Как делаются звуковые эффекты, применяемые в музыке?
При помощи различных комбинаций описанных выше преобразований. Вот наиболее распространенные звуковые эффекты:
вибрато - амплитудная или частотная модуляция сигнала с небольшой частотой (до 10 Гц). Амплитудное вибрато также носит название тремоло; на слух оно воспринимается, как замирание или дрожание звука, а частотное - как "завывание" или "плавание" звука (типичная неисправность механизма магнитофона - детонация). Вибрато обычно реализуется модуляцией синусоидальным сигналом, а тремоло - треугольным или пилообразным сигналом либо многократным автоматическим перезапуском ноты.
динамическая фильтрация (wah-wah - "вау-вау") - реализуется изменением частоты среза или полосы пропускания фильтра с небольшой частотой. На слух воспринимается, как вращение или заслонение/открывание источника звука - увеличение высокочастотных составляющих ассоциируется с источником, обращенным на слушателя, а их уменьшение - с отклонением от этого направления.
фленжер (flange - гребень). Название происходит от способа реализации этого эффекта в аналоговых устройствах - при помощи так называемых гребенчатых фильтров, имеющих АЧХ такого же вида. Гребенчатые фильтры могут строиться на линиях задержки - при этом постоянный сдвиг фазы создает характерную форму АЧХ. Заключается в добавлении к исходному сигналу его копий, сдвинутых во времени на небольшие величины (примерно 3..30 мс) с возможной частотной модуляцией копий или величин их временных сдвигов и обратной связью (суммарный сигнал снова копируется, сдвигается и т.п.). На слух это ощущается как "дробление", "размазывание" звука, возникновение биений - разностных частот, характерных для игры в унисон или хорового пения, отчего фленжеры с определенными параметрами (сдвиги с модуляцией противофазным сигналом) применяются для получения хорового эффекта (chorus). Меняя параметры фленжера, можно в значительной степени изменять первоначальный тембр звука.
фейзер (phase - фаза) - смешивание исходного сигнала с его копиями, сдвинутыми по фазе (что равноценно сдвигу по времени на доли-единицы миллисекунд); величина сдвига может модулироваться во времени. По сути, это частный случай фленжера, но с намного более простой аналоговой реализацией, так как сдвиг по фазе выполняется проще задержки по времени (цифровая реализация одинакова). Изменение фазовых сдвигов суммируемых сигналов приводит к подавлению отдельных гармоник или частотных областей, как в многополосном фильтре. На слух такой эффект напоминает качание головки в стереомагнитофоне - физические процессы в обоих случаях примерно одинаковы.
реверберация (reverberation - повторение, отражение). Получается путем добавления к исходному сигналу затухающей серии его задержанных во времени копий. Это имитирует затухание звука в помещении, когда за счет многократных отражений от стен, потолка и прочих поверхностей звук приобретает полноту и гулкость, а после прекращения звучания источника затухает не сразу, а постепенно. При этом время между последовательными отзвуками (примерно 15..50 мс) ассоциируется с величиной помещения, а их интенсивность - с его гулкостью. По сути, ревербератор представляет собой частный случай фленжера без модуляции и с увеличенной задержкой между отзвуками основного сигнала, однако особенности слухового восприятия качественно различают эти два вида обработки.
эхо (echo). Реверберация с еще более увеличенным временем задержки - выше примерно 50 мс. При этом слух перестает субъективно воспринимать отражения, как призвуки основного сигнала, и начинает воспринимать их как повторения. Эхо обычно реализуется так же, как и естественное - с затуханием повторяющихся копий.
дистошн (distortion - искажение) - намеренное искажение формы звука, что придает ему резкий, скрежещущий оттенок. Наибольшее применение получил в качестве гитарного эффекта (классическая гитара heavy metal). Получается переусилением исходного сигнала до появления ограничений в усилителе (среза верхушек импульсов) и даже его самовозбуждения. Благодаря этому исходный сигнал становится похож на прямоугольный, отчего в нем появляется большое количество новых нечетных гармоник, резко расширяющих спектр. Этот эффект применяется в различных вариациях (fuzz, overdrive и т.п.), различающихся способом ограничения сигнала (обычное или сглаженное, весь спектр или полоса частот, весь амплитудный диапазон или его часть и т.п.), соотношением исходного и искаженного сигналов в выходном, частотными характеристиками усилителей (наличие/отсутствие фильтров на выходе).
компрессия - сжатие динамического диапазона сигнала, когда слабые звуки усиливаются сильнее, а сильные - слабее. На слух воспринимается как уменьшение разницы между тихим и громким звучанием исходного сигнала. Используется для последующей обработки методами, чувствительными к изменению амплитуды сигнала. В звукозаписи используется для снижения относительного уровня шума и предотвращения перегрузок. В качестве гитарной приставки позволяет значительно (на десятки секунд) продлить звучание струны без затухания громкости.
вокодер (voice coder - кодировщик голоса) - синтез речи на основе произвольного входного сигнала с богатым спектром. Речевой синтез реализуется обычно при помощи формантных преобразований: выделение из сигнала с достаточным спектром нужного набора формант с нужными соотношениями придает сигналу свойства соответствующего гласного звука. Изначально вокодеры использовались для передачи кодированной речи: путем анализа исходного речевого сигнала из него выделялась информация об изменении положений формант (переход от звука к звуку), которая кодировалась и передавалась по линии связи, а на приемном конце блок управляемых фильтров и усилителей синтезировал речь заново. Подавая на блок речевого синтеза звучание, например, электрогитары и произнося слова в микрофон блока анализа, можно получить эффект "разговаривающей гитары"; при подаче звучания с синтезатора получается известный "голос робота", а подача сигнала, близкого по спектру к колебаниям голосовых связок, но отличающегося по частоте, меняет регистр голоса - мужской на женский или детский, и наоборот.
