Разлика между версии на „Синтезатор“

'''Синтезаторът''' е музикален [[инструмент]] от групата на електронните инструменти. Той генерира [[звук]] по електронен път, използвайки техники като адитивен и субтрактивен синтез, честотна модулация, физическо моделиране или фазово изкривяване. В него са събрани много видове музикални инструменти. Прилича на пиано, но може да звучи като различни видове инструменти (струнни, ударни, духови). Съвременните синтезатори имат запаметени мелодии, които могат да бъдат редактирани (като се качат на компютър) или да се свири успоредно с тях. Съвременните синтезатори позволяват всякакви интерфейси на връзка с други устройства (чрез кабел, USB флаш памет, дискета и т.н.)

[[Тембър|Тембърът]]ът на всеки един инструмент е съставен от множество [[хармонични трептения]] с различни амплитуди, които се променят с течение на времето. Адитивния синтез симулира такива тембри чрез комбинация на множество синусоиди с различни честоти и амплитудни характеристики. Обикновено това се постига чрез банка от осцилатори, настроени на честоти, кратни на основната честота на синтезирания звук. Обичайно всеки осцилатор подлежи на нискочестотна [[амплитудна модулация]] чрез генератор на динамична крива, което създава доста реалистичен звук. Този вид синтез поставя различни предизвикателства както пред аналоговата техника (големият брой необходими електрически вериги за осцилаторите), така и пред цифровата (много големият брой необходими изчисления).

При физическото моделиране синтезирането на звук се осъществява чрез набор от математически зависимости и алгоритми, които симулират физически източник на звук. Използваните параметри описват физическите свойства на материалите, от които е изработен инструментът, неговата конструкция и механизма на взаимодействие с него (например удряне на струна, затваряне на отвор или клапа и др.).

Основните етапи, през които преминава развитието на синтезаторите, могат да бъдат дефинирани съобразно различни принципи, но технологичните средства, използвани за тяхното създаване, са най-интуитивният подход за разграничаване на различните поколения инструменти. В края на [[19 век|XIX в.]] и началото на [[20 век|XX в.]] синтезаторите използвали аналогови схеми. С развитието на цифровите [[процесор]]и и поевтиняването на технологията става рентабилно създаването на цифрови синтезатори, които с течение на времето се превръщат в доста по-различен вид инструменти от аналоговите. В последните години все по-популярни стават софтуерните синтезатори, които представляват компютърни приложения, реализиращи различни видове синтез — – от емулация на класически аналогови синтезатори до езотерични похвати, изключително трудни за реализация с други средства.

Изобретението на Грей има доста сходен вид със съвременните синтезатори, но следващите модели синтезатори, създадени в началото и средата на XX в., следват доста различна концепция, по-близка до изчислителните машини, отколкото до музикалните инструменти. Много от тях не били предвидени за непосредствено изпълнение на музикални партии. Вместо това те трябвало да бъдат програмирани. Пример за синтезатор от това поколение е руския '''ANS''', създаден от [[Евгени Мурзин]] в периода от [[1937]] до [[1957]] година. Този синтезатор е базиран на технологията за фото-оптичен запис на звук. Възпроизвеждането на музика с него става чрез сканиране на плака, върху която е нарисувана схема, представляваща опростено спектрално изображение на звука на произведението. Съществува само един синтезатор ANS, който се съхранява в университета „Ломоносов“ в [[Москва]].

През 60-те години започва разработването на синтезатори, които имат както сериозни възможности за звуков синтез, така и средства за изпълнение в реално време. Най-разпространената концепция по това време е модулния синтез, при който синтезаторът представлява набор от отделни модули за генериране и обработка на звук. Пътят на сигналът през модулите се определя чрез свързване с кабели на техните входове и изходи. Настройването на тези синтезатори за определен тембър е сложен и продължителен процес, но въпреки това по-прост от похватите, използвани при техните предшественици. Освен това те са значително по-компактни (но все пак доста големи според съвременните разбирания) и доста по-близо до представата за музикален инструмент, който може да намери място в популярната музика. [[Робърт Муг]] е човекът, сочен за създател на този вид революционни инструменти. В края на 60-те години модулните синтезатори са вече сензация в музикалните среди и наред с [[Moog Music]] се появяват и други компании, които реализират свои разработки - – [[ARP]], [[EMS]], [[Buchla]] и др.

Интересно е да се отбележи, че в аналоговите синтезатори от първо поколение най-често е въплътена идеята да се възпроизведат тембри на вече съществуващи акустични инструменти - – струнни, духови, пиано и т.н. Едва в началото на 90-те години, когато фактически аналогови синтезатори не се произвеждат, уникалността на техния звук започва да се цени самостойно, нещо повече - – постепенно се издига в култ, води до създаване на множество нови стилове и оказва влияние във всички сфери на модерната музика. Реакцията на производителите са т.нар. виртуални аналогови синтезатори (Virtual Analog), които по цифров път моделират старите схеми на синтез, по същия начин позволяват контрол в реално време на всички параметри на звука и чрез новите технологии разширяват възможностите - – с MIDI, увеличена полифония и т.н.

Цифровите синтезатори използват техниките на [[цифров сигнал|Цифрова обработка на сигнали]] (''DSP - – Digital Signal Processing''), за да генерират звук. Първите експерименти в областта на цифровия синтез са извършват с помощта на компютри в рамките на различни академични изследвания.

Ранните цифрови синтезатори използват прости цифрови вериги, реализиращи адитивен синтез и честотна модулация - – техники, които са твърде сложни и скъпи за изпълнение с аналогова техника. Вълново-табличния синтез и физическото моделиране стават възможни по-късно с напредването на технологията и повишаването на изчислетлната мощ на цифровите процесори. Един от най-ранните цифрови синтезатори е '''Synclavier'''. Създаден през 70-те години, този синтезатор използва FM синтез и семплиране, работи със семплираща честота от 100 kHz и съхранява системна и изпълнителска информация на магнитно-оптични дискове. Цената на инструмента по това време е над $200 000, но въпреки това се продават стотици бройки. Сред някои от най-известните изпълнители, притежавали или ползвали Synclavier, са [[Майкъл Джексън]], [[Франк Запа]], [[Хърби Хенкок]], [[Дженезис]] и др.

Съвременните цифрови синтезатори работят на същите принципи като Synclavier - – те създават поредица от дискретни числови стойности с определена честота (най често 44 100 Hz). Конкретните изчисления на тези стойности са различни за различните синтезатори, дори когато методът на ситнез е един и същ. В най-общия случаи цифровите осцилатори са базирани на броячи. За всяка дискретна стойност от сигнала брячът се увеличава със стъпка, която зависи от честотата на целевия звук. Този брояч се използва са извличане на стойността със съответния индекс от таблицата, която съдържа генерираната вълнова форма. От там нататък са възможни различни видове изчисленя, в зависимост от технологията на генериране на звук - – от просто умножение и деление до числови методи за интеграция и диференциране. Поради сложността и големия брой на изчисленията в ранните цифорви синтезатори се е налагало много старателно оптимизиране на алгоритмите, за да може да се работи в реално време.

Взаимодействието и синхронзиацията между различни синтезатори и други електронни инструменти стават по-лесни с появата на протокола '''MIDI''' (от английски - – ''Musical Instruments Digitial Interface'') през [[1983]] година, който дефинира специфичен формат на обменяните съобщения, вида на свързващите кабели и конекторите. Той бързо се превръща в стандарт и става почти задължителен за съвременните електронни музикални инструменти и модули. Обичайно е компютърните звукови карти да имат MIDI интерфейс или да могат да получава и предават MIDI съобщения чрез [[USB]] порт (при по-новите платки).

Днес, когато изчислителната мощ на компютрите позволява аудио синтез в реално време, софтуерните синтезатори са едни от най-популярните и достъпни синтезатори въобще. Разнообразните техники за обработка на цифрови сигнали позволяват създаването на акуратни емулации на физически акустични инструменти или на електрнни звукови генератори. Някои от комерсиалните програми предлагат качествено моделиране на звученето на класически синтезатори от миналото като Minimoog, ARP 2600, Prophet 5, TB-303, TR-808 и др. или качествено нови идеологии, невъзможни за реализация с аналогова техника или с цифрови процесори на сигнали. Някои приложения предлагат изключително детайлен и гъвкав подход към синтезирането на звук с цената на висока степен на сложност при употреба. Примери за последните са приложения като [[Reaktor]], [[Pure Data]] и [[Max/MSP]], при които има възможност за контролиране на процеса на синтез и управление на звука на различни нива - – от класическия подход на модулните синтезатори до намеса във фундаменталните операции на алгоритмите за обработка на сигналите.

* [http://www.sonicstate.com Sonic State - – описания на над 3000 вида синтезатори]

* [http://www.acoustics.salford.ac.uk/acoustics_info/sound_synthesis/?content=index Principles of Sound Synthesis] at [[:en:Salford University]]

* [http://www.noisecollective.net/ Noisecollective Synth Patch Archive NSPA]