Otázky ke státnicím

adnice – tremollo, auto panner…
5. Vysvětlete pojem barva signálu. Dva základní přístupy ke tvorbě barvy signálu?
Barva zvuku (signálu) charakterizována jeho kmitočtovým spektrem. U stejného tónu zahraného jinými nástroji je stejný kmitočet základní harmonické složky ale odlišná spektrální funkce (obsah vyšších harmonických). Čím víc alikvót, tím je zvuk ostřejší. Lidský sluch analyzuje až 10. harmonickou složku.
Na barvě zvuku se kromě vyšších harmonických složek podílejí i tzv. formanty – umístěny v určitých rezonančních oblastech vzhledem k výšce základního tónu, mohou být i neharmonické. Dále se dělí na pevné (jejich poloha nezávisí na výšce tónu) a pohyblivé.
Základní postupy:
Linearni syntéza – zvuk i jeho barva jsou tvořeny přímo součtem harmonických (popř. neharmonických) složek.
Nelinearni syntéza – signal se vytvari napr. Modulaci, nelinearnim prevodnikem
Stejné tóny zahrané různými nástroji znějí odlišně, každý nástroj má svůj typický zvuk. Tuto vlastnost charakterizuje pojem barva zvuku. Dva zvuky o stejné výšce tónu se shodují v kmitočtu základní harmonické složky, ale průběhy spektrálních funkcí jsou odlišné. Tato odlišnost průběhu spektrálních funkcí hudebních nástrojů vytváří různé zvukové barvy.
Většina hudebních nástrojů vytváří periodické průběhy zvuků s proměnnou amplitudou a případnými přechodnými ději na začátku a na konci zvuku. Každý takový průběh lze rozložit pomocí Fourierovy transformace na součet harmonických složek s různou amplitudou a fází. Vzhledem k vlastnostem lidského sluchu nemají vzájemné fázové posuvy jednotlivých harmonických složek na barvu zvuku vliv. První harmonická složka odpovídá základnímu tónu zvuku, u některých nástrojů ale může mít amplitudu nižší než vyšší harmonické složky nebo může být potlačena úplně, např. u žesťových nástrojů.
Čím více jsou vyšší harmonické složky, tzv. alikvótní tóny, ve spektru signálu zastoupeny a čím vyšší je jejich intenzita, tím zní nástroj více ostřeji. S klesajícím počtem vyšších harmonických nabývají tóny měkké zabarvení. Na časovém průběhu zvukového signálu nástroje sejmutého mikrofonem je s klesajícím počtem vyšších harmonických vidět zakulacení ostrých hran. Tóny, které mají potlačené sudé harmonické zní dutě. Rozsah kmitočtových spekter některých nástrojů je uveden na obr. 3.1.
Na charakteristické zabarvení tónu mají vliv složky tónu nazývané formanty, které jsou vzhledem k výšce základního tónu umístěny v určitých rezonančních oblastech. Některé formanty nebývají harmonické, tj. jejich kmitočet není celočíselným násobkem kmitočtu základního tónu. Formanty hudebních nástrojů mohou být dvou typů:
• pevné formanty – poloha formantů se změnou výšky tónu nemění,
• pohyblivé formanty - poloha formantů se změnou výšky tónu mění.
Formanty se také významným způsobem podílejí na vytváření charakteristického zabarvení lidského hlasu.
6) Jak se docílí časové změny parametrů signálů, tj. barvy a velikosti. Jak se docílí vibráto a tremolo u zvukových syntéz? (???)
Časové změny parametrů signálu se dosáhne dynamickým řízením efektových zařízení. Řídící signál je generován oscilátorem LFO (obvykle nízké kmitočty do 10 Hz) nebo např. generátorem obálky, pedálem apod. Tyto signály řídí např. parametry kmitočtových filtrů (mezní kmitočty, jakost…) =hudební efekty s dynamicky řízenými km. filtry (AutoWah, Phaser).
Také se používají hudební efekty se zpožďovací linkou s proměnným zpožděním: echo (konst. zpoždění), chorus, flanger.
V dynamické souřadnici se používají systémy s nelineární převodní charakteristikou. Upravují dynamiku signálu sledováním jeho úrovně (envelope follower). Průběh převodní charakteristiky udává typ efektu (noise gate, kompresor, expander…).
Zvukové syntézy (popsáno pro analogový syntezátor):
Vibráto- dosáhne se řízením VCO (Voltage Controlled Oscilator), tedy kmitočtu základní i vyšších harmonických. Jedná se o modulaci kmitočtové souřadnice.
Tremolo- dosáhne se řízením VCA (Voltage Controlled Amplifier), modulace dynamiky.
Tremolo
Tremolo je efekt, při kterém se cyklicky mění amplituda (hlasitost) hraného tónu. Používá se zejména u smyčců a je možné jej simulovat např. za použití LFO napojeného na napetim rizeny zesilovač (VCA).
Vibrato
Vibrato je obdoba efektu tremolo. Jediným rozdílem je, že místo amplitudy ze zde cyklicky mění výška tónu. Tento efekt je možno simulovat za použití LFO, které se napojí na samotný oscilátor (VCO).
Jak se docílí časové změny parametrů signálů, tj. barvy a velikosti?
Generator casove obalky (ADSR nebo také EG) je zarizeni, které meni svůj prubeh v zavislosti na case. Generator casove obalky napojeny na na napetim rizeny filtr (VCF) meni barvu zvuku v zavislosti na case.
Pokud jej zapojime na napetim rizeny zesilovač (VCA), docilime zmeny intenzity signalu v zavislosti na case. Od efektu tremolo se lisi casovym prubehem zmen.
graf 1- prubeh zmacknuti klavesy syntezatoru, graf2 - prubeh generatoru casove obalky - ADSR
7) Jmenujte některou z lineárních zvukových syntéz a popište její princip.
Např. harmonická, subtraktivní, vektorová atp.
Harmonická syntéza:
Pracuje s řadou harmonických oscilátorů, jejichž signály se sčítají. Signály z generátorů procházejí napětím řízenými zesilovači VCA, které jsou řízeny generátory obálek. Tak se dosáhne změny barvy zvuku během přehrávání (3 fáze zvuku: nakmitávací, ustálená, dokmitávací).
Zobecněným případem harm. syntézy je syntéza aditivní, kdy se sčítají nejen harmonické signály ale např. i signál trojúhelník, obdélník atp.
Existzje několik druhu, vysledny zvuk je tvoren slozenim, odectenim nekolika ruznych kmitoctu.
Mezi zakladni patri additivni, subtraktivni
Harmonicka synteza – patri do skupiny aditivnich syntez. Pro verne napodobeni realnych zvuku staci 12 harmonickych – 12 oscilatoru, každý generuje s pomoci generatoru obalky ton predem stanovene frekvence, jednotlive frekvence oscilatoru jsou k sobe v urcitem pomeru (napr 2,3,4,8 nasobek prvniho oscilatoru). Vysledny ton je dan smisenim všech těchto tonu.
8) Jmenujte některou z nelineárních zvukových syntéz a popište její princip.
FM, AM, RM syntézy.
FM syntéza-kmitočtová modulace
Pracuje na principu frekvenční modulace dvou oscilátorů. Jeden pracuje jako generátor nosného signálu (tzv. nosič), druhý jako generátor modulačního signálu (tzv. modulátor), který určuje okamžitý kmitočet modulovaného signálu. Dvojice oscilátorů modulátor-nosič se nazývá operátor.
Více operátorů lze mezi sebou spojovat do tzv. algoritmu. Nejběžnější jsou 2, 4 a 6 operátorové algoritmy. Zapojení dvou operátorů může podle požadovaného