Представьте музыкальный инструмент, который может честно изобразить звуки сотен музыкальных инструментов прошлого, настоящего и будущего. Инструмент, который использует самые новейшие достижения современных технологий, но при этом сохраняет чистую, душевную музыкальность…
В 1995, когда Roland впервые представил миру Моделирование Составных Звуковых Объектов (Composite Object Sound Modeling -COSM), воплощенных в гитарной системеVG-8, музыканты были поражены ее способностью убедительно моделировать широкий диапазон классических и современных гитар и усилителей, воссоздать "футуристические" звуки, похожие на синтезатор, равно как и воспроизводить в звуке сотни известных гитарных примочек - с помощью простого поворота управляющей ручки или нажатия педали. Проще говоря, это было начало новой эры гитары. Эра, в которой смешаны синтез и обработка, при этом чутко передаются уникальные нюансы игры гитариста. Немногие музыканты знали, чтоVG-8 - лишь первый провозвестник систем на основе новых технологий.
За последующие несколько лет технологияCOSM получила свое развитие и воплощение в нескольких гитарных продуктах, включая предварительные усилители и процессоры, такие какRoland GP-100 иBoss GT-3 и GT-6.
В сфере электронной перкуссии COSM привела к созданию системы V-Drums, что дало ударникам систему, которая тщательно моделирует все параметры барабанов - от их физического строения и размеров, а также материалов, из которых они сделаны, тип пластика, настройку, демпфирование, помещение, в котором находятся барабаны, и множество других параметров с неподражаемой достоверностью.
В мире клавишных инструментовCOSM стал основой моделирования электроорганов в таких инструментах, как VK-7 и VK-77, что позволило полностью снять классический звук благодаря раздельному моделированию вращения каждого отдельного осциллятора и динамика в лесли-комбике.
В цифровых студияхVS и цифровых микшерахVM технология COSM позволила пользователям моделировать звук дорогостоящих конденсаторных микрофонов, в реальности снимая звук с обычных динамических микрофонов, и моделировать звук различных студийных мониторов и бытовых колонок с помощью новых цифровых мониторов Roland DS-90.
Что же сделало технологиюCOSM такой успешной и позволило использовать ее в таком широком диапазоне различных областей и инструментов? Ответ заключается в том, чтоRoland пошел несколько другим путем звукового моделирования, более фундаментальным и общим, и соответственно более широким в сферах приложения.
СОЧЕТАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Общая идея звукового моделирования некоторое время носилась в воздухе в соответствующих лабораториях. Идея состоит в следующем: если найдется математическое уравнение, описывающее как работают и взаимодействуют друг с другом части музыкального инструмента, станет возможным написать программное обеспечение, которое будет эмулировать их, и, соответственно, тщательно синтезировать их звук и характеристики.
Одной из наиболее общих возможностей создать такое уравнение будет разделение акустического инструмента на возбудители, которые дают начальную энергию звуку, и резонаторы, части, меняющие тембр, продолжительность и другие характеристики звучания. Примером возбудителя является смычок скрипки, который скользит по струнам, вибрация язычка саксофона, зацеп гитарной струны или палочка, ударяющая по пластику барабана. Примером резонатора, с другой стороны, является гитарный или скрипичный корпус, или же корпус барабана.
Найдите уравнение, которое описывает возбудитель, и как он реагирует на различные условия игры, затем снабдите его выход уравнением резонатора, которое изменит моделируемый звук, и вот у Вас базисная модель инструмента.
Более тщательная модель учитывает также и обратную связь: резонатор влияет не только на звук возбудителя, но и на работу самого возбудителя - например, давление в трубе саксофона влияет на сам язычок, и как следствие на его вибрацию.
Технология делает это все, но она идет существенно дальше. ИнженерыRoland осознают, что то, что мы слышим в конечном счете не ограничивается фазой моделирования возбудителя и резонатора с помощью парой уравнений. На звук также в значительной мере влияют тип звукоснимателя и микрофона, используемый усилитель, комбик или монитор - каждый из этих приборов вносит свой собственный вклад в то, что слышно в конечном счете на записи.
В результате в компанииRoland сочли необходимым разбить на составляющие все существенные элементы акустических и электрических гитар, каждый элемент тонового колеса классического электрооргана, каждый элемент классических микрофонов, и, далее, разные звуки студийных мониторов.
Но задача была более серьезна, чем простой анализ компонентов. Не менее важной задачей было изучить, как влияет меняющаяся динамика и высота тона на каждый из компонентов системы и на общий звук. Например, гитаристы знают, что сильнее цепляя струну, они получат не только более громкий звук, но и тип колебания струны, то, как "слышит" струну звукосниматель, как устройство обработки обрезает и насыщает звук, и как движется акустический динамик. Все это вкупе создает новые обертоны и другие линейные и нелинейные искажения, которые по-разному влияют друг на друга по всей цепочке в зависимости от громкости и высоты.
Таким образом, полная система, моделирующая инструмент, должна также учитывать, почему и как возникают эти обертоны и искажения, а также иметь возможность воссоздавать эти условия. Это-то и есть основное отличиеCOSM от других моделирующих методов. И после нескольких лет исследований, разработок и тестирования - сначала с гитарами, затем с ударными, органами другими инструментами, эти знания были накоплены и включены в различные моделирующие алгоритмыCOSM.
В РУКАХ МУЗЫКАНТА
Разумно было позволить музыканту самому построить свой звук из этих основных блоков, по своему усмотрению собирая коллекцию различных возбудителей, резонаторов, и преобразователей. Пользователь также может контролировать размер этих объектов и их строение, например, выбирая маленькую, среднюю и большую акустическую гитару, или деревянный, стальной или медный малый барабан, с демпфированным или открытым пластиком. А так какCOSM представляет из себя совокупность чрезвычайно сложных алгоритмов моделирования (то есть много глубокой математики), технология позволяет моделировать ситуации, которые недостижимы в реальности. Например, моделирование малых барабанов от одного до 20 дюймов с настройкой в пределах восьми октав (!), добиваясь интереснейших "неземных" звуков и музыкальных эффектов.
Но поскольку была изначально поставлена задача моделировать всевозможные системы,COSM не останавливается просто на моделировании самих инструментов. Так как большая часть музыки, которую мы слушаем, не исходит прямо от акустического инструмента, в моделирование вовлечена и цепочка записи-воспроизведения. Например, когда Вы слушаете запись скрипки, Вы слышите не только, как смычок воздействуют на струны, деку, гриф и корпус, но также Вы слышите тип использованного при записи микрофона с его индивидуальными характеристиками; на звук влияет и положение микрофона, предварительный микрофонный усилитель, устройство обработки и записи, электроника Вашего проигрывателя CD, тип колонок, на которых Вы воспроизводите звук и резонанс комнаты, в которой была произведена запись, и комнаты, в которой Вы все это слушаете. Немало, согласитесь! Если же рассматривается звук рок гитары, то следует в дополнение к уже сказанному учитывать тип звукоснимателя, его положение, включенные эффекты, усилители, комбики и микрофоны.
И технологияCOSM позволяет пользователям построить общий звук из серии индивидуальных компонентов и переменных (отсюда название - Моделирование Составных Звуковых Объектов). Также важно, чтоCOSM использует несколько разных методов моделирования (физическое, гармоническое, электронное, и так далее), чтобы получить достоверный результат. Но самое лучшее, что технология, от самого первого возбудителя, до последнего резонатора, позволяет пользователю вмешиваться в процесс создания звука.
V-GUITAR
Система VG-88 являет собой прекрасный пример технологииCOSM в работе. Используя физическое моделирование, пользователи могут выбирать корпус гитары (Strat, Tele, Les Paul, полуакустика, и различные типы акустической гитары), положение и тип звукоснимателя, разные конфигурации комбика и положение микрофона. Используя "магнитное" моделирование, пользователи могут эмулировать работу разных сочетаний звукоснимателей, трансформаторы и так далее. Электромеханическое моделирование позволяет VG-88 эмулировать различные типы динамиков и микрофонов. Электронное моделирование позволяет моделировать работу ламп и транзисторов различных современных и классических усилителей и устройств обработки (примочек), воссоздавая в точности то, что они делают с сигналом Вашей гитары. Множество из алгоритмов моделирования усилителей включены в недорогие модели гитарных процессоров, такие какBOSS GT-3 и GT-6, в гитарный процессор Roland GP-100, а также виртуальные студии и цифровые микшеры серийVS иVM. А так как эффекты играют существенную роль в современной гитарной музыке, VG-88 также содержит некоторые из наиболее впечатляющих алгоритмов преобразования гитарного сигнала, включающих алгоритмы изменения высоты тона, позволяющий моментально "настроить гитару" простым нажатием на педаль. Также включены такие важные алгоритмы, как эквалайзер, тремоло, фазер, ревербератор и задержка сигнала. Кратко говоря, VG-88 объединяет в одном корпусе всю историю развития гитар плюс все то, что Вы хотели бы добавить.
Однако, если гитаристу недостаточно и этого, то пользователи могут вмешаться в мощные алгоритмы реконструкции гармоник (Harmonic Restructure Modeling -HRM). Эти алгоритмы позволяют полностью моделировать атаку и содержание обертонов в гитарном сигнале, чтобы добиться причудливых футуристических результатов, которые звучат вообще потусторонне. Все это происходит безо всякой задержки (следует иметь в виду, чтоCOSM является технологией обработки в реальном времени, а не включения сэмплов).
Частично эта высокая производительность является, в случае VG-88, следствием того, что гитарная струна не просто запускает процесс вычислений. Сама струна и является тем возбудителем, который стоит в самом начале этой цепочки. Так как в компанииRoland хорошо изучили, как струны воздействуют на электронные звукоснимателиRoland, любые варианты звукоизвлечения найдут свое отражение в конечном звуке. Это позволяет гитаристу использовать не только техническое воображение, но и музыкальную нюансировку при игре на своем инструменте.
V-DRUMS
Как и VG-88, V-drums являют собой разработку на основе технологииCOSM. На этот раз моделирование носит название Моделирование Разнообразных Ударных (Variable Drum Modeling).VDM позволяет Вам построить свою собственную ударную установку, задав для каждого барабана его тип, глубину, тип пластика, настройку, демпфирование, материалы корпуса и много другое. Глубина малого барабана может задаваться в пределах от одного до 20 дюймов, а демпфирование может использовать различные типы колец; при демпфировании бас-барабана возможно даже выбрать материал, помещаемый внутрь бочки. А так как это моделирование реального демпфирования, V-Drums не просто выставляют такой параметр, как затухание; Вы можете слышать различные обертоны, как это реально и происходит на заглушенном акустическом инструменте.
Также одним из преимуществCOSM применительно к барабанным системам является возможность менять тембр звучания барабана, в зависимости от точки удара палочкой. Также более легкий удар не вызывает тот же сигнал меньшей громкости, каждый звук в точности соответствует силе удара, с которой палочка ударила по сверхчувствительному сетчатому пластику. Все эти особенности дают существенно больше возможностей для выразительного исполнения, чем это достигается на обычных электронных барабанах. Вы даже можете играть щетками, что раньше было просто немыслимо!
После того, как с помощью исключительно понятного пользовательского интерфейса была создана ударная установка, система V-drums моделирует любое виртуальное помещение самых различных размеров и форм - от типичных студий до пляжа, пещеры или даже ванной комнаты! Также, в соответствии с принципамиCOSM пользователи V-Drums могут выбрать тип микрофона, помещаемый на каждый барабан: конденсаторный, динамический или низкокачественный Lo-Fi. Естественно, после снятия сигнала его можно обработать эквалайзером, компрессировать или лимитировать, а также наложить разные типы реверберации, хоруса и фленджера - как отдельно для каждого барабана, так и для всей установки.
ТОНОВЫЕ КОЛЕСА, МИКРОФОНЫ И ДИНАМИКИ
Одним из последних воплощений технологииCOSM является комбо-органы VK-7 и VK-77, рабочие станции серииV-Studio, а также новые микшеры серииV-Mixer. В отличие от гитарных и ударных систем, которые используют моделирование физических процессов с самого начала до конца цепочки, продукты серииVK,VS иVM используют некоторые алгоритмыCOSM для выполнения специфических задач.
ЭлектроорганыVK преследуют цель полностью воссоздать звук классических электроорганов. Раньше для этого требовались тяжелые (как по весу, так и в эксплуатации) органы, в которых сигнал снимался электромагнитным звукоснимателем от независимых друг от друга вращающихся тоновых колесиков. Эти тоновые колесики, даже у органов в прекрасном состоянии, никогда не работали строго предсказуемо. Эти случайные вариации и придавали классическим органам их богатый, жирный тембр. Кроме того, органы совершенно иначе реагировали на силу нажатия и нюансы игры, например, нота, сыгранная в контексте длинного пассажа, звучала иначе, чем та же самая нота после паузы, особенно это касается перкуссивных органов. Разумеется, это недостижимо в обычных синтезаторах, какие бы красивые сэмплы они не использовали для своего звука.
Для достоверного воспроизводства этих особенностей VK-7 и VK-77 используют моделирование тоновых колес, также основанное на технологииCOSM. Просто говоря, моделирование тоновых колес позволяет эмулировать 91 виртуальное колесо в независимом постоянном вращении - так же, как на классическом электрооргане. В конечном счете, в любое время, когда нажимается клавиша, присутствует элемент "произвольности" и "непредсказуемости". В число преимуществ органа входит также и полноклавиатурная полифония, отсутствие "взаимоисключающих", сдвинутых по фазе обертонов (так часто встречающиеся в инструментах на основе воспроизведения сэмплов), и независимые друг от друга эффекты, эмулирующие вращение динамика и вибрато.
В цифровых устройствах записиVS и цифровых микшерахVM технологияCOSMиспользуется для эмуляции огромного числа студийных микрофонов и динамиков. Это осуществляет мечту огромного числа владельцев низкобюджетных студий и отдельных музыкантов, которые не могут себе позволить реальные дорогостоящие микрофоны и студийные мониторы. Теперь же они могут эмулировать дорогие конденсаторные микрофоны, реально используя недорогие динамические, или эмулировать многие модели популярных студийных мониторов с помощью цифровых 24-битных мониторов DS-90.
Моделирование микрофонов включает в себя несколько конденсаторных микрофонов с широкой диаграммой, а также большие и маленькие динамические микрофоны. Каждый из микрофонов моделируется после того, как они зарекомендовали себя годами работы в студиях для специфических целей (для вокала, большого барабана, акустических инструментов, и так далее). Аналогично, эмулирование динамиков с помощьюCOSMвключает в спектр моделируемых устройств такие популярные студийные мониторы, как "White Cone", "Powered GenBlk", "Powered Mack" и "EBas". Также имеется возможность эмуляции динамиков телевизора, а также повсеместно встречающиеся "Studio Cubes".
Как и в других инструментах, использующихCOSM, эмуляция не ограничивается просто коррекцией частотной кривой. Алгоритмы идут существенно дальше - эмулируя, как реальные студийные компоненты отвечают на изменения громкости, динамики, высоты и других параметров звука. Таким образом, пользователи могут получить доступ к широкому ассортименту виртуальных микрофонов, мониторов с потрясающей достоверностью (все это без необходимости грабить банк).
ИТАК, ВСЕ ВМЕСТЕ
Разумеется,COSM не является технологией для технологии. Она дает музыкантам инструмент, с помощью которого можно полностью использовать возможности сложных процессов компьютерного моделирования для того, чтобы сделать инструменты гибче, проще и дешевле. Просто спросите кого-нибудь, кто владеет электронными барабанами V-Drums или гитарной системой VG-88, что они могут сказать про свои системы. Это гораздо, гораздо дешевле и проще, чем переключаться от одного из многочисленных традиционных или современных приборов к другому. И результаты могут быть названы не иначе как ошеломляющими. Потому что музыка заслуживает воплощение самых последних технологических достижений.
Источник: http://www.rolandmusic.ru/
