Tworzenie muzyki komputerowej - historia i podstawy

Zaczniemy od podstaw, czyli historii tworzenia muzyki elektronicznej. Z góry zaznaczam, że tworzenie muzyki na komputerze sprzyja tworzeniu muzyki elektronicznej. Pamiętajmy jednak, że dzisiejsze komputery mają dość pamięci i dysponują już znaczną mocą obliczeniową (nawet te domowe), by zwykłe sample zamienić na elektroniczne instrumenty, a wręcz pełnowymiarowe generatory instrumentów żywych. Daje nam to niesamowite możliwości i stwarza wielką iluzję tworzenia muzyki z instrumentów np. orkiestry. Obecnie przejdziemy do zagadnień związanych z elektronicznymi instrumentami – bo z nimi łatwiej zacząć, a więc przyda się trochę historii.

 

Historia muzyki elektronicznej zaczęła się z początkiem wieku elektroniki, a więc zaraz po wynalezieniu lamp elektronowych, pojawiły się pierwsze wzmacniacze, do których podłączano przetworniki różnego rodzaju (od igieł gramofonowych po pierwsze gitary elektryczne). Wcześniej muzykę tworzono na papierze i podrzucano do muzyków, aby wytestować utwór i wysłuchać tego, co umysł przegapił. Pamiętajmy, iż muzyka jest odłamem fizyki i matematyki i to, co nam się podoba lub nie, zależy w głównej mierze od tych dziedzin przyrody. Dźwięk to nic innego, jak fala akustyczna i od częstotliwości tej fali zależy to, co słyszymy. Wyższe tony to piski składające się z wysokich częstotliwości np. powyżej 5000 Hz, niskie tony (basowe) to częstotliwości niskie od 30 Hz do 200 Hz. Odpowiednio nałożone na siebie potrafią się znosić lub wzmacniać (interferencja). Instrumenty muzyczne są generatorami tej fali, a elektronika wykorzystała tę zasadę. Za pomocą głośników fala dźwiękowa jest generowana fizycznie – tj. wprowadza w drgania cząsteczki powietrza, powodując zmianę ciśnienia w jednostce czasu. Czyli im częściej zmienia się ciśnienie powietrza generowanego przez głośniki, tym częstotliwość jest większa i słyszalny ton wyższy. Można zatem czysto matematycznie wygenerować taką falę, aby głośnik mógł ją zamienić na postać akustyczną. 

 

Wracając do historii, na początku były samplery – czyli w poprzednim wieku, autorzy muzyki elektronicznej mieli wielki problem, by wygenerować falę. Radzono sobie w dość nietypowy sposób – nagrywano małe pętle czasowe na magnetofonach szpulowych. Taka „pętla” była prawdziwą pętlą – paskiem magnetycznym bez końca – bo obydwa końce paska były złączone razem tworząc sampel. W tych czasach słowa wytnij i wklej miały dosłowne znaczenie. Kilka magnetofonów ustawionych razem i uruchomionych z pętlami w odpowiednim czasie tworzyło muzykę elektroniczną. Brzmienia były proste, bo sample były proste (te nagrane na taśmie przez mikrofon).

Przykład magnetofonu szpulowego, jaki wykorzystywano w XX wieku do nagrywania, montażu i późniejszego odtwarzania sampli.

 

 

Syntezatory, czyli popularne Moogi

 

W późniejszym czasie przyszła na pomoc elektronika i powstawały pierwsze urządzenia elektroniczne – analogowe, generujące fale dźwiękową. Analogowe, czyli sposób tworzenia fali nie był dosłownie generowany, a tworzony elektrycznie i opierał się na połączeniu i budowie generatora z podstawowych układów elektronicznych niewykorzystujących cyfrowych procesorów z taktowaniem zegarowym. W przypadku analogowych syntezatorów wykorzystuje się podstawowe podzespoły elektroniczne tj. rezystory, kondensatory, cewki, kwarce, ostatecznie lampy elektronowe lub proste tranzystory i wykorzystuje się prąd elektryczny i jego właściwości fizyczne. Fala dźwiękowa tworzona wygląda za każdym razem inaczej, gdyż w grę wchodzą układy mocno wrażliwe w czasie swojej pracy na czynniki zewnętrzne. Nawet rodzaj i położenie kabli połączeniowych, położenie innych urządzeń elektrycznych w pobliżu lub nawet bliskość muzyka przy syntezatorze analogowym potrafił nieznacznie zmienić jego brzmienie. Dzięki temu do dziś wiele wykonawców muzyki elektronicznej korzysta ze starych analogów, które mają charakterystyczne i bogate brzmienie. Dodatkowo analogi mają dodatkową cechę, której nie posiadają podobne urządzenia cyfrowe. W przypadku analogów fala dźwiękowa nie jest próbkowana, a zatem w całym przebiegu jest ciągła i nie powoduje mechanicznych zniekształceń, co daje efekt czystego i niepowtarzalnego brzmienia. Podobnie jest z urządzeniami do odtwarzania muzyki np. stary magnetofon kasetowy czy gramofon, a cyfrowy odtwarzacz mp3, który generuje falę z odpowiednich próbek w danej jednostce czasu, tnąc taką falę na kawałki.

 

Pierwsze analogowe syntezatory zostały opracowane i zbudowane przez słynnego doktora fizyki i elektroniki Roberta Mooga. W 1963 roku zbudował swój pierwszy elektroniczny instrument składający się z wielu szaf zawierających podzespoły elektryczno-elektroniczne, łączone ze sobą przewodami, sterowane potencjometrami. W 1971 roku Moog zbudował mniejszy, przenośny syntezator o nazwie MiniMoog, który do dnia dzisiejszego jest uznawany jako jeden z najlepszych. Urządzenia Mooga posiadały charakterystyczne brzmienie – ciepły i głęboki soczysty bass, piękne głosy organów, czy charakterystyczne instrumenty typu FX, czyli popularne efekty. Na zasadzie budowy syntezatorów Mooga można się wiele nauczyć o dalszym tworzeniu muzyki elektronicznej, bo w zasadzie większość programów do tworzenia muzyki wywodzi się z układów, jakie wprowadził Robert Moog w swoich syntezatorach. Przez wiele lat Moog udoskonalał swoje urządzenia i przeprowadzał badania akustyczne. Była to mozolna praca, a jednocześnie skomplikowana, gdyż trzeba było rozwiązywać wiele niezrozumiałych problemów z dziedzin takich jak elektronika czy fizyka. Moog, chcąc oddać jak najwierniej kształt fali różnych instrumentów, musiał w swojej pracy wykorzystywać własną pomysłowość, spostrzegawczość. Wprowadzał udoskonalenia i przypasowywał je do odpowiednich brzmień. Czasami była to typowa zabawa i eksperymenty, np. z różnymi modułami, które zakłócały falę wygenerowaną i tworzyły jakiś nowy efekt lub brzmienie.

 

 

Podstawowe zagadnienia z zakresu tworzenia tonów

 

Nazwa tonu	Częstotliwość (Hz)
h	246,9
c1	261,63
cis1	277,18
d1	293,66
dis1	311,13
e1	329,63
f1	349,23
fis1	369,99
g1	392,00
gis1	415,30
a1	440,00
ais1	466,16
h1	493,88
c2	523,25
cis2	554,4
d2	587,3
dis2	622,3
e2	659,3
f2	698,5
fis2	740,0
g2	784,0
gis2	830,6
a2	880,0
ais2	932,3
h2	987,8
c3	1046,5
cis3	1108,7
d3	1174,7
dis3	1244,5
e3	1318,5
f3	1396,9
fis3	1480,0
g3	1568,0

Każdy syntezator czy to analogowy, czy cyfrowy zawiera generator (tzw. oscylator). Jest to czysty, wygenerowany i powtarzalny sygnał. Taki sygnał już generuje pewien dźwięk, gdyby go wyprowadzić na głośnik. Oscylator generuje taką falę w matematyczny sposób, np. jest to czysta sinusoida z pewnym okresem i amplitudą. Elektronicznie możemy w dość prosty sposób uzyskać taki przebieg w jednostce czasu. Im częstotliwość przebiegu jest większa, tym ton wygenerowanego dźwięku jest wyższy. W tabeli po lewej stronie przedstawiliśmy częstotliwości 3 oktaw dla wszystkich tonów, które można wygenerować falą o dowolnym kształcie.

 

Kształt wygenerowanej fali znacząco wpływa na brzmienie. Podstawowymi sygnałami oscylatora są fale składające się z kształtów:

- sinusoidy – otrzymujemy w tym przypadku bardzo spokojny i neutralny dźwięk imitujący instrumenty, np. flety.

 

 

- piłokształtny (sawtooth) – przebieg zawierający w swoim przebiegu linię pionową połączony z linią ukośną pod kątem 45 stopni.  

 

 

- prostokątny (Square) – zawierający w przebiegu falę prostokątną, oddzielającą stany logiczne linią prostą. 

 

- trójkątny (Triangle) – zawierający połączenie 2 linii ustawionych pod kątem 45 stopni.

 

- generator fali losowej – wykorzystywany do szumów i losowych brzmień.  

 

 

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą Altao.pl. Kup licencję