Форманты

Формантой называют область подъема гармо­нических составляющих звука в его спектре, обусловленную параметрами резонаторов музыкального инструмента или голосового аппарата певца. При этом под словом "форманта" могут иметь в виду как частотный интервал, в котором наблюдается такой подъем, так и собственно гармоники, принадле­жащие этому интервалу. Существенной особенностью формант является то, что эти положение этих областей На оси частот стабильно и, по мере звуковы-сотного движения основного тона мелодии, в область «усиления» попадают гармоники с разными номерами.

Термин «форманта» появился в связи с исследованием спектров гласных в разговорной речи, где усматривается иное расположение исследуемых фор­мантных областей. Выразительная форманта в области 2500..3500 Гц является принадлежностью именно профессионально поставленного певче­ского голоса (при наличии природных данных) и интересно, что этот спек­тральный подъем соответствует той части области слухового восприятия, где чувствительность слуха максимальна. Другими словами, гармонические компоненты, располагающиеся в области верхней форманты, получают дополнительный энергетический «прирост» при формировании слухового образа.

MIDI

Современные средства создания и воспроизведения музыкального мате­риала содержат значительное количество технических и, в частности, циф­ровых (компьютерных) устройств. Эти устройства во многих практических случаях и генерируют музыкальные звуки, и управляют их организацией во времени по предварительно составленному музыкантом плану.

· Midi - это протокол взаимодействия.

· Midi - это интерфейс.

· Midi - это технология.

И, хотя смысл слов «протокол», «интерфейс», «технология» не совпадает, в отношении midi к выбору сопровождающего слова не относятся строго, зачастую опуская это слово совершенно.Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов. Создан в 1983 году ведущими производителями электронных музыкальных инструментов - Yamaha, Roland, Korg, E-mu и др.

Итак, midi - это такая технология взамодействия музыканта с инструмен­том, при которой музыкант не извлекает звук из инструмента путем непо­средственного воздействия на источник колебаний, а подает в условленном формате команды инструменту (электронному генератору звука), которые тот исполняет по строго предписанным правилам.

Команды музыкант формирует чаще всего с помощью клавиатуры фортепианного типа, оснащенной допол­нительными переключателями и регуляторами. Типичным midi-устройством являются известные, так называемые, синтезаторы, исполнителей на которых теперь уже называют не пианистами, а «клавишниками».

Даже в случае игры на синтезаторе он, в принципе, может быть реализо­ван как He-midi-инструмент (см.рис.7.1) Разница между этими вариантами состоит в том, что в первом случае тон-генератор синтезатора (генератор музыкального звука определенной высоты и тембра) включается и выключается непосредственно замыканием контакта соответствующей клавиши, а во втором - факт нажатия клавиши приводит к формированию команды (midi-сообщения) определенного формата, соответ­ствующего стандартизованному midi-протоколу.

Midi-реализация синтезатора обладает существенными достоинствами. Во-первых, становится возможной реализация системы тон-генераторов в виде многослойных семплов, совместно хранимых в цифровой памяти, управляемой собственным специализированным процессором, выполняю­щим midi-команды. Во-вторых команды от клавиатуры могут в кодовой форме быть переданы на специальный выходной разъем midi-out и по midi-кабелю - далее, на другой, внешний тон-генератор (синтезатор), или вообще на совсем иное, например цветомузыкальное, устройство. Разумеется, что и собственный тон-генератор может принимать «чужие» команды, поступаю­щие на входной разъем midi-in.

Именно возможность управлять поведением нескольких устройств с единого музыкального «пульта» явилась главным стимулом широкого рас­пространения midi-технологии. Такая возможность не представляет особой ценности для классических музыкантов, для джазовых музыкантов. Но бурно развивавшаяся в 60-70 годы прошлого века шоу-индустрия очень нуждалась в возможности реализовать яркое, шумное, разнообразное выступление для массовой публики с большим количеством согласованно работающей аппара­туры при участии, разумеется, минимального количества исполнителей. Это происходило не в филармониях, а на стадионах и в дансинг-клубах и понятно, что качество звучащей музыки в таких условиях не играло решающей роли.

С тех пор произошло немало существенных технических усовершенство­ваний, и современные звуки, генерируемые тон-генераторами могут прино­сить немалое музыкальное удовольствие. Более того, сегодня нередко даже искушенное музыкальное ухо не различит синтезированный звук инструмен­та, созданный по технолонии wave-table и звук натурального музыкального инструмента. Но для инженера-акустика, осваивающего midi-технологию, важно понимать, что эта технология никогда не конкурировала, не конкури­рует, и, скорее всего, не будет конкурировать с живым человеческим испол­нительством на натуральных музыкальных инструментах. У midi-технологии свои, очень важные и достойные задачи, которые выходят за рамки обеспе­чения массовых мероприятий, и надо полагать, что роль этих задач будет со временам расти. Мы укажем эти задачи, предварительно познакомившись с некоторыми деталями midi.

Midi-технологию можно считать очень молодой областью деятельности, хотя бурное развитие цифровой техники быстро старит и возникающие идеи и создаваемую аппаратуру.

Соглашение о MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой ин­терфейс музыкального инструмента) было официально утвержде­но в 1983 г. с участием ведущих производителей электромузыкальных синте­заторов - Yamaha, Roland, Korg, что, по сути, сделало это соглашение отрас­левым стандартом. Спецификация состоит из описания аппаратного интер­фейса, т.е способа соединения midi-устройств и электрического согласования их сигналов, и описания протокола, т.е.формата и порядка передачи данных от устройства к устройству с помощью этих сигналов. Здесь мы не будем касаться техники соединения устройств, а опишем лишь некоторые элементы формата и порядка передачии данных.

Midi-команды (также «сообщения» или «события» - events) могут быть адресованы к одному из 16 возможных «каналов», или ко всем одновремен­но. Каждый канал является каналом управления тон-генератором, в нем вы­бирается один из 128 возможных (музыкальных) сигналов тон-генератора -инструмент, для которого путем обращения к так называемым контроллерам может быть установлено индивидуальное значение уровня сигнала (volume), его пространственного положения - панорамы (pan), ряд эффектов, украша­ющих звук, таких как реверберация, хорус. Midi-команды устанавливают и могут для данного канала переназначать по ходу пьесы инструменты и их параметры. Кроме команд с фиксированным форматом (канальных сообще­ний) существуют также «системные» сообщения Sysex (System Exclusive) - у них задан только формат оболочки, которую различные производители midi-устройств могут использовать по своему усмотрению, заполняя ее сообще­ниями собственного формата. Midi-устройства принадлежащие некоторому производителю, распознают идентификатор своего производителя и выпол­няют содержимое собственного сообщения Sysex, а иные midi-устройства игнорируют данное («чужое») сообщение.

Все упомянутые ранее объекты - каналы, инструменты, контроллеры реа­лизованы как логические структуры специализированного миникомпьютера,

каким, по сути, является midi-устройство. А midi-сообщения представляют собой «машинные» команды, которые интерпретирует и выполняет операци­онная система такого миникомпьютера.

Понятно, что midi-сообщение, как таковое, имеет мало общего со зву­ком, который услышит слушатель при реализации сообщения. Несмотря на то, что среди потока передаваемых midi-сообщений находится огромное ко­личество команд Note ON и Note OFF, запускающих и останавливаюших зву­чание каждой конкретной ноты инструментов в заданных каналах для всей партитуры пьесы, само звучание определяется не этими командами, а теми образцами звуков (Patch), которые генерирует тон-генератор в ответ на такие midi-команды. Именно качество звуков от различных производителей тон-генераторов (синтезаторов, семплеров) определяет тембровое качество вос­производимой с помощью midi-технологии музыки.

Возвращаясь к midi-сообщениям, отметим, что наличие среди них со­общений Sysex, а также некоторых дополнительных нерегламентированных команд (NRPN) отражает тот факт, что производители электронных музы­кальных инструментов, согласовав основы взаимодействия midi-устройств, пожелали сохранить свободу для самостоятельного расширения функций своих устройств.

Первоначальное соглашение о midi не решало один весьма важный вопрос: команда, адресованная инструменту с некоторым конкретным номером (от 0 до 127) не определяла этот инструмент в музыкальном смысле и в тон-генераторах от различных фирм вызывала звуки совершенно разных тембров.

Принятый в 1991 г. стандарт General Midi (GM, иногда добавляют уточ­нение «GM level 1») в значительной мере устранил этот недостаток. Стандарт установил нумерованный перечень из 128 инструментов, который обеспе­чил определенное единообразие воспроизводимых по midi-командам зву­ков. Разумеется тембры оркестровых музыкальных инструментов от фирмы Roland звучат не так, как инструменты от фирмы Yamaha - первым присуща определенная «жесткость» а у вторых более мягкое «джазовое» звучание, но состав играющего «оркестра» один и тот же. В составе GM кроме полного на­бора инструментов традиционных оркестров есть этнические инструменты (например Koto, Fiddle), числятся электомузыкальные инструменты, тембры которых напоминают знаменитые в прошлом образцы (например Electric^ Piano_l обычно делают похожим на Rhodes с его волнующим тембром), не­которые компоненты GM вообще содержат лишь намек на характер тембра звука (например metalic, crystal), некоторые вообще дают пищу домыслам (например, new_age, soundtrack). Таким образом, желая воспользоваться хра­нимым в файле набором midi-сообщений (такой файл подчиняется стандарту SMF- Standard Midi File и имеет расширение.mid) человек, чувствительный к музыке, должен побеспокоиться о том, какое midi-устройство (тон-генератор от какой фирмы) будет проигрывать этот файл.

Применения MIDI

Основное применение MIDI - хранение и передача музыкальной информации. Это может быть управление электронными музыкальными инструментами в реальном времени, запись MIDI-потока, формируемого при игре исполнителя, на носитель данных с последующим редактированием и воспроизведением (так называемый MIDI-секвенсор), синхронизация различной аппаратуры (синтезаторы, ритм-машины, магнитофоны, блоки обработки звука, световая аппаратура, дымогенераторы и т.п.).

Устройства, предназначенные только для создания звука по MIDI-командам, не имеющие собственных исполнительских органов, называются тон-генераторами. Многие тон-генераторы имеют панель управления и индикации для установки основных режимов работы и наблюдения за ними, однако создание звука идет под управлением поступающих MIDI-команд.

Устройства, предназначенные только для формирования MIDI-сообщений, не содержащие средств синтеза звука, называются MIDI-контроллерами. Это может быть клавиатура, педаль, рукоятка с несколькими степенями свободы, ударная установка с датчиками способа и силы удара, а также - струнный или духовой инструмент с датчиками и анализаторами способов воздействия и приемов игры. Тон-генератор с достаточными возможностями по управлению может весьма точно воспроизвести оттенки звучания инструмента по сформированному контроллером MIDI-потоку.

Для хранения MIDI-партитур на носителях данных разработаны форматы SMF (Standard MIDI File - стандартный MIDI-файл) трех типов:

· 0 - непосредственно MIDI-поток в том виде, в каком он передается по интерфейсу.

· 1 - совокупность параллельных "дорожек", каждая из которых обычно представляет собой отдельную партию произведения, исполняемую на одном MIDI-канале.

· 2 - совокупность нескольких произведений, каждое из которых состоит из нескольких дорожек.

В основном применяется формат 1, позволяющий хранить одно произведение в файле.

Кроме MIDI-событий, файл содержит также "фиктивные события" (Meta Events), используемые только для оформления файла и не передаваемые по интерфейсу - информация о метрике и темпе, описание произведения, названия партий, слова песни и т.п.

Дата добавления: 2015-07-19