Edward Sielicki. Warsztaty multimedialne dla nauczycieli muzyki i wychowania muzycznego

Transkrypt

1 Edward Sielicki Warsztaty multimedialne dla nauczycieli muzyki i wychowania muzycznego

2 1. Co to są multimedia 2. Rola dźwięku i muzyki w multimediach 3. Historia muzyki elektronicznej i najważniejsze dokonania w tej dziedzinie w świecie i w Polsce 4. Dźwięk i jego podstawy fizyczne 5. Budowa i działanie syntezatorów 6. MIDI co to takiego? 7. Kompozytor dzisiejszy i jego komputerowe laboratorium 8. Zasady pracy z komputerem: rodzaje plików, sposoby przekształceń, nagrywanie, wizualizacja. Windows czy Macintosh? 9. Programy do pisania nut 10. Programy do nagrywania i obróbki nagranego materiału 11. Programy do kształcenia słuchu i samokształcenia muzyków 12. Dźwięk i obraz czyli muzyka w filmie, grach komputerowych i innych mediach 13. Nie tylko klawiatura, czyli urządzenia do zewnętrznego sterowania muzyką 14. Nowe technologie przekazu medialnego Wstęp Celem niniejszego kursu jest przedstawienie starszych i nowszych technologii pracy w dziedzinie muzyki elektronicznej w ujęciu historycznym i praktycznym, muzyki pisanej za pomocą komputera i innych środków elektronicznych, narzędzi przydatnych w pracy z komputerami oraz modnych ostatnio technik multimedialnych. Zostaną też pokazane techniki pracy z materiałem dźwiękowym i przykłady muzycznego oprogramowania oraz tendencje w nim występujące. Niniejszy skrypt jest jedynie pomocą naukową, nie starając się być kompendium, na jego końcu znajduje się bibliografia. Trudno sobie ostatnimi czasy wyobrazić życie i pracę bez komputera. Nic dziwnego, że zajmuje on istotne miejsce w życiu muzyka: kompozytora, wykonawcy, nauczyciela. System edukacji akademickiej nie szkoli, poza nielicznymi wyjątkami, w omawianych tu technikach i nie pomaga rozwiązywać kreatywnych zadań nowoczesnego medialnego społeczeństwa, któremu muzyka ma służyć. Nauczyciel, tutor, instruktor powinien dorównywać uczącej się dziś młodzieży, a być może nawet wyprzedzać ją w nowych technologiach. W toku niemal stuletniej ewolucji instrumenty elektroniczne co prawda nie wyparły na szczęście tradycyjnych, zwanych niekiedy akustycznymi, ale stały się praktycznie wszechobecną częścią większości słuchanej dzisiaj muzyki. Radiofonia, fonografia, telewizja i przekaz internetowy obrazu i dźwięku, a także świat gier komputerowych, nie mogą się bez nich obejść, włączając je w swój przekaz. Dziś słucha się więcej koncertów za pośrednictwem mediów niż na żywo (zarówno muzyki poważnej jak i rozrywkowej), a więc muzyki przekształconej poprzez nagranie, zmianę naturalnych właściwości akustycznych środowiska za pomocą sztucznego pogłosu, montażu, wzmocnienia, uprzestrzennienia, ostatecznego zmiksowania. Przy okazji warto może wspomnieć, że sytuacja taka ma miejsce w XX wieku po raz pierwszy w historii, kiedy możemy zaprosić do domu najlepszą filharmonię świata, po pół godzinie ją wyprosić i kazać grać znanemu pianiście, którego po minucie, jeśli przyjdzie nam taka ochota, zamienić na największego, w dodatku nieżyjącego od 50 lat skrzypka stulecia. I to wszystko za pomocą jednego niemal ruchu ręki. Niebywałe! Muzyka słuchana w domu, jeśli już o tym mowa, w swoim ostatecznym brzmieniu jest zależna od stworzonego i specjalnie zmontowanego, a więc spreparowanego nagrania, posiadającego przez nas sprzętu grającego oraz od akustyki naszego pokoju lub od naszych słuchawek. A więc jej przekazem rządzi elektronika. Niewiedzę w tej tak ważnej dziedzinie uważam za poważne uchybienie systemu edukacji muzycznej, a ucieczkę od nowej technologii za co najmniej niezrozumiałą. Częściowe wypełnienie tej luki jest jednym z istotnych celów niniejszych zajęć. 1

3 1. Co to są multimedia Termin ten, który ostatnio robi oszałamiającą karierę podchodzi z dwóch łacińskich słów: multum (wiele) i medium (środek do osiągnięcia celu), co wiąże się z nowoczesnymi formami przekazu informacji, sztuki, nauki i rozrywki a nawet reklamy. Ma zastosowanie w mediach elektronicznych i wiąże się zarówno z tworzeniem jak i odbiorem tych form. Same multimedia łączą w sobie obrazy statyczne, światło, dźwięk, obraz ruchomy oraz interakcję pomiędzy nadawcą i odbiorcą a także - nawet często - pomiędzy nadawcą a samym przekazem. Multimedialna może być zarówno telewizja, przekaz internetowy, obraz, dzieło sceniczne lub spektakl, dzieło plastyczne prezentowanie w galerii lub w przestrzeni; może być statyczne lub ruchome, zawierać elementy współdziałania odbiorcy, itp. Bywa realizacją bardzo precyzyjnie zapisanego scenariusza albo może być wynikiem nieprzewidywalnej interakcji, w której artysta tylko kreuje przestrzeń, a samo dzieło powstaje ze współdziałania wielu czynników. Dzieła multimedialne wymagają od ich twórcy specjalnych umiejętności współorganizacji przestrzeni zarówno plastycznej jak i dźwiękowej, a niekiedy także dobrej orientacji w zastosowanej technologii, umiejętności operowania wieloma narzędziami programistycznymi i wielkiej wyobraźni twórczej. 2. Rola dźwięku i muzyki w multimediach Często zdarza się, że muzyk profesjonalista skonfrontowany z prezentacją multimedialną nie kryje zażenowania niskim poziomem warstwy dźwiękowej, zarówno pod względem technicznej jakości dźwięku, jak i jej wartości artystycznej. To wynik niewiedzy wielu twórców multimedialnych w zakresie możliwości sfery audio i przypisywanie jej drugorzędnej roli. Ta rola właśnie powinna być niezwykle istotna, gdyż stanowi integralną część dzieła, niekiedy nawet wysuwając się na plan pierwszy. Włączenie profesjonalnych muzyków w proces powstawania dzieła multimedialnego wydaje się dziś bardzo ważne, gdyż znacznie wzbogaciłoby przekaz wizualny, z samej natury atrakcyjny poprzez dominującą w naszym postrzeganiu świata rolę zmysłu wzroku. Ale to już temat do osobnych rozważań. Kilka dodatkowych uwag z dziedziny strategii posługiwania się cyfrowymi narzędziami: Istnieją dwa rodzaje twórców multimedialnych. Jedni badają zjawiska, w pełni świadomie programując zadania, tworzą na bazie dostępnych narzędzi programistycznych unikalne systemy interakcji nadawcy (wykonawcy), materiału i słuchacza. Inni korzystają z istniejących narzędzi, modyfikują je na swój sposób i osiągają rezultat często inny, niż założył sobie wytwórca narzędzi czy oprogramowania. Dla pierwszych stworzono środowiska programistyczne takie jak MAX/MSP/JITTER, Open Music (Ircam), drugim służą stacje robocze takie jak Cubase, Logic, Live!, Reason i inne. Do tego tematu jeszcze powrócimy. 3. Historia muzyki elektronicznej i najważniejsze dokonania w tej dziedzinie w świecie i w Polsce Termin muzyka elektroniczna jest stosunkowo nowy i nie do końca precyzyjny. Jego źródło sięga pierwszych eksperymentów z lat 30, 40 oraz 50 XX wieku. Ma też wymiar językowy: we Francji stosowano termin musique electroacoustique oraz musique concrète, w Niemczech elektrische Musik, a później elektronische Musik, w Ameryce music for tape ( muzyka na taśmę ) a później live electronic music, w Polsce zaś używano początkowo nazwy muzyka elektronowa, a później elektroniczna a nawet muzyka eksperymentalna, w końcu zaś zastosowano dość powszechny termin muzyka na taśmę, co dziś już nie oddaje rzeczywistości, bo przecież nie używamy taśmy tylko płyt CD-R, DVD-R i innych nośników, takich jak np. twarde dyski lub przenośne nośniki pamięci (gdzie nic się nie 2

4 przesuwa i nie obraca). Termin muzyka komputerowa pozornie wydaje się najlepszy, bo za każdym działaniem stoi dziś komputer, ale jak w takim razie nazwać powieść pisaną za pomocą edytora tekstowego na komputerze powieścią komputerową? Sam termin muzyka komputerowa wiązał się na początku z wykorzystaniem do pisania muzyki wielkich komputerów, znajdujących się w specjalnych uniwersyteckich centrach obliczeniowych, początkowo w Stanach Zjednoczonych, a później w Europie i Japonii. Co ciekawe, pierwszy utwór, który w wyniku takich działań powstał był dziełem na kwartet smyczkowy 1, a rola komputera dotyczyła generowania przebiegów kontrapunktycznych według zadanych algorytmów (Kompozytor tworzył algorytm, według którego komputer był w stanie zrealizować ciąg liczb, przełożonych następnie na zapis nutowy). Wspomniana już muzyka konkretna była związana z eksperymentami studia Radia Francuskiego i osobą Pierre Schaeffera, który komponował za pomocą gotowych dźwięków, nagrywając je i przekształcając za pomocą gramofonu i płyt. Konkretna nie oznacza, że inna miałaby być niekonkretna, tylko to, że powstaje na bazie konkretnych dźwięków, a nie jak tradycyjnie pisanych i następnie odgrywanych przez muzyków-wykonawców. Początki muzyki elektronicznej sięgają XVIII wieku. W 1759 roku Jean-Baptiste Delaborde zbudował w Paryżu elektryczny klawesyn. Niestety niewiele na ten temat wiadomo, nie zachował się żaden prototyp. Z kolei dokonaniem, o którym wiadomo wiele więcej jest zbudowany w 1897 r. przez Thaddeusa Cahilla monstrualny instrument zwany Telharmonium, zajmujący całe piętro wieżowca na Manhattanie i ważący ok. 300 ton. Kolejny okres związany był z wieloma wynalazkami w dziedzinie instrumentów elektronicznych, z czego warto wspomnieć Teremin (1919) wynalazek Lwa Termena, Fale Martenota (1928), organy Hammonda (1929) oraz modułowy syntezator sterowany napięciem Moog (1963), zwane tak od nazwisk wynalazców. Równolegle do wynalazczości w dziedzinie instrumentów muzyka elektroniczna związana była ze studiami radiowymi i uniwersyteckimi gdzie się mieściły: Radio Francuskie, Paryż (1948), Radio w Kolonii (1951), Uniwersytet Columbia, Nowy Jork (1952), Studio Technicznego Uniwersytetu, Berlin (1953), Gravesano, Tokio, Ottawa, Mediolan (1954), Studio Eksperymentalne Polskiego Radia, Warszawa (1957) i wiele innych, w tym Londyn, Utrecht, Genewa, Toronto, San Francisco. Wydanie w 1968 roku płyty Switched on Bach z opracowaniami lipskiego kantora na syntezatorze Mooga (ze słynną postacią na okładce w peruce à la Bach, słuchawkami w ręku, na tle syntezatora Mooga) rozpętało istne szaleństwo muzyki elektronicznej w jej najbardziej popularnej odmianie. Po instrumenty, bardzo wtedy drogie, budowane w nielicznych egzemplarzach sięgnął rynek pop i film (który nota bene stosował dźwięki elektroniczne, np. Teremin czy Trautonium już w latach 30-tych). Największe z nich kosztowały setki tysięcy dolarów, były to: Synclavier, Fairlight CMI, Synthi 100 i in. Niektóre zespoły muzyki popularnej dawały spektakularne show z udziałem także świateł, projekcji filmowych, specjalnie projektowanych pawilonów lub wśród obiektów zabytkowych. Naturalnie poważna muzyka współczesna też korzystała z dobrodziejstw syntezatorów. Wielki przełom przyniosło pojawianie się ok roku syntezatora DX7 firmy Yamaha, opartego na modulacji częstotliwości (znanej z techniki radiowej) zastosowanej po raz pierwszy do syntezy dźwięku przez Johna Chowninga. DX7 było relatywnie tanie, a jego synteza dość prosta i dająca szybkie rezultaty w postaci gotowych barw, w tym również zbliżonych do instrumentalnych. Poza tym sama obsługa nie wydawała się skomplikowana, a niedawno wynaleziony system MIDI wbudowany w ten instrument szybko stał się standardem. Można też było, dzięki zastosowanej pamięci półprzewodnikowej, zapisać wszystkie ustawienia w postaci tzw. presetów, gotowych do natychmiastowej zmiany. Syntezatory stały się niezwykle popularne, czemu towarzyszył spadek cen i w końcu znalazły sobie miejsce w domach zdolnych amatorów, czy zespołów tzw. garażowych. 1 Była to Illiac Suite, autorstwa Lejarena Hillera 3

5 Klasyczne techniki studyjne Klasyczne techniki studyjne, choć ć dawały różnorodne ż rezultaty dźwiękowe ź ę nie należały ż do najłatwiejszych. Były stosowane w specjalnie przygotowanych studiach nagraniowo- montażowych i ewoluowały w miarę pojawiania się ę nowego sprzętu nagraniowego i pomiarowego. To nie przejaw jakiejś ekonomii środków czy minimalizmu. Po prostu w latach 50 i 60 innej technologii nie było. Podstawą ą takiego studia były magnetofony szpulowe wysokiej klasy, w liczbie co najmniej trzech, po pewnym czasie pojawiły się ę magnetofony wielośladowe. Podstawową ą zasadą ą było nagrywanie dźwięków, ź ę montaż ż taśmy, przepuszczanie rezultatu (lub stanów pośrednich) przez różne urządzenia ą filtrujące oraz pętle (fizycznie należało ż skleić ć początek ą odcinka taśmy ś z jego końcem, ń naciągnąć ą ąć taśmę ś ę na jeden z magnetofonów, tak, aby przylegała do głowicy, zablokować ć system rolek, zwykle uniemożliwiający ż ą pracę ę magnetofonu bez naciągniętej ą ę taśmy, zahaczyć taśmę o wolno stojącą ą ą oddzielną ą rolkę ę oraz włączyć ą ć odtwarzanie). Drugi z magnetofonów dokonywał nagrania rezultatu. Jeżeli ż magnetofonów było więcej, ę to można ż było stworzyć ć kilka pętli ę i ich rezultat nagrać. ć Montaż ż taśmy wiązał się ę z koniecznością ś ą stosowania wielu cięć i sklejeń, ń stosowano odwracanie i łączenie ą różnych ż odcinków ze sobą. Było to jakby komponowanie z dźwięków, ź ę tylko bez zapisu nutowego. Były też ż inne techniki, np. nagrywanie szumu i stosowanie filtrów, które wydzielały poszczególne pasma, nagrywanie poszczególnych tonów prostych i nakładanie ich na siebie, stosowanie przesuwników widma, magnetofonów o zmiennej prędkości, ę ś płyty pogłosowej, później ź urządzeń ą ń opóźniających ź ą (efekt echa), sprzężenia zwrotnego, itp. Ciekawym wynalazkiem był magnetofon z wirującymi głowicami, pozwalający ą na zmianę ę czasu trwania utworu lub odcinka w niewielkim zakresie, ale bez zmiany wysokości ś dźwięku ź ę (dziś ś technika time stretching jest łatwa do osiągnięcia ą ę w komputerowych systemach dźwiękowych). ź ę Innym stałym urządzeniem studyjnym (stosowanym do dziś) była konsoleta mikserska, zwana potocznie mikserem. Z czasem wbudowywano w nią ą urządzenia pogłosowe, filtry i korektory. Do pracy studyjnej stosowano nagrania mikrofonowe. Podczas tej czynności ś również ż można ż było dokonywać różnorodnych przekształceń, np. przez bliskie nagrania mikrofonowe, nagrywanie niecodziennych brzmień i efektów wokalnych lub instrumentalnych, dźwięków ź niemuzycznych, itp. Stosowanie mikrofonów kontaktowych pomagało wzmacniać delikatne dźwięki, a umieszczenie ich np. wewnątrz ą fortepianu, także ż wydobywać ć szmery, stuki, rezonans strun i wiele innych efektów. Generatory (inna nazwa oscylatory), jedno z głównych źródeł dźwięku, ź występowały ę w 6 różnych ż odmianach w zależności do typu generowanych dźwięków: ź ę sinusowy, piłowy (lub piłokształtny), prostokątny, ą trójkątny, ą impulsowy oraz szumowy. Ogromną ą rolę ę odegrały filtry i korektory. Oto ich typy: dolnoprzepustowe odcinające górne częstotliwości, ś górnoprzepustowe odcinające dolne częstotliwości, ę ś pasmowe wycinające określone ś pasma, środkowoprzepustowe pozostawiające ą środkowe pasmo i ich odwrotność środkowo-zaporowe wycinające ą środkowe pasmo, wielopasmowe i grzebieniowe przeczesujące ą szum, w celu wydzielenia szeregu wąskich pasm. Wiele także ż zależało ż od kąta ą nachylenia (tzw. dobroci filtra) i częstotliwości ę granicznej. Wspomniane wyżej ż korektory, to filtry o łagodniejszym działaniu. Warto też ż zwrócić ć uwagę ę na modulator kołowy (inaczej pierścieniowy), który mnożył ż sygnały wejściowe, co powodowało daleko idące ą odkształcenie dźwięku ź ę dając nieharmoniczny efekt. Większość ę tych urządzeń ą ń miało zastosowanie nie tylko w studiu eksperymentalnym, ale i w zwykłej praktyce studyjnej. Praca była więc ę żmudna i przygotowanie kilkuminutowego utworu trwało wiele miesięcy ę eksperymentów, często ę dalekich od wstępnego założenia ż kompozytora. 4

6 Zastosowanie modulatora kołowego znacznie przyspieszyło powstanie muzyki elektronicznej na żywo (live electronic music), która rozwija się do dziś, ponieważ na estradę powrócili żywi wykonawcy. Użył go np. we wczesnych latach 60-tych Karlheinz Stockhausen (Mikrofonie I i II, Kontakte, i in.). Oprócz wspomnianego niemieckiego prekursora i wielkiego twórcy muzyki elektronicznej (za jego sprawą termin ten upowszechnił się) eksperymentami z elektroniką, taśmą i innymi podobnymi technologiami zajmowali się m.in. Arne Nordheim, Luigi Nono, Luciano Berio, Pierre Boulez, Bruno Maderna, Gyorgy Ligeti, Pierre Schaeffer, Pierre Henry, Edgard Varese, John Cage (ten ostatni już w latach 30-tych), Toru Takemitsu, Iannis Xenakis i wielu innych. Muzyka elektroniczna w Polsce Początki muzyki elektronicznej w naszym kraju wiążą się z powstaniem Studia Eksperymentalnego Polskiego Radia za sprawą muzykologa Józefa Patkowskiego i inżyniera Krzysztofa Szlifirskiego. Zaprosili oni do współpracy w nowej placówce najwybitniejszych kompozytorów polskich, takich jak Krzysztof Penderecki, Andrzej Markowski, Bogusław Schaeffer, Włodzimierz Kotoński, Andrzej Dobrowolski, Zbigniew Wiszniewski oraz wielu twórców zagranicznych, takich jak Arne Nordheim, Francois-Bernard Mâche, Luc Ferrari i in. Bardzo zasłużyli się też Eugeniusz Rudnik i Bohdan Mazurek. Technologicznie Studio Eksperymentalne nie odbiegało od standardów europejskich, co wpływało na żywiołowy rozwój tej dziedziny w twórczości kompozytorów polskich, odnoszących tym samym sukcesy zagranicą. Rewolucję przyniósł wynalazek syntezatora sterowanego napięciem, gdyż umożliwił wyprodukowanie dźwięków niejako od ręki. Wystarczyło tylko zastosować odpowiednie połączenie tzw. patch specjalnymi kablami komutacyjnymi i za pomocą kilkunastu pokręteł można było dźwięk tworzyć i go modyfikować. O syntezatorach była mowa powyżej. Oto wizerunek syntezatora modułowego Moog a (kilkanaście standardowych modułów umieszczonych w specjalnym regale oraz klawiatury). Poniżej widzimy bardzo popularny syntezator walizkowy Synthi AKS (działający w wielu miejscach do dziś). Jego możliwości były dużo mniejsze, a system obsługi prostszy. 5

7 Wielu muzyków estradowych stosowało takie instrumenty jak (od lewej) niezwykle kosztowny, oparty na technologii cyfrowej Fairlight CMI oraz dużo tańsze (analogowe) Korg MS20 i Minimoog. Oczywiście były też i inne. Pierwsze komputery też nie przypominały dzisiejszych. Oto komputer Illiac, współautor pierwszego dzieła komputerowego: Poniżej słynny DX7 firmy Yamaha (oparty na modulacji częstotliwości (Frequency Modulation FM) oraz Emulator pierwszy komercyjny) sampler zawierający stacje dyskietek: Samplery umożliwiały zapis dźwięku metodą zerojedynkową, podobną do magnetofonu cyfrowego lub płyty CD (ta jest jednak tylko odtwarzana). Sygnał dźwiękowy był poddany obróbce cyfrowej, a następnie przechowywany w pamięci, skąd muzyk wyzwalał go za pomocą klawisza, uruchamiając proces odtwarzania. Im więcej pamięci, tym wierniejsza próbka, a co za tym idzie, wierniejsze odwzorowanie oryginału. 6

8 4. Dźwięk i jego podstawy fizyczne Na temat powstawania dźwięku i jego percepcji przez człowieka istnieje pokaźna literatura. Powszechnie wiadomo, że w instrumentach muzycznych (i nie tylko) jest on wynikiem drgań ciała sprężystego, stałego (struny, membrany, sztabki) lub gazowego (słup powietrza). Wytrącenie go z równowagi powoduje drgania. Im większe odchylenie od stanu spoczynku, tym większa amplituda drgań, a dźwięk głośniejszy. Im szybsze drgania lub krótsza fala (np. poprzez skrócenie struny lub słupa powietrza) tym dźwięk wyższy. Podstawowe parametry dźwięku to częstotliwość (odpowiedzialna za wysokość dźwięku) oraz amplituda (głośność). Trzecia właściwość, barwa zależy od wielu czynników: od ilości i natężenia poszczególnych harmonicznych, formantów i innych cech. W praktyce rzadko spotyka się drgania proste, zamiast tego drgania odbywają się w różnych kierunkach. Opór powietrza sprawia, że zanikają tworząc drgania tłumione. Z kolei drgania instrumentów muzycznych o określonej wysokości dźwięku opierają się z reguły na drganiach okresowych. Przykłady (w dużym powiększeniu, ukazują tylko kilka okresów, w więc ułamek sekundy trwania dźwięku): Ton prosty (przebieg sinusoidalny) Przebieg dźwięku klarnetu Przebieg dźwięku fortepianu Przebieg dźwięku chóru (nieco mniejsze powiększenie powoduje, że widać zmianę amplitudy w czasie) A oto nieco inna analiza zwana sonogramem pojedynczego dźwięku fortepianu. Widać wyraźnie całą złożoność dźwięku, ilość składowych i ton podstawowy wyraźniejszy w kolorze żółtym. Jak widać, żaden z wykresów instrumentów i głosu nie ma postaci sinusa, tylko jest drganiem periodycznym o skomplikowanym kształcie, złożonym z wielu drgań sinusoidalnych tonów prostych, o częstotliwościach tworzących szereg harmoniczny, czyli pozostających w stosunku jak 1 : 2 : 3 : 4 itd. interwały są mniejsze od półtonu. Oto przykład harmonicznego szeregu tonów składowych, zwanych czasem alikwotami, wyrażony w skali muzycznej. Tony: 7, 11, 13 i 14 są nieco niższe, a powyżej 16-go szereg się zagęszcza, tzn. 7

9 A oto inna graficzna, przestrzenna reprezentacja dźwięku. Tym razem to odcinek znacznie zmieniający się w czasie. Jest to 10-sekundowy fragment początku Scherza z Symfonii z Nowego Świata Dworzaka: Głośność Czas Częstotliwość 5. Budowa i działanie syntezatorów O ile powstawanie drgań w muzyce instrumentalnej czy wokalnej jest ogólnie zrozumiałe, to w muzyce elektronicznej trzeba je wygenerować na drodze elektrycznej i aby stały się drganiami akustycznymi, słyszanymi przez nas jako dźwięk, skierować do przetwornika elektroakustycznego, takiego jak głośnik lub słuchawki. Służą do tego generatory przebiegów elektrycznych, zwane też oscylatorami. W syntezatorach sterowanych napięciem noszą nazwę VCO (Voltage Controlle Oscillator), w cyfrowych syntezatorach noszą niekiedy nazwę DCO (Digital Controlled Oscillator). A oto szereg istotnych komponentów większości syntezatorów (w niektórych syntezatorach cyfrowych w dzisiejszej dobie, symulujących działanie nieprodukowanych już syntezatorów analogowych stosuje się tradycyjne nazewnictwo): VCO (Voltage Controllde Oscillator) oscylator sterowany napięciem odpowiedzialny za wyprodukowanie dźwięku oraz jego kształt przebiegu (waveform). Podstawowe rodzaje to fala sinusowa, prostokątna, piłokształtna i trójkątna, a także generator szumu (tzw. szum biały white noise zawiera wszystkie częstotliwości, zaś szum po przefiltrowaniu może nosić nazwę szumu barwnego, np. różowego pink noise), VCA (Voltage Controlled Amplifier) wzmacniacz sterowany napięciem odpowiedzialny za wzmocnienie dźwięku, VCF (Voltage Controlled Filter) filtr sterowany napięciem odpowiedzialny za barwę dźwięku poprzez oddziaływanie na dźwięk produkowany przez oscylator. Usuwa pewne częstotliwości (tzw. synteza subtakcyjna), może też filtrować szum. LFO (Low Frequency Oscillator) generator wolnych przebiegów odpowiedzialny z reguły za wibrato (cechę dźwięku przybliżającą dźwięk elektroniczny do żywej gry instrumentalisty). LFO jest także oscylatorem, ale jak widać przeznaczonym nie do wytwarzania dźwięku, tylko do jego modyfikacji. Stosowane są różne rodzaje LFO, podobne jak w przypadku VCO, 8

10 EG (Envelope Generator) generator obwiedni kształtowanie naturalnej formy dźwięku ź podobnie do instrumentów akustycznych poprzez ustalenie ataku, wybrzmienia, podtrzymania dźwięku ź i zwolnienia go (czyli wygaszenia). Daje to 4 parametry: A (Attack), D (Decay), S (Sustain), R (Release). Symuluje on zachowanie się ę dźwięku ź instrumentalnego w naturalnym środowisku. Dla przykładu dźwięk ę fortepianu czy pojedynczego uderzenia w werbel ma krótki czas ataku A oraz opadania D i podtrzymania S, za to dość długi wybrzmienia R, za to np. klarnet może ż mieć ć dłuższy ż czas ataku, dłuższe ż opadanie i podtrzymanie, za to krótki czas wybrzmienia. Organy mają krótki czas ataku, niemal zerowe opadanie, dowolnie długie podtrzymanie i krótki czas wybrzmienia. Generator obwiedni może być stosowany zarówno w przypadku amplitudy (jak w podanym przykładzie) jak i filtra. Sample&Hold układ próbkująco-zapamiętujący, ę ący, to układ elektroniczny służący do łapania i chwilowego zapamiętywania ę a następnie ę odtwarzania przebiegów, skutkiem czego powstają króciutkie odcinki o przypadkowej wysokości lub amplitudzie. Podobnie działa generator napięć przypadkowych. Modulator kołowy (Ring Modulator) na jego wejściu ś mnoży się dwa sygnały, a na wyjściu ś otrzymuje różnicę ż ę ich częstotliwości. ę ś Efekt jest dość radykalny i dzięki swej brzydocie interesujący. Vocoder skrót od Voice Encoder, urządzenie do analizy i syntezy mowy. Sekwencer urządzenie ą do zapamiętywania ę ciągu sygnałów. Najbardziej popularne są ą sekwencery MIDI`(patrz dalej), jednak w przeszłości ś urządzenia ą te służyły do odtworzenia bez udziału grającego poprzednio zapisanych np. wysokości ś dźwięków. ź ę Warto tu po krótce omówić ć różne ż techniki syntezy dźwięku ź ę (jest to oczywiście ś wybór): addytywna subtrakcyjna modulacja częstotliwości (FM) synteza samplingowa kształtowanie sygnału (waveshaping) synteza ziarnista (granular) modelowanie fizyczne synteza mieszana Synteza addytywna polega na dodawaniu składowych tonów prostych aż do osiągnięcia ą ę dźwięku ź ę złożonego. ż Każdemu ż tonowi można ż przyporządkować ą ć inną ą amplitudę ę i w ten sposób wyróżnić ż ć niektóre z nich. Wynika to z założenia, że każdy ż dźwięk ź ę okresowy można rozłożyć posługując ą się ę metodą ą Fouriera (analiza widma dźwięku) ź na harmoniczne sinusowe tony proste. Synteza subtrakcyjna polega na odfiltrowywaniu szeregu częstotliwości ze złożonego ż sygnału akustycznego. Do tego celu służą m.in. filtry (omówione powyżej). ż 9

11 Modulacja częstotliwości to bardziej złożony proces. W syntezatorze np. Yamaha DX7, operującym takim rodzajem syntezy mamy pewną stałą liczbę gotowych kombinacji zwanych algorytmami, te z kolei składają się z tzw. operatorów. Każdy operator jest prostym tonem sinusowym (w innych urządzeniach dopuszcza się inne rodzaje fal: piłową, trójkątną albo prostokątną). W zależności od rodzaju algorytmu na operator wiodący (Carrier) oddziaływają inne operatory (Modulators). Operatory mogą też oddziaływać na same siebie (sprzężenie zwrotne). W efekcie tych procesów powstaje dźwięk daleko bardziej przypominający dźwięku instrumentów akustycznych niż w przypadku innych metod syntezy (szczególnie dzwony, ksylofon, elektryczne fortepiany i piszczałki). Synteza samplingowa oparta jest o praktykę próbkowania naturalnego dźwięku, który następnie wprowadzany do pamięci syntezatora lub komputera pozwala na odtwarzanie i przyporządkowywanie do różnych klawiszy. Technika ta została już wspomniana powyżej. Często syntezator wykorzystuje próbkę (lub tylko jej atak, który pozwala scharakteryzować instrument, z którego próbka pochodzi). Próbka poddawana jest specjalnej obróbce elektronicznej, w wyniku czego może ona posłużyć do wytworzenia wielu rożnych instrumentów. Np. z próbki dźwięku trąbki można utworzyć puzon, róg i tubę, z oboju rożek angielski i fagot, itp. Kształtowanie sygnału (waveshaping) daje dość radykalny i agresywny efekt brzmieniowy. Stosowana jest tu specjalna funkcje matematyczna, powodująca powstawanie dużej liczby tonów harmonicznych o wysokiej częstotliwości, które przekraczając pewien limit są odbierane jako tony nieharmoniczne. Stosowany przy urządzeniach zniekształcających (np. gitarach elektrycznych). Synteza ziarnista (granular) jest podobne do samplingu, tylko tutaj próbki są dzielone na 1-50ms ziarenka. Wiele z nich jest odtwarzanych i nakładanych na siebie z różną częstotliwością, wysokością i prędkością. Modelowanie fizyczne to dość interesujący rodzaj syntezy. Punktem wyjścia są tu fizyczne właściwości instrumentu, który dany dźwięk wydaje, nie zaś efekt brzmieniowy poddany analizie i później odtworzony. Stworzony zostaje model matematyczny takiego zjawiska, np. przy modelowaniu bębna podaje się masę, sztywność, gęstość, itp. drgającej membrany, co w połączeniu z wymiarami obudowy i wydawanym przez nią rezonansem oraz generatorem, np. pałką pozwala na dość precyzyjne matematyczne opisanie zjawiska akustycznego, które w wyniku uderzenia w membranę powstaje. Inny przykład to modelowanie struny, materiału, z którego jest zbudowana, sposobu szarpnięcia, mechanizmu tłumiącego i rezonującego (pickup), rezonansu pudła, itd. W modelowaniu fizycznym, technice realizowanej przez komputer można dokonać też swoistej hybrydy instrumentu strunowego z perkusyjnym lub dętym, np. kiedy generatorem jest ustnik klarnetu, a rezonatorem struna, wprawić w drganie membranę poprzez skierowanie na nią silnego słupa powietrza, stworzyć pięciometrową piszczałkę, dodatkowo zbudowaną z gumy, albo z materiału, który w czasie zmienia swój materiał, jego gęstość, sztywność i wymiary. Tylko wyobraźnia może nam podpowiedzieć co jeszcze. 10

12 Synteza mieszana stosowana jest w nowoczesnych syntezatorach komercyjnych i zawiera wiele z powyższych techniki jednocześnie, dając użytkownikowi duży wybór dla stosowanej przez niego metody. 6. MIDI co to takiego Stworzony w 1983 roku system stał się jednym z najbardziej znaczących wynalazków w dziedzinie muzyki elektronicznej. Akrostych MIDI oznacza Musical Instrument Digital Interface (cyfrowy interfejs instrumentów muzycznych) i jest zespołem instrukcji umożliwiających komunikację pomiędzy elektronicznymi instrumentami, nawet różnych firm. A więc gra na jednym z nich połączonym z innymi umożliwia odezwanie się pozostałych. MIDI utrzymuje się do dnia dzisiejszego i ostatnio przeżywa drugą młodość dzięki zastosowaniu w smartfonach najnowszej generacji. Należy przy tym rozróżnić dwa pojęcia: MIDI jako system komunikatów oraz konkretne urządzenie wyposażone w system MIDI zdolne komunikować się w nim i rozpoznawać jego instrukcje. Oto ogólne cechy tego systemu: możliwość łączenia nieograniczonej ilości powiązanych z sobą instrumentów, 16 kanałów (a więc 16 niezależnych pasm przepływu komunikatów) powodujące w bardziej zaawansowanych zastosowaniach sterowanie różnymi barwami jednocześnie (czyli de facto instrumentami) z poziomu komputera lub sekwencera (symulacja orkiestry lub zespołu), taniość systemu dzięki zastosowaniu standardowych kabli (tzw. DIN lub ostatnio USB) oraz prostego układu elektronicznego, możliwość pracy na żywo i obserwowania oraz korekty rezultatów w locie, możliwość łatwego przenoszenia danych (np. utworów) i odtwarzania ich na innym sprzęcie z bardzo podobnym rezultatem, bo sam komunikat MIDI zajmuje niewiele miejsca, sterowanie różnymi zaawansowanymi parametrami barwy dźwięku, ekspresji, zmiany tempa, transpozycji, itp. I jeszcze jedna uwaga: pamiętajmy, że MIDI nie jest przesyłaniem dźwięku, ani jego opisem, tylko informacją, komunikatem sterującym, sterownikiem, kodem, który wysyłany przez jeden instrument (lub komputer albo sekwencer) jest odczytywany przez podległe urządzenie (syntezator, sampler, moduł dźwiękowy MIDI) i odpowiednio interpretowany. MIDI zawiera 2 typy komunikatów: kanałowe (channel messages) i systemowe (system messages). Te ostatnie są niezależne od numeru kanału. Do kanałowych należą: Note ON i Note OFF (odpowiedzialne za wyzwolenie dźwięku aż do jego zwolnienia), Velocity szybkość uderzenia, przekładająca się najczęściej na dynamikę (1- ppp, 64 mf, 127 fff), Aftertouch (inaczej Pressure) docisk klawisza zwykle oddziaływający na barwę, sterowanie filtra lub inne parametry: C-Press (Channel Pressure) oznacza docisk taki sam dla wszystkich klawiszy, P-Press (Poly Pressure), występujący tylko w niektórych instrumentach, oznacza różną wartość docisku dla poszczególnych klawiszy. Note Number numer dźwięku. W MIDI każdy dźwięk skali temperowanej ma swój numer: od 0 do 127. Numer 60 oznacza klawisz C razkreślne. Program Number numer, który określa jeden z maksymalnie 128 instrumentów w syntezatorze lub samplerze. Control Change wybiera tzw. kontrolery (inaczej sterowniki), czyli specyficzne komunikaty do specjalnych zadań. Dla przykładu nr. 1 opisuje kółko modulacyjne, 5 11

13 czas portamento (tutaj chodzi o płynne przejście między dźwiękami), 7 Volume, czyli ogólną ustawianą płynnie głośność, 10 panoramę, 11 pedał ekspresyjny, 64 pedał prawy i inne. Ważne są też kontrolery nr. 120 All Sounds Off i podobny do niego All Notes Off. Oba wyłączają wszystkie zawieszone (z powodu np. niespodziewanego wyciągnięcia kabla) dźwięki lub efekty, takie jak np. pogłos. Kontroler 121 Reset All Controllers resetuje wszystkie kontrolery do ich standardowego ustawienia, 122 Local Control Off odłącza w syntezatorach z klawiaturą źródło dźwięku od klawiatury dla uniknięcia niepotrzebnych pętli komunikat MIDI (np. Note On) przechodzi z klawiatury do innego urządzania (np. komputera) i powraca do modułu. Gdyby Local Control ustawiony był na ON, dźwięk słyszelibyśmy dwa razy. Warto wiedzieć, że nie wszystkie kontrolery zostały zdefiniowane: niektóre ze 128 zostały zarezerwowane na przyszłość. Pitch Bender lewe kółko na klawiaturze MIDI, odpowiedzialne za chwilową płynną zmianę wysokości. Do komunikatów systemowych należą: Komunikaty Common Messages Komunikaty czasu rzeczywistego (Realtime) System Exclusive Universal Non-Realtime Protokoły synchronizacyjne Komunikaty Common Messages i komunikaty czasu rzeczywistego są używane do synchronizacji z kodem czasowym, ustawieniem pozycji rozpoczęcia utworu, zegarem taktującym synchronizację rytmiczną, a więc dotyczą one sekwencera. System Exclusive (SysEx) jest rozszerzeniem typowej komunikacji MIDI, odnoszącym się do konkretnego producenta. Tak więc komunikat taki wysłany do syntezatora firmy Roland zostanie zignorowany przez syntezator firmy Yamaha. Jest to bardzo złożony protokół, mający na celu zapamiętanie i ewentualną modyfikację wielu specyficznych parametrów dotyczących ustawień wewnętrznych syntezatora. Na końcu instrukcji do każdego instrumentu lub innego urządzenia MIDI znajduje się tabela implementacyjna, z której można się wiele dowiedzieć o możliwościach instrumentu, nawet przed jego posłuchaniem. Znajdują się tam informacje na których kanałach MIDI i jakie kontrolery instrument nadaje i odbiera, jaki zakres dźwięków zawiera, czy wysyła lub odbiera komunikat Aftertouch, jaki ma zakres Pitch Bendera, czy posiada SysEx, System Common, System Realtime, Local Control i inne. Chcąc lepiej zrozumieć każdy komunikat, musimy lepiej poznać strukturę tego systemu. MIDI operuje tzw. słowami ośmiobitowymi. Co to znaczy? Słowo w słowniku komputerowym oznacza podstawową jednostkę informacji czyli liczbę w arytmetyce zerojedynkowej (binarnej) złożoną z odgórnie określonej ilości bitów (w tym wypadku 8, czyli jednego bajta). Każda cyfra 0 lub 1 to jeden bit. Wygląda to tak: mamy 8 pozycji: Jeżeli w każdej z nich znajdzie się 0, to ogólna liczba będzie 0 (najmniejsza wartość liczbowa). Jeżeli 1, to będzie to 255 (bo =255), czyli największa wartość liczbowa słowa 8-bitowego. W innym przykładzie słowo będzie oznaczało liczbę 140 ( =140), a liczbę 18 (16+2=18). Niektóre z omówionych powyżej komunikatów i kontrolerów korzystają tylko z jednego bajta, inne z dwóch lub z trzech. Np. przy komunikacie Note ON informacja musi zawierać 3 bajty: bajt statusowy (czyli sterujący każdy komunikat musi go zawierać, bo to jest informacja CO 12

14 przekazujemy), zawierający sam rodzaj komunikatu i kanał, na którym się pojawia i 2 bajty danych (numer dźwięku i parametr velocity). Afertouch tylko bajt sterujący i jeden bajt danych, itp. General MIDI Wprowadzony w 1986 protokół General MIDI oraz jego poszerzona wersja GS General Standard firmy Roland i XG General Standard firmy Yamaha, systematyzowały pewne działania, żeby uczynić MIDI bardziej uniwersalnym. Wprowadzono minimalną polifonię (24 głosy, dziś używa się 64 i więcej), uporządkowano kolejność instrumentów wg 16 grup tematycznych (1-8 instrumenty klawiszowe, 9-16 chromatyczna perkusja, organy, gitary, kontrabasy i gitary basowe, smyczki, zespoły, dęte blaszane, dęte stroikowe, piszczałkowe, syntezatory melodyczne, syntezatory o barwach podkładowych, efekty syntetyczne, np. deszcz, crystal, atmosphere, itp., etniczne, np. sitar, banjo czy kalimba, perkusyjne, np. dzwonek, agogo, woodblock, bęben taiko, itp., efekty dźwiękowe, a wśród nich telefon, helikopter, oddech, czy szum morza). Kanał 10 przyporządkowano instrumentom perkusyjnym, ustalono obowiązujące minimum kontrolerów oraz dodano specjalne dodatkowe parametry takie jak odcięcie filtra, dokładne dostrojenie i szereg innych. Niektóre komunikaty SysEx też zostały usystematyzowane i są rozpoznawane przez instrumenty różnych firm. Wadą GM jest oczywiście standaryzacja, która uniemożliwia, zaawansowaną twórczą edycję instrumentów, itp. jednak producenci starają się pominąć te ograniczenia, poprzez przyporządkowaniu jednego banku brzmień do protokołu GM, a pozostałych nie. Przykład najprostszego przekazu MIDI, zawierającego jeden dźwięk c małe fortepianu w dynamice forte: Program Change 1 program/instrument nr 1 (fortepian) Note ON włączenie dźwięku Channel 01 kanał 1 Note Number 48 dźwięk 48 (c małe) Velocity 100 prędkość uderzenia (przekładająca się na dynamikę) Note OFF wyłączenie dźwięku System MIDI wymaga specjalnych interfejsów tłumaczących grę wykonawcy na MIDI i zapisujących te dane w pamięci komputera lub sekwencera. Oto przykład takiego interfejsu: Emagic AMT8 przód Emagic AMT8 tył MidiSport Dane MIDI mogą zostać zapisane pod postacią pliku, zawierającego wszystkie informacje odnośnie stworzonego tą drogą utworu. Nosi on nazwę Midifile (Midi File lub SMF). Ma bardzo małe rozmiary, więc łatwo go przesłać drogą elektroniczną. Jest to jednak zapis tylko komunikatów. Do jego odtworzenia potrzebny jest syntezator kompatybilny z MIDI (praktycznie jest on w każdym komputerze). Tu sprawdza się świetnie standard GM, ponieważ wiele informacji (w tym specyficzne kontrolery, aftertouch oraz SysEx, a nawet tekst) może zostać tą drogą przekazane odtwarzającemu urządzeniu. Istnieją dwa typy plików Midi File: SMF1, który wszystkie ślady instrumentalne umieszcza na jednej ścieżce (w przypadku jednego instrumentu, np. fortepianu nie ma to znaczenia) i SMF2, który każdy instrument MIDI przyporządkowuje oddzielnej ścieżce, co pozwala na przenoszenie nawet całych partytur. 13

15 Na koniec warto zauważyć, że urządzenia MIDI to nie tylko klawiatury syntezatorowe, ale i cała grupa urządzeń automatyzujących pracę, z których najważniejsze to moduły brzmieniowe, sekwencery i automaty perkusyjne. Istnieją instrumenty dęte MIDI (np. WX11 Yamahy czy EWI Akai), gitary MIDI, organy kościelne, klawesyny, gitary, akordeony i perkusje. 7. Kompozytor dzisiejszy i jego komputerowe laboratorium Dziś komputer jest podstawowym narzędziem kompozytora. Dzięki zaawansowanym programom edycyjnym można za jego pomocą dokonać aranżacji, wymyślać nowe, nieistniejące instrumenty i całe płaszczyzny brzmieniowe, dokonać zapisu nutowego partytury, z której w szybkim tempie można wydobyć głosy, wydrukować je w formie umożliwiającej wykonanie koncertowe. Można dokonać nagrania gotowego produktu lub demonstracji, z użyciem symulacji instrumentów muzycznych, nagrać ją na płytę CD lub w skomprymowanej formie przesłać przez Internet do odbiorcy. Istnieje też możliwość dokonania próby poprzez programy komunikacyjne (np. Skype lub FaceTime), uprzednio przesyłając na skrzynkę mejlową materiał nutowy wykonawcom (mogą go wydrukować lub grać bezpośrednio z monitora). Rozwija się dziś ogromna gałąź żywych koncertów z udziałem improwizujących wykonawców, komputerów, instrumentów sterowanych przez komunikaty MIDI oraz świateł i projekcji wizualnych. Temat ten wydaje się być otwarty. 8. Zasady pracy z komputerem: rodzaje plików, sposoby przekształceń, nagrywanie, wizualizacja. Windows czy Macintosh? Zacznijmy od drugiej kwestii. O decyzji, na którym typie komputera chcemy pracować decyduje szereg parametrów, przy czym nie czynnik ekonomiczny musi brać górę nad innymi. Dzisiejszy komputer powinien spełniać ogromną liczbę kryteriów na raz, z których najważniejszymi są: moc procesora, wielkość i prędkość twardego dysku, wielkość pamięci RAM, wielkość monitora, zastosowany system dźwiękowy, komfort pracy i szereg innych czynników. Można preferować sprzęt przenośny, kiedy często musimy pracować w różnych warunkach (na ogół kosztem mocy i wielkości przechowywanych plików), sprzęt stacjonarny, kiedy odwrotnie pracujemy w domu, szkole lub studiu. Ten drugi umożliwia zastosowanie bardziej zaawansowanych systemów dźwiękowych, możliwość pracy z wykonawcami, itd. Jest jednak bardziej kosztowny. Na rynku są obecnie dwa typy komputerów: popularniejszy PC z systemem Windows i Macintosh firmy Apple z systemem Mac OS X. Oba mają tyluż zwolenników co przeciwników. Za PC opowiada się ilość dostępnego oprogramowania, nie tylko zresztą muzycznego, często wręcz darmowego, dołączanego do różnych urządzeń, na ogół niższa cena i powszechna dostępność. Za Macintoshem przemawia większa stabilność, brak podatności na wirusy, mocne procesory i większa popularność wśród profesjonalistów pracujących nad dźwiękiem i obrazem filmowym. Wiele programów jest dostępnych na obie, niektóre tylko na jedną z wybranych platform, np. Nazwa programu (producent) Macintosh Windows Logic Pro 9 (Apple) x Cubase (Steinberg) x x Pro Tools (Avid) x x Wavelab (Steinberg) x (od niedawna) x Digital Performer (Motu) x Metasynth (U&I Software) x Audacity darmowy program do analizy i przekształceń dźwięku (otwarta platforma) x x 14

16 Sonar (Cakewalk) x Finale (Make Music) x x Sibelius (Avid) x x Final Cut (Apple) x AudioSculpt 3.0 (Ircam) x Halion sampler (Steinberg) x x Reason (Propellerhead) x x Omnisphere (Spectrasonics) x x Complete 8 (Native Instruments) x x Melodyne (Celemony) x x GarageBand (Apple) x x Ableton Live (Ableton) x x Mijusic programy do kształcenia słuchu x Sibelius Instruments (Avid) x x Sibelius Auralia program do kształcenia słuchu (Avid) x x Soundtrack Pro (Apple) x Main Stage 2.0 (Apple) x Apple Loop Utility (Apple) x Pure Data język programistyczny x x Max/Msp/Jitter język programistyczny (Cycling 74) x x Oprogramowanie dzieli się na 7 rodzajów: Oprogramowanie sekwencyjne Oprogramowanie do edycji dźwięku Oprogramowanie do pisania nut Stacje robocze zwane DAW (Digital Audio Workstation) Oprogramowanie edukacyjne Oprogramowanie pomocnicze (wtyczki programowe) Biblioteki brzmień W dzisiejszej zmieniającej się technologii niekiedy niełatwo wyznaczyć granicę pomiędzy częścią z powyższych programów. Programy wyłącznie sekwencyjne połączyły się za DAW, nagrywając zarówno ślady audio jak i MIDI, tworząc gotowe nagrania. Dodatkowo wchłonęły edytory dźwięku i wzbogaciły się o oprogramowanie pomocnicze. Większość z nich ma też możliwość edycji zapisu nutowego (choć na poziomie mniej zaawansowanym niż specjalistyczne programy edytorskie). Edycję tego typu określa się też jako nielinearną, ponieważ plik dźwiękowy rezyduje pod postacią cyfrową na dysku komputera, a na wirtualnej ścieżce sekwencerowej znajduje się tylko jego graficzna reprezentacja. Wszelkie operacje na pliku dźwiękowym są więc wirtualne. Do najpopularniejszych programów typu DAW należą: Logic Pro 9, Cubase, Pro Tools, Sonar, Live i Digital Performer. Są to de facto rozbudowane systemy wielośladowe o nieograniczonej ilości śladów. Zawierają zaawansowany sekwencer MIDI z ultra precyzyjną wizualizacją i edycją wszystkich komunikatów, możliwość bezpośredniego rejestrowania dźwięku, często w wielu wersjach, z których potem wybiera się najlepszą, przenoszenia nagranego materiału w czasie i synchronizowanie go z innymi śladami oraz daleko idącą edycję dźwięku. Umożliwiają montaż nagranego materiału poprzez specjalny edytor, w tym usuwanie niepotrzebnych fragmentów nagrania, podnoszenie poziomu nagrania, odszumianie, dodawanie pogłosu i innych efektów, takich jak np. opóźnienie, wyciszanie określonych fragmentów. Możliwe jest nakładanie na siebie i miksowanie plików dźwiękowych, tworzenie automatyki i precyzyjne wyrównywanie poziomów oraz edycja zapisu nutowego. Oprócz tego otwartość systemu sprawia, że współpracuje z nimi oprogramowanie pomocnicze, tzw. wtyczki (plug-iny często innych firm) oraz spora ilość 15

17 wirtualnych instrumentów (o czym później). Dodatkowo programy DAW są dostarczane z wieloma próbkami brzmieniowymi różnych instrumentów. Ostateczny rezultat można zmasterować i nagrać na płycie, albo innym nośniku w wybranym przez siebie formacie. Oprogramowanie do pisania nut Trwająca wojna pomiędzy dwoma gigantami na tym polu: Finale i Sibeliusem powoduje, że oba te produkty stale się doskonalą, niekiedy przejmując elementy programów DAW, takie jak zaawansowane odtwarzanie brzmień instrumentalnych stosowanie wirtualnych instrumentów, odtwarzanie znaków artykulacyjnych i dynamicznych, wprowadzanie śladów nagrań audio, wprowadzanie wielu znaków graficznych, znaki dynamiczne i artykulacyjne, automatyczna realizacja zmian tempa i repetycji, gotowe pomysły, a nawet aranżacja. Sibelius uchodzi za bardziej intuicyjny, szybszy i łatwiejszy w pracy, Finale za bardziej profesjonalny pod względem graficznym. Na tym tle pojawiają się nieśmiało konkurenci, tacy jak NoteAbility na Macintosha, program o nieograniczonych możliwościach i nieprawdopodobnie trudnym interfejsie. Całkiem zgrabny, choć nie dość profesjonalny na dzisiejsze standardy edytor nutowy posiada Logic, nieco słabszy Cubase, ostatnio wprowadzony zaś edytor nutowy w programie Pro Tools coraz bardziej się rozwija dzięki poparciu Sibeliusa (właścicielem obu tych programów jest firma Avid). Rynek oprogramowania edukacyjnego do kształcenia słuchu nie wydaje się ostatnio najbogatszy. Prym wiodą produkty Sibeliusa (Auralia) oraz niedrogi EarMaster5 w kilku wersjach. Wszystkie na obie platformy. Polskim produktem jest Mijusic (tylko Windows). Inne programy edukacyjne dotyczą instrumentoznawstwa (Sibelius Instruments), historii muzyki (ciekawa propozycja od Oxford University Press subskrypcji rocznej największej muzycznej encyklopedii w wersji online). Z innych propozycji warto wymienić oferowane przez The Teaching Company serię ciekawych wykładów w języku angielskim prof. Roberta Greenberga z Uniwersytetu San Francisco na temat podstaw muzyki, wielkich dzieł muzycznych, historii opery, życia wielkich kompozytorów, analiz dzieł Mozarta i Beethovena (symfonie, koncerty, sonaty) oraz historii gatunku symfonii i koncertu. Wtyczki to na ogół małe programy wpinane w tor dźwiękowy w mikserze. Istnieją dwa rodzaje wtyczek: efekty, zajmujące się zmianą sygnału na żywo, z możliwością regulacji ustawień i ich słuchowej kontroli, oraz wirtualne instrumenty, często powiązane z bibliotekami brzmień, samplery oraz inne syntezatory. Wtyczki występują w kilku formatach: VST (Cubase, Wavelab), Audio Units AU (Logic Pro tylko Macintosh), RTAS (Real Time Audio System) Pro Tools. Wszystkie one są niedestrukcyjne, czyli ich zastosowanie nie zmienia trwale pliku dźwiękowego, a każdą operację można odwracać i ponawiać. Jedynie AS (Audio Suite Pro Tools) jest wtyczką destrukcyjną. Biblioteki brzmień Sprzedawane ogromne, wielomegabajtowe biblioteki zawierają próbki setek instrumentów, niektórych z nich próbkowanych z różną artykulacją i dynamiką (np. ten sam klawisz fortepianu można nagrać w kilku różnych stopniach dynamicznych). Są biblioteki dedykowane, np. efekty dźwiękowe (ulica, sklep, zwierzęta, tłum, samochód, samolot, a nawet skrzypienie butów). Inne dotyczą instrumentów orkiestrowych lub ludowych (z Afryki, Azji, itd.) Są także biblioteki brzmień uzyskanych za pomocą różnych syntezatorów, często całe kompozycje kosmicznych brzmień. Istnieje kilka standardów takich bibliotek: EXS24 (Logic Pro), Halion, Akai, Gigastudio i in. Mogą też istnieć specjalne samplery z gotowymi próbkami, które otwierają swoje instrumenty pod postacią wtyczek jako wirtualne instrumenty i z ich poziomu można zmieniać barwy, dostosowując je do swoich potrzeb muzycznych. 16

18 Obowiązkowym wyposarzeniem dzisiejszego studia MIDI jest klawiatura, system dźwiękowy (karta dźwiękowa) i oczywiście oprogramowanie odpowiednie do wykonywanego przez nas zadania. Dzisiejsze klawiatury MIDI mogą być, tak jak kiedyś zintegrowane z wewnętrznym modułem syntezy lub samplerem (tzw. stacje robocze), mogą też być oddzielnymi sterownikami 2-8 oktawowymi z dodatkowymi pokrętłami i suwakami do dodatkowego sterowania różnymi kontrolerami MIDI. Systemy dźwiękowe, zwane też kartami mogą znajdować się wewnątrz komputera lub być podłączone do niego za pomocą dedykowanego specjalnego złącza (patrz Pro Tools HD poniżej) lub jednego ze złącz: USB lub FireWire. W zasadzie w profesjonalnych zastosowaniach preferowane jest to drugie, jednak ostatnio pojawia się wiele rozwiązań opartych na USB2, złączu dość szybkim i znajdującym szerokie zastosowanie. Najbardziej zaawansowany system ProTools HD popularny M-Box Mini Karta dźwiękowa ma wyjście podłączone do miksera lub wzmacniacza, a ten z kolei do głośników. Istnieje też spora liczba dedykowanych sterowników, dystrybutorów sygnału wielokanałowego itd. Zajmiemy się nimi później. Pliki dźwiękowe Dźwięk cyfrowy, jak już powiedziano zostaje zapisany pod postacią zerojedynkową. Komputer aby go rozpoznać musi mieć zaimplementowane specjalne oprogramowanie (wszystkie dzisiejsze je mają). Istnieje kilkaset rodzajów plików, stworzonych przy użyciu różnych algorytmów. Najczęściej użytkownik rozpoznaje je po końcówkach po kropce. Istotnym parametrem jest częstotliwość próbkowania. Aby to wyjaśnić należy posłużyć się przykładem. Aby otrzymać plik dźwiękowy czyli zapis dźwięku w postaci cyfrowej należy w pierwszym rzędzie przekształcić akustyczną falę dźwiękową w sygnał elektryczny, do czego służy przetwornik akustyczno-elektryczny, czyli mikrofon. Następnie otrzymany w ten sposób ciągły, analogowy sygnał foniczny, wiernie oddający kształt drgań akustycznych, zostaje przekonwertowany w przetworniku analogowo-cyfrowym na ciąg dyskretnych wartości liczbowych, opisujących przebieg zmian amplitudy sygnału w czasie. W tym celu w określonych momentach mierzona jest amplituda sygnału (patrz rysunek powyżej). Im częściej ten pomiar następuje i im dokładniej jest zmierzona chwilowa wartość sygnału, tym wierniej oddany jest przebieg drgania akustycznego. Częstotliwość próbkowania musi być 2 razy większa, niż najwyższa mierzona częstotliwość i w praktyce wyznacza górną granicę 17

19 przenoszonego pasma; stosowane w standardzie CD 44,1 khz pozwala na zapisanie pasma do 22 khz. Od precyzji pomiaru chwilowej wartości sygnału (wyrażonej liczbą bitów) zależy rozpiętość dynamiczna zapisywanego dźwięku. Na płytach CD przyjęto rozdzielczość 16 bitów, co zapewnia rozpiętość rzędu 90 db między najcichszymi i najgłośniejszymi dźwiękami. W ten sposób standard płyty CD w zasadzie pokrywa zakres wrażliwości ludzkiego słuchu. Przy bardziej zaawansowanych zastosowaniach lepiej sygnał próbkować z większą dokładnością: 48000, lub więcej próbek na sekundę przy rozdzielczości 24 bity. Ten sam mechanizm działa także w przypadku płyty CD. Wracamy do plików dźwiękowych. Do najważniejszych należą: Nieskomprymowane (spotyka się niestety coraz częściej niewłaściwe określenie nieskopresowane), czyli o jakości oryginału: Wav (dedykowany do systemu Windows, ale dziś już uniwersalny), Aiff (dedykowany do komputerów Macintosh), SDII (stary system plików Macintosha), Caf (nowy format Macintosha), skomprymowane: mp3, mp4, OGG Vorbis, RealAudio, WMA (Windows Media Audio), flac, APE, AAC. Ciekawym rodzajem pliku jest Apple Loops. Występuje tylko w komputerach Macintosh i został zaprojektowany dla programów Soundtrack Pro, GarageBand i Logic Pro. Umożliwia on zmianę długości bez zmiany wysokości dźwięku lub zmianę wysokości bez zmiany długości. Jest to znana nam już technika time stretching. Apple Loops umożliwiają poza tym zanotowanie różnych danych, takich jak przyporządkowanie pliku do grupy, rodzaju, tempa, tonacji oraz autora. Specjalna aplikacja Apple Loop Utility umożliwia zamianę dowolnego pliku audio na Apple Loops. Można też tego dokonać w programie GarageBand. O plikach Midi File mówiono powyżej. Sposoby przekształcania dźwięku Przekształcenie, nazywane Signal Processing dotyczy albo do sygnału analogowego, wtedy odnosi się bezpośrednio do sygnału elektrycznego, albo cyfrowego, kiedy działają matematycznie na cyfrową reprezentację sygnału. Określa się to jako DSP (Digital Sound Processing). My zajmiemy się tym drugim przypadkiem. Oto kilka najpopularniejszych przekształceń: pogłos (echo) symuluje przestrzeń, w której znajduje się źródło dźwięku za pomocą serii odbić. Można symulować środowisko akustyczne każdej przestrzeni: od komory bezechowej do kanionu w Górach Skalistych. Ciekawy efekt daje odwrócenie echa. flanger dodanie do oryginalnego sygnału jego lekko opóźnianej wersji. Opóźnienie, na ogół nie przekraczające 20 ms, zmienia się w czasie. Powstają wtedy przesuwające się wzmocnienia i stłumienia w widmie sygnału, prowadzące do charakterystycznych zmian barwy. phaser część sygnału jest przefiltrowana przez filtr zwany wszechprzepustowym, żeby wytworzyć przesunięcie w fazie, po czym oba te sygnały zostają zmiksowane. Powoduje to wzmocnienie jednych i stłumienie innych składowych sygnału. W rezultacie można otrzymać np. lekko odhumanizowany głos ludzki, taki jaki użyty został do postaci robota C-3PO z Wojen Gwiezdnych. chorus efekt rozmnożonego, po czym w każdym przypadku minimalnie odstrojonego i często niewiele opóźnionego sygnału dźwiękowego. W rezultacie dźwięk wydaje się pełniejszy i gęstszy. Nazwa bierze się z chóru, gdzie podobny efekt powstaje w sposób naturalny. filtrowanie podobnie jak w technikach analogowych (opisanych wyżej) equalization (korekcja) zmiana szeregu pasm akustycznych, jest to efekt podobny do stosowania filtra overdrive technika przesterowania dźwięku, pitch shift przesuwnik wysokości. Można go zmiksować z oryginalnym dźwiękiem i otrzymać interwał albo akord 18

20 harmonizer podobne urządzenie, w którym sygnał zwielokrotnia się i sumuje z dźwiękiem oryginalnym. Szczególnie przydatny do efektu chóru time stretching wydłużenie lub skrócenie czasu trwania dźwięku. W zależności od algorytmu wysokość dźwięku zmienia się (klasyczny przypadek) lub nie. Bardziej radykalne zastosowanie tego środka powoduje granulowanie dźwięku, co w przypadku głosu daje efekt głosu kosmity rezonator zastosowanie filtra z silnym uwypukleniem wysokich częstotliwości, przy jednoczesnym wzmocnieniem jego oddziaływania w wąskim zakresie powoduje efekt rezonansu. Objawia się to świszczeniem lub gwizdem autopanorama (bouncing) sygnał przesuwa się z jednego głośnika do drugiego z określoną przez użytkownika szybkością mieszanie sygnałów (merging) powstanie nowego pliku dźwiękowego poprzez połącznie dwóch lub więcej plików symulacja urządzeń analogowych ciekawe rozwiązanie dla miłośników starych, zniekształcających w specjalny sposób urządzeń. Dla miłośników retro. Wiele z tych efektów z uwagi na różne ustawienia może w znacznym stopniu zmienić dźwięk oryginalny. 9. Programy do pisania nut i tworzenia partytur Finale Program stworzony w latach 80-tych, jest stale ulepszany: co roku pojawia się nowa wersja. Na początku pracy użytkownik jest proszony o określenie, na jakim polu zamierza pracować: pojedynczy system, określony skład instrumentalny lub wokalny, partytura orkiestrowa, itp. Może otworzyć od razu wybrany zestaw, albo stworzyć nowy od podstaw. Może też otworzyć utwór, na którym już poprzednio pracował. Główna strona ukazuje partyturę i paski narzędzi służących do wykonywania określonych operacji: Główne narzędzia to: Narzędzie wybierania i zaznaczania (Selection tool) Narzędzie powiększania (zoom tool) Narzędzie przesuwania (hand grabber tool) Narzędzie systemu linii (Staff tool) Narzędzie taktowe (measure tool) Narzędzie znaków przykluczowych (key signature tools) Narzędzie znaków metronomowych (time signature tool) Krokowe wprowadzanie nut (simple entry tool) pojawia się wtedy dodatkowy pasek ze wszystkim wartościami nutowymi i pauzami Przyspieszone wprowadzanie nut (speedy entry) Narzędzie do nagrywania i późniejszej transkrypcji (Hyperscribe tool) Narzędzie do triol, kwintol, itd. (tuplet tool) Narzędzie MIDI (midi tool) Narzędzie do wprowadzania różnych znaków (smart shape tool) Narzędzie do znaków ekspresji (expression tool) Narzędzie do artykulacji (articulation tool) Narzędzie do tekstu pod nutami (lyrics tool) Narzędzie do funkcji harmonicznych (chord tool) 19