El Camino del Sintetizador - Parte 4 - Sintetizacion Substractiva

Habiendo profundizado sobre la teoria del sonido, veremos a fondo la sintetizacion substractiva y en esta parte hablaremos sobre Osciladores y Filtros.

Se logra combinando varios Osciladores (Oscillators) juntos para crear un timbre con muchos armonicos. Estos sonido cargado de armonicos luego es esculpido con el filtro para retirar y acentuar las frecuencias deseadas, para pasar por el amplificador donde las envolventes (Ataque, Sustain, Decay y Release) modifica la calidad del timbre ( Percusivo, Largo y sostenido, estilo harpa y asi).

Ahora veremos como funciona un sintetizador substractivo y sus partes.

Oscilador

Aqui es donde el viaje acustico comienza, los sintetizadores suelen tener al menos 2 Osciladores, En muchos casos algunos poseen 3 y 4 (El Analog de ableton live trae 2).

Ellos son los que generan el sonido inicial. Cada oscilador es capaz de generar una lista de Formas de Onda (WaveForms) cada una con su propia huella caracteristica

Oscilador de Analog

(Sine Wave) Onda Sinoidal
Es la onda mas pura ya que es solamente el tono fundamental, sin armonicos para poder modelar el sonido. Por eso en este tipo de sintetizacion la onda sinoidal no suele usarse por si sola, si no mas bien en combinacion con alguna otra para producir armonicos.
Si se usa por si sola, su uso mas popular es el de producir Sub-Bajos, si eso es lo tuyo bastante experimentacion con las sinoidales.

La Onda Cuadrada (Square Wave)

Es la onda mas simple para un sistema electrico para generar por que solo existe en 2 estados: Encendido y Apagado (Ver la foto). Esta onda produce armonicos impares. Dandole una caracteristica vacía y ahuecada. son muy buenos para simular instrumentos de viento y agregarle grosor a los sonidos estilo pads, y violines, también para darle amplitud a los bajos les da una cualidad que hay que experimentar para entenderla.

Pulse wave (Onda de pulso)

Es muchas veces confundida con la onda cuadrada, la diferencia entre ambas es que la onda de pulso tiene unos tiempos de apagado y encendido ajustables, por tanto obteniendo un contenido armonico diferente. Hoy en dia raravez vemos a un sintetizador con los 2 tipos de onda Cuadrada y de Pulso, lo que se suele ver es una opcion para ajustarle a la onda cuadrada los parametros de encendido y apagado.
El Beneficio de esto es que se obtienen timbres de caracteristicas aun mas delgadas y ahuecadas que con la cuadrada tradicional.

Onda de Sierra (Saw)

Produce armonicos pares e impares y esto hace que sea una de las ondas mas ricas en contenido armonico, exelente punto de partida para crear sonidos estilo trompeta, y sierras.
Es una de las ondas favoritas mas usadas en los bajos y leads del Electro-House. le da ese sonido esa Sierra.

Onda de Triangulo (Triangle)

No es tan rica en armonicos como la onda de sierra, pero tiene una caracteristica sonida muy particular, ya que solo produce armonicos impares. Se suele usar en conjunto con una onda cuadrada o Sinoidal, para relucir las partes brillantes de cada una.

Onda de Ruido (Noise wave)

las ondas de ruido a diferencia de las 5 mencionadas, son una mezcla de todas las frecuencias, en vez de ser tonos como tal. Las ondas de ruido pueden ser Rosadas, Blancas y Marrones dependiendo de la energía que tengan las frecuencias que producen. El Ruido blanco pone cantidades de energía iguales en cada frecuencia y suena como la estática del radio.

Ruido Rosa contiene cantidad de energía iguales en cada octava musical por tanto es percibido como mas pesado y con un siseo mas profundo.

Su uso mas popular en la sintetizacion ha sido el de crear elementos percusivos, por ejemplo Claps y Snares(Baterias), también para crear sonidos de Mar o instrumentos de viento.

(En el Analog el ruido (noise) viene como un tercer oscilador capaz solo de producir Ruido donde le podemos ajustar el color manualmente, cambiando la frecuencia.

Ya que los Osciladores vienen de 2 o mas cantidades, se pueden combinar entre ellos para crear timbres mas complejos.

Una combinación popular es colocar 2 Ondas en diferentes osciladores que contengan la misma forma (Ejemplo 2 Sierras) y en un Oscilador Aumentar o reducirle una octava a una sierras le dará mas profundidad al timbre en general
También al poner combinar 2 ondas de la misma forma y desafinarle (Detune) ligeramente cada una, así se crean muchos de los leads de trance que tienen un sonido bastante gordo.
y otra técnica con bastante uso es dejar un oscilador natural y el otro afinarselo a algún intervalo musical, Una séptima o una quinta, y así tocar ambas notas con una sola tecla.

Filtros (Filters)

Luego de la señal producida por el Oscilador, el primer sitio donde empieza el modelado del sonido es en el filtro. Podria decirse que el oscilador es como un buen pedazo de madera que necesita ser tallada y el filtro es el martillo y el cincel para darle forma. El filtro remueve ciertas partes del timbre original hasta obtener una version mas precisa del sonido que estamos buscando, por esto el filtro es una de las partes del sintetizador mas importantes.

(Low-Pass ) Filtro de corte altos

El tipo de filtro mas común usado en Sintetizador substractivos es el (Low Pass Filter. Es usado para remover las frecuencias que estan por encima del punto de corte asignado. El efecto es progresivo, ósea que mientras mas frecuencias son removidas de un sonido, mas se reduce el control del filtro, empezando con los armónicos mas altos hasta gradualmente moverse a los mas bajos. Si este punto de control del filtro es reducido lo suficiente, todos los harmonicos por encima de la fundamental pueden ser removidos, dejando solo la frecuencia fundamental.

Puede que parezca sin sentido usar los osciladores para crear un timbre muy rico en harmonicos para luego filtrarlas con un filtro, pero si, hay un par de razones por las cuales uno desearía hacer esto.

Usar un filtro en un sonido brillante nos permite determinar el color del sonido mucho mas precisamente que si lo intentáramos crear el mismo timbre usando usando solamente los osciladores
Usando este metodo le podemos aplicar movimiento en tiempo real

Como podemos ver cuando el punto de corte es asignado, pequeñas cantidades de los armónicos que están alrededor de este punto no son removidas o silenciadas completamente, en cambio son atenuados hasta cierto grado.

Low-Pass Filter

El grado de atenuación es definido por la pendiente o declive de transición, ella define que tan agresivo o suave actuara el filtro con las frecuencias mas cercanas que estén por encima del punto de corte. lo mas comun es ver a 24 decibelios por octava o 12 decibelios por octava.

Panel del filtro que viene dentro del Analog

Auto Filter (En modo Low-Pass)

(High-Pass ) Filtro de corte de bajos

High-Pass Filter

Un High-Pass Filter tiene el efecto opuesto al lowpass, Primero removiendo las frecuencias bajas del sonido y gradualmente moviendose hacia las altas. Al remover las frecuencias bajas remueve las fundamentales muchas veces dejando un sonido muy brillante lleno de armónicos sin la presencia de la fundamental, se usa mejor cuando trabajamos por capas (adelante profundizaremos este concepto)

Band Pass y Band Select

Cuando unimos en serie un High-Pass y un Low-Pass, podemos obtener 2 tipos de filtro

Band-Select

Band-Pass

Band select: Sirve para seleccionar un rango de frecuencias para mantener el contenido armónico central intacto y remover los extremos Altos y bajos

Band Pass: Deja intactos los extremos altos y bajos y remueve frecuencias en la zona media del espectro de frecuencias

Aunque el band-pass puede ser usado para adelgazar el sonido, no debe ser confundido con el

Band Reject (rechazo de banda) o Notch Filter, que puede ser usado para propósitos similares, atenúa el rango seleccionado creando un hueco en el sonido y usualmente deja la fundamental intacta.

Este tipo de filtro es muy útil para ubicar frecuencias en el rango y para crear timbres que tengan un sonido con una mezcla de fundamentales y armónicos atenuados. Muchos filtros band pass traen una opcion para agrandar el ancho de banda y asi convertirlo en un Notch Filter.

Notch Filter

Resonancia

Un Elemento final de la manipulacion de la seccion del filtro es el control de resonancia. También conocido como Pico (Peak), esto se refiere a la cantidad de Output(Salida) del filtro que es alimentada de nuevo al Input(Entrada), Exagerando las frecuencias que estén en el punto de corte.

Resonancia

El Pitch de un teclado es puede relacionarse de manera muy cercana con la acción de los filtros usando un metido conocido como Pitch Tracking o( Key Follow) en muchos sintetizadores la profundidad de este parámetro es ajustable tanto el filtro debería seguir al Pitch.Cuando este parametro esta puesto en neutral (Ni negativo ni positivo), al tiempo que una nota es tocada en el teclado la frecuencia de corte será sometida al mismo nivel de filtración cada tecla por igual.

Key Follow del filtro del Analog

Si por otro lado ponemos el Key Follow hacia positivo, mientras mas agudas sean las notas el filtro ira removiendo mas y mas armónicos., pero mientras mas graves (bajas) las notas del piano el filtro dejara de ir removiendo armónicos quedando un sonido bajo pero con cierto brillo.

Por que es esto? Sencillo si en un sintetizador tocáramos notas agudas y fijaramos el punto de corte del filtro en base a reducir las frecuencias que nos molestan en base a esas notas agudas que acabamos de tocar. Si nuestra música evoluciona y hacemos uso de las notas graves (bajas) veremos que no se percibirán muy bien, o tendrán un timbre que para que suene bien, hay que mover manualmente el filtro y grabar esa parte con el filtro en otro parámetro.

La solución para eso es el Key tracking. el filtro aplica según el lado al que lo pongas (Positivo/Altas), (Negativo/Bajas) Cuanta filtracion aplicar segun el pitch que tenga la nota.