjazne dla naszych uszu.

Problemy z nutami

Jeśli jednak częstotliwości harmoniczne dwóch nut są od siebie nieznacznie oddalone, wówczas odbieramy takie brzmienie jako nieciekawe lub irytujące. Zestawiając nutę A3 z B3 (233 Hz) uzyskasz harmoniczny klincz - 440 Hz i 466 Hz znajdują się zbyt blisko siebie, podobnie jak 660 Hz i 699 Hz. Łączenie nut oddalonych o oktawę brzmi bardzo interesująco, ponieważ ta wyższa ma dwukrotnie większą częstotliwość niż niższa - ich relacja częstotliwościowa wynosi 2:1 (A3=220 Hz; A4=440 Hz). Są też inne dobrze brzmiące proporcje. Interwał czystej kwinty to proporcja 3:2, a czystej kwarty to 4:3.

Problemem jest jednak to, że równomiernie od siebie oddalone dźwięki, z których korzystamy w praktyce, nie zawsze zachowują proporcje wyrażone w liczbach całkowitych. Odległość kwinty jest bowiem nieco niższa niż perfekcyjne 3:2, a kwarty wyższa niż 4:3. Pozostałe interwały, jak tercje, seksty i septymy mogą być nawet jeszcze bardziej odstrojone.

Centy w cenie

Jakie ma to dla nas znaczenie w kontekście tworzenia muzyki? Niektóre nuty stosowane w edytorze pianolowym, syntezatorach i samplerach nie są tak idealnie dostrojone jak powinny. Nawet niewielkie zmiany stroju mogą sprawić, że dźwięk zabrzmi zupełnie inaczej - czy zechcesz uzyskać czystszy ton, czy też wprowadzić do sygnału nieco szorstkości. W naszym pierwszym samouczku oraz w materiale wideo na DVD pokażemy eksperymenty z najprostszym odstrajaniem, wykorzystując dwie identyczne sinusoidy i nieznacznie zmieniając ich wysokość dźwięku. Zapewne korzystałeś już z tej techniki tworząc tłustsze, grubsze brzmienia w syntezatorze z wykorzystaniem funkcji „odstrojenia unisono”, ale używane przez Ciebie kontrolki Fine Tune można przesunąć jeszcze dalej niż standardowe 3-4 centy.

W dalszej części wykorzystamy zdobyte doświadczenie w praktyce, aplikując odstrojenie do partii syntezatora i wokalu. Każdy wie, że dwa oscylatory odstrojone względem siebie o kilka nut brzmią interesująco. Ale nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że nawet kilka centów odstrojenia może znacząco wpłynąć na czystość i klarowność takiego dźwięku. Z drugiej strony, możesz też zastosować taki zabieg dla uzyskania bardziej ziarnistego i mniej krystalicznego brzmienia. Na koniec zaprezentujemy, jak „wsłuchiwać się” w wiele sampli oraz dostrajać je tak, aby zgrabnie współbrzmiały. Znajomość tej techniki przyda się, gdy dźwięki te będą się przenikać, istotnie wspierając takie zabiegi jak tworzenie obwiedni, zmiana fazy, modulacja czy kompresja.

Znaczenie odstrajania

Przyjrzymy się szerokiej gamie efektów, jakie można uzyskać poprzez bardzo precyzyjne odstrajanie. Najczęściej wykorzystywana technika odstrajania polega na nieznacznej zmianie wysokości dźwięku oscylatorów, ale okazuje się, że mikroodstrojenia mogą zaowocować znacznie większymi zmianami brzmienia niż nam się wydaje. Gdy dodatkowo poddamy je modulacji, końcowy efekt może być jeszcze ciekawszy.

1.

Mamy tu syntezator z dwoma identycznymi oscylatorami produkującymi falę sinusoidalną. Obie mają tę samą fazę, poziom i częstotliwość, a zatem efekt jest taki, jak w przypadku gry jednego, głośniejszego oscylatora.

2.

Po odstrojeniu jednego oscylatora dźwięk jest szerszy. I na tym wiele osób kończy. Tymczasem gdy zastosujemy większe odstrojenie, dźwięk zacznie mieć modulowaną głośność. Jeszcze większe odstrojenie sprawi, że brzmienie staje się szorstkie i nieprzyjemne, ponieważ słyszymy dwa wyraźne, niestrojące tony.

3.

Odstrojenie oscylatorów może nam zatem dać grubsze brzmienie, modulację amplitudy lub mało subtelne współbrzmienia. A zatem automatyzacja parametru odstrojenia w jednym oscylatorze pozwala zwiększyć naszą kontrolę nad dźwiękiem.

4.

Użycie bardziej złożonych przebiegów da takie same efekty dla każdej z harmonicznych. Przy zastosowaniu fali trójkątnej zdudnienia będą się pojawiać w całym widmie audio, dając dynamiczną i kreatywną zmianę barwy. Jeszcze innym sposobem na zmiany w oscylatorach jest użycie modulacji.

5.

Spróbuj przypisać generator obwiedni do odstrojenia drugiego oscylatora, co pozwoli na uzyskanie zmian w ramach każdego pojedynczego dźwięku (patrz prezentacja wideo na DVD). Z kolei modulacja z użyciem LFO lepiej się sprawdzi przy dłużej granych dźwiękach - poświęć trochę czasu na eksperymenty z amplitudą, szybkością i głębokością modulacji.

6.

W tego typu edycji pojawia się jednak pewien problem: zmiana odgrywanej nuty - a nawet jej transpozycja - istotnie wpływa na proporcję częstotliwości dźwięków, i raz uzyskany efekt może się nie sprawdzić przy innej nucie.






Idealne interwały

W naszej standardowej skali temperowanej wszystkie sąsiednie nuty są oddalone o taką samą odległość. Choć jest to duże ułatwienie, to jego wadą jest to, że niektóre interwały wydają się nieznacznie odstrojone. Nuta A4 ma częstotliwość 440 Hz, a oktawę wyższa, A5, 880 Hz. Mamy tu perfekcyjne strojenie i współczynnik częstotliwości 2:1. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę tercję C#5 (teoretycznie 554 Hz), to by uzyskać współczynnik 5:4 należy ją odstroić do 550 Hz. Po takim odstrojeniu dwudźwięk będzie brzmiał znacznie czyściej, ponieważ harmoniczne obu dźwięków zostaną matematycznie wyrównane. Poniższa tabela przedstawia wielkość odstrojenia poszczególnych interwałów, którego celem będzie uzyskanie perfekcyjnego stroju. Tego typu odstrajanie nosi nazwę stroju naturalnego lub stroju pitagorejskiego, a technika ta jest wciąż w użyciu w niektórych gatunkach muzyki spoza kręgu kultury zachodniej.

Zaawansowane zmiany stroju

Korzystając z teorii harmonii pokażemy teraz, jak subtelnie dokonane odstrojenia pozwalają uzyskać zaskakujące efekty brzmieniowe. Skala muzyczna nie jest perfekcyjna. Niektóre standardowe interwały, z których korzystamy niemal w każdym utworze - zwłaszcza tercje i seksty - na dobrą sprawę nie stroją idealnie. Pamiętając o tym podczas tworzenia barw syntetycznych i odstrajając jednocześnie różne partie możesz uzyskać znacznie lepiej brzmiącą harmonię. Działa to także w drugą stronę - jeśli zależy Ci na surowym, nieco dysonansowym dźwięku, także możesz zastosować opisaną technikę.

1.

Harmonię w brzmieniu można uzyskać odstrajając drugi oscylator o kilka półtonów. Wybierając 12 półtonów uzyskujemy czystą oktawę, perfekcyjne brzmienie i doskonały efekt. Kwarty i kwinty też funkcjonują znakomicie - dlatego mówimy o nich „czysta” kwarta i kwinta.

2.

Inne interwały nie zawsze sprawdzają się tak dobrze - sprawdź tercję zwiększoną. Usłyszysz wyraźne falowanie amplitudy, ponieważ tak ustawiony interwał jest zbyt duży. Jeśli zmniejszymy go o 14 centów, to od razu pokaże się klarowność brzmieniowa.

3.

Interwał czystej seksty ma ten sam problem. Odstrojenie w dół, tym razem o 16 centów, wyeliminuje modulację harmonicznych i sprawi, że całość zabrzmi znacznie przyjemniej. Teraz możesz w praktyce zobaczyć, jak przydatna jest zamieszczona obok tabela odstrojenia.

4.

Podobny efekt możesz też usłyszeć w przypadku interwału kwarty, ale nie jest już on tak oczywisty. W tej konfiguracji wystarczyło obniżyć wysokość dźwięku zaledwie o dwa centy.

5.

Efekty tego typu możemy uzyskać także w odniesieniu do wokalu. Jeśli do korekcji intonacji korzystasz z Melodyne, to na pewno wiesz, że nie zawsze odpowiednie dostrojenie jest tożsame z idealnie ustawioną wysokością dźwięku.

6.

Niekiedy harmonie brzmią lepiej przy odstrojeniu o wartości zaprezentowane w naszej tabeli. Musisz jednak pamiętać, aby podstawowa nuta każdego akordu była ustawiona na 0 centów. Tylko wtedy unikniesz niepożądanych zmian na przestrzeni całego utworu.






Dostrajanie warstwowych sampli

Uważnie słuchając możesz dopasować sample względem siebie tak, że zabrzmią perfekcyjnie. Pokażemy Ci jak... Tworząc warstwowe brzmienia warto sięgać po narzędzia do modulacji i kontroli dynamiki, które pozwolą scalić poszczególne elementy. Jeszcze inną metodą na osiągnięcie tego celu jest ich indywidualne dostrajanie. Obowiązuje tutaj szereg różnych, sprawdzonych w praktyce reguł, ale najlepszym sposobem wciąż pozostaje metoda „na słuch” (zobacz wideo na naszej płycie DVD i posłuchaj jak to działa).

1.

Mamy osiem sampli grających jednocześnie. Do ich komasacji w jeden dźwięk możemy użyć narzędzi do kreowania warstw lub samplera. Warto zunifikować je pod względem dynamiki i animacji brzmienia, ale należy też wziąć pod uwagę ich precyzyjne odstrajanie.

2.

Zacznij od wyciszenia wszystkich sampli, a następnie zajmij się dostrajaniem jednego po drugim. Używając narzędzia do zmiany wysokości dźwięku dopasuj drugą próbkę do pierwszej. Kiedy uzyskasz odpowiednie współbrzmienie, odstrajana próbka powinna wywołać wrażenie jej zaniku w dźwięku.

3.

Przyczyną tego stanu rzeczy jest to, że dźwięki o wyrównanych relacjach harmonicznych znacznie lepiej się „sklejają”. Innymi słowy, dwa sample o uzupełniających się wysokościach nie brzmią już jak dwa różne dźwięki, ale jak dwa elementy jednego dźwięku.

4.

Jeśli wszystkie odstrojone w ten sposób sample zabrzmią jednocześnie zbyt przytłaczająco, wyciszaj kolejno każdą poprzednią próbkę, aby usłyszeć efekty swoich działań. Więcej szczegółów znajdziesz na wideo z naszej płyty DVD.





Poza skalą

Jeśli chcesz głębiej zająć się tematyką strojów i odstrajania, to warto bliżej przyjrzeć się różnego typu skalom muzycznym. Zacznij od stroju pitagorejskiego/naturalnego. W tych 12-tonowych skalach każda nuta brzmi czysto tak długo, jak długo pozostaje w jednej tonacji. Niektóre akordy mogą jednak zabrzmieć odrobinę nieczysto, zatem pewne dźwięki będą wymagały dopracowania. Jeśli chcesz udać się w bardziej eksperymentalne regiony harmonii, inne systemy równomiernie temperowane (gdzie oktawa dzielona jest na inną niż 12 liczbę równych tonów) mogą dać nieco dziwne, ale wciąż muzycznie brzmiące efekty. Dla przykładu, interesująco przedstawia się skala z oktawą zawierająca 19 nut, a niektórzy kompozytorzy wykorzystują nawet skale z 53-nutowymi oktawami.

W jaki sposób możesz korzystać z takich skal w swoim programie DAW? Mogą tu pomóc różnego typu wtyczki MIDI i oprogramowanie do korekcji intonacji, jak np. Melodyne (z presetami zawierającymi szereg skal). Niektóre syntezatory pozwalają na import plików .tun, które definiują ich skale. Są też programy DAW z opcją wyboru skali (np. Logic) lub indywidualnego odstrajania poszczególnych nut w MIDI (Bitwig).