Seriál Arturia

Úvod do simulace analogů od Arturia

Firma Arturia má ve svém portfoliu nejen řadu zajímavých virtuálních nástrojů, jež jsou vynikajícími simulacemi vintage analogových nástrojů, ale také moderní virtuální nástroj simulující akustické žestě, který je postaven na moderní technologii matematického modelování… Vzhledem k tomu, že tyto simulace jednotlivých analogových nástrojů jsou velice zdařilé, rozhodl jesm se udělat z nich menší seriál, který nebude pouze seriálem o produktech Arturia, ale zároveň také o syntéze zvuku, o principech tvorby zvuku obecně či o ovládání těchto nástrojů…

Společnost Arturia má ve svém rajónu následující produkty (řazeno chronologicky podle vývoje originálního nástroje), které v našem seriálu budou i hlavními tématy jeho jednotlivých částí:

  • Moog Modular V – simulace modulárního (tedy takového, kdy si uživatel může volit jednotlivé komponenty) systému Moog Music Modular, který se prodával v letech 1967 až 1981
  • Minimoog V – simulace jednohlasého monotimbrálního syntezátoru Moog Music Minimoog, který se vyráběl v letech 1971 až 1980
  • ARP2600 – simulace jednohlasého monotimbrálního syntezátoru ARP2600, který se vyráběl v letech 1971 až 1981
  • CS-80 V – simulace monotimbrálního polyfonního (8 hlasů) syntezátoru Yamaha CS-80, který se vyráběl v letech 1977 až 1980.
  • Prophet V – simulace jednoho z prvních programovatelných polyfonních (5 hlasů) analogových syntezátorů Prophet 5, který byl vyráběn v letech 1978 až 1984
  • Jupiter 8-V – simulace multitimbrálního (2 kanály) polyfonního (8 hlasů) syntezátoru Roland Jupiter-8, který se prodával v letech 1981 až 1985
  • Analog Factory – kolekce vybraných zvuků ze všech výše uvedených simulací analogových syntezátorů
  • Brass – matematicky modelované žesťové nástroje; modelování vychází ze stejných principů, které byly použity na nástrojích Yamaha VL1, VL1-m, VL7, VL70m, rozšiřující kartě PLG150-VL a příbuzných nástrojích.

Arturia

Představme ovšem nejprve samotného výrobce. Arturia je francouzská firma sídlící ve městě Grenoble v jihovýchodní části Francie. U jejího vzniku stáli v roce 1999 pánové Frédéric Brun a Gilles Pommereuil, oba inženýři vzešlí z technické univerzity Grenoble Institute of Technology. Arturia se již od svého počátku zaměřuje na vývoj hudebního softwaru a nástrojů pro profesionální i amatérské použití. V roce 2007 na veletrhu NAMM sice představila i svůj první hardwarový produkt s názvem Origin (jednalo se o hardwarový nástroj, který simuluje různé vintage analogové syntezátory) a ke svému softwarovému produktu Analog Factory vyvinula hardwarový MIDI ovladač Analog Factory Experience, nadále je ale hlavním směrem této firmy produkce softwarových virtuálních nástrojů, což dokazuje například chystaná druhá generace simulace syntezátoru Moog Music Minimoog s názvem Minimoog V 2.0, ale i Brass 2.0.

Jak Arturia simuluje

Arturia má všechny své softwarové simulace vintage analogových syntezátorů postavené na jediné technologii (což je z ekono- mického důvodu pochopitelné), která se nazývá TAE. To je zkratka pro exkluzivní technologii jejich vývojářů, která znamená True Analog Emulation - tedy volně přeloženo „Skutečnou analogovou emulaci“. Tato technologie reprodukuje tóny, tvary vlny, ladění a ostatní detailní charakteristiky analogových syntezátorů.

Jaká je hlavní charakteristika TAE technologie? Vysoká kvalita reprodukce analogových oscilátorů, které jsou, jakožto tvůrci základních vln, naprostým základem každého syntezátoru. Charakteristika analogových oscilátorů je emulována s vysokou věrností. Kvalita analogových filtrů je pro věrnou simulaci také velice důležitá. Filtry jsou totiž základním elementem subtraktivní syntézy. Proto je nutné digitálním způsobem reprodukovat naprosto přesně stejnou charakteristiku analogových filtrů. Je to stejné jako s jedinečnou charakteristikou klasických hudebních nástrojů. Implementace soft clipping může zvuku dodat vyšší dernost a pevnější basy.

O vysoké kvalitě virtuálních simulací firmy Arturia svědčí například fakt, že produkty této firmy používají kromě jiných umělci, kteří kdysi (nebo někteří i dnes) hráli na skutečné originální předlohy těchto nástrojů. Jsou mezi nimi například Jean-Michel Jarre, Hans Zimmer, Mike McKnight (klávesák Madonny, The Spice Girls, Jennifer Lopez...) a jiní.

Tvorba zvuku

Základním stavebním kamenem každého syntezátoru je generátor zvuku. Analogové syntezátory používají skutečné fyzické oscilátory, které kmitají a tím vytvářejí zvuk, který je následně zesilován. Dnešní digitální syntezátory většinou využívají nahraných vzorků základních nebo i složitějších zvukových vln. Nejedná se tedy již o fyzický oscilátor, ale tyto elementární zvukové vlny jsou načítány ze zvukové knihovny, tzv. WaveTable (přehled vln). TAE oscilátory použité v Arturia nástrojích nejsou postaveny na WaveTable. Každá nová vlna je generována dynamicky a ovlivňuje každou následující nově generovanou vlnu, jakož je i sama ovlivněna předchozími vlnami. Takto generovaná vlna může být také neustále ovlivňována dalšími parametry. Tím se simulace vyhýbá typickým problémům digitálně generovaným vln, které jsou statické a postrádají život klasických vintage analogových nástrojů. Běžné digitální syntezátory také produkují tzv. aliasing (tedy jakési roztřepení) na vysokých frekvencích a také v okamžiku, kdy je použita modulace šířky pulzu (PWM) nebo frekvenční modulace (FM). TAE technologie umožňuje produkci oscilátorů, které jsou kompletně bez aliasingu ve všech oblastech. Navíc tento způsob nijak zásadně neovlivňuje zatížení procesoru počítače.

Původní analogové syntezátory používané v nástrojích, které jsou firmou Arturia simulovány, byly nestabilní. Tvar generované vlny se vždy poněkud lišil. Záleželo například na stáří nástroje a tedy opotřebování mechanického oscilátoru, ale i na teplotě okolí (pokud nebyl nástroj zahřátý, v průběhu produkce se zvuk skutečně mírně měnil), vlhkosti vzduchu, atmosférickém tlaku, atd. (stejně jako u každého akustického nástroje). TAE technologie umožňuje simulaci takto nestabilních oscilátorů, což pomáhá vytvořit ještě věrnější zvuk. Vzhledem k tomu, že TAE technologie skutečně simuluje každý jeden oscilátor, není ani při polyfonní hře slyšet jakási “mlha”, ale jednotlivé oscilátory jsou od sebe zvukově příjemně odděleny. Jakousi výjimkou mezi simulacemi Arturia je virtuální nástroj Arturia Brass, který se od ostatních nástrojů poněkud liší. Nejedná se totiž o virtuální simulaci analogových vintage nástrojů, ale o matematické modelování reálných akustických zvuků. K tomu se používá způsob, který si ale popíšeme až v okamžiku, kdy se přímo k popisu tohoto nástroje dostaneme.

Seriál

Po tomto stručném úvodu nás v následujících dílech seriálu čekají již konkrétní produkty, a to jak originální syntezátory, na jejichž základě vznikly softwarové simulace, tak i konkrétně ony softwarové simulace. Aby měl seriál nějakou logiku, seřadil jsem jednotlivé nástroje do pořadí podle toho, kdy byly vyráběny - od nejstarších po nejnovější (stejně jako bylo uvedeno v seznamu). Takže se těším na květen.

Weby

Arturia:
www.arturia.com

SCI Prophet 5:
http://users.telenet.be/prophet-5/main.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Prophet-5

ARP 2600:
www.vintagesynth.com/arp/arp.php
http://en.wikipedia.org/wiki/ARP_2600

Moog Minimoog:
http://en.wikipedia.org/wiki/Minimoog
www.synthmuseum.com/moog/moomini01.html

Yamaha CS-80:
http://en.wikipedia.org/wiki/Yamaha_CS-80
www.synthmuseum.com/yamaha/yamcs8001.html
www.vintagesynth.com/yamaha/cs80.php

Moog Modular:
www.synthmuseum.com/moog/moomod.html
www.vintagesynth.com/moog/modular.php

Roland Jupiter 8:
http://en.wikipedia.org/wiki/Roland_Jupiter_8
www.vintagesynth.com/roland/jup8.php

Terminologie:
http://slovnikmidi.info/