Повечето модерни музиканти използват софтуерни семплери и ги приемат като даденост и интегрална част от своя сетъп. Едва ли много от тях обаче владеят уменията, позволяващи им да изработват собствени, професионални семпли.
Първоначално семплерите използват 8-битови аналогово-цифрови преобразуватели, които са в състояние да назначат само 256 амплитудни стойности към аудиото. Ако семплиращата честота определя точността, с която се записват честотите, то броят битове в една цифрова “дума” определя амплитудата (или динамиката). Една 8-битова система може теоретично да постигне динамичен обхват (или съотношение сигнал/шум) от 49dB, което е по-малко от касетофон.
За щастие, през 1980-те се появяват 12-битови семплери, и след това, разбира се - 16-битови, които остават стандарт през по-голямата част от 1990-те. Една 12-битова система може да работи с 4096 различни амплитудни стойности, докато 16-битовата система - с 65 536, което ни дава теоретичен динамичен обхват от 96dB. Ясно е, че 16-битовата система много по-добре може да запише динамиката на Full-Range музикален звукозапис. Поради тази причина, стандартът 16 бита, 44,1 kHz е оцелял вече 20 години. При по-висок битрейт, имаме повече възможни амплитудни стойности, така че конвертираната цифрова вълнова форма е по-точно копие на аналоговата. С малко филтриране за “заглаждане на ръбовете”, резултата почти не може да бъде различен от аналоговия оригинал.
Типичен прозорец за редактиране на съвременен софтуерен семплер, където вълновата форма може да бъде редактирана и маипулирана много лесно
Какво трябва да се знае?
Ако приемем семплирането като способ, който ни дава достъп до звука на истински инструменти, като тригерираме техни къси записи от клавиатура, то трябва да разберем процеси като мултисемплинг, луупиране и превключване на динамиката (Velocity Switching).
Концепцията за тригериране на цифрово записани звуци на инструменти от клавиатура е нещото, което истински вдъхновява музикантите през 80-те. Идеята от 50-те за свързване на записи на истински инструменти с различна интонация към съответните клавиши е почти гениална. Теоретично, музикантът може да има достъп до звука на който и да е инструмент. Аналоговите и механичните опити за осъществяване на тази идея не дават практически приложими резултати. Първият семплер, Fairlight CMI, записва звуците цифрово и това прави обработката им за просвирване с различни интонации относително лесна задача. Просто се изсвирва едно “До” и след това звукът се забавя или забързва, за да бъде изсвирен от клавиатурата с всяка желана интонация. Ако чуем звуците в някои албуми от преди 25 години обаче, ще разберем, че нещата не стават толкова лесно.
Форманти
Както знаем, при забързването или забавянето на семплите започват да се появяват странични ефекти, подобни на тези при лентовите магнетофони при използване на Varispeed. Всички знаем какво се случва със звука, когато забавим или забързаме записа прекалено: резултатът звучи неестествено и нереалистично. Същото важи и за семплите.
Причината за това е, че човешкият глас (както и звукът на повечето инструменти) съдържа форманти - резонанси с фиксирана честота, които не променят интонацията си с промяната й в гласа или инструмента. Например, звукът на обой показва две фиксирани формантни честоти: на 1400Hz и 3000Hz. Те не се променят, независимо от изсвирената нота. Когато забързаме или забавим един аналогов или цифров запис (без допълнителна обработка) интонацията на всичко, в това число и на формантите, се променя. Транспонираните форманти дават на звука неестествено звучене. Отнесено към семплирането, това означава, че семплираният инструмент губи сходността си с истинския с отдалечаване от нотата, от която е направен семпъла. Проблемът обаче не свършва дотук. Тембърът на много акустични инструменти също се променя с интонацията. Ако семплираме една нота от пианото и я просвирим две октави по-високо, тя няма да звучи като същата нота, изсвирена две октави по-високо на акустичното пиано. Освен това има и други проблеми. Самото естество на просвирването на един семпъл по-бързо или по-бавно означава, че някои естествени характеристики на инструмента като атака, вибрато, отзвучаване и други, също ще се забързват или забавят при транспониране.
Нуждата от интерполиране
Ако всички, споменати дотук проблеми ви се виждат малко, то трябва да знаем, че семплерът, който използвате, също може да допринесе за трудности при транспонирането. В ранните дни на семплирането, семплите се транспонират просто като се променя семплиращата честота, с която се просвирва. Това може да се чуе в семпли на парчета от 1970-те. Така например, ако един семпъл е записан с честота 32kHz, след което се транспонира октава надолу, тактовата честота на просвирване е 16kHz, в горната граница на чуваемост. Ако просвирим семпъла още една октава надолу, тактовата честота на семплера става 8 kHz. Тази честота е в рамките на човешката чуваемост и се проявява като високо подсвирване. Използват се всевъзможни филтри с цел да се минимизира този страничен ефект, но той, все пак, се чува. При ранните семпли от Fairlight CMI, “подсвирването” започва да става по-явно, колкото по-надолу по клавиатурата се движим.
За да се избегне този негативен ефект, по-късните семплери (както и всички модерни семплери) използват процес, познат като интерполация. Той позволява семплите да бъдат транспонирани по по-ефективно. Когато един семпъл се просвирва по-бавно, процесът на интерполация запълва празнините, за да реконструира семпъла достатъчно акуратно при по-ниска интонация, докато при по-високо просвирване се махат малки части от информацията. Всичко това става в реално време.
Тази проста диаграма показва как един семпъл, направен на С3, би се забързал или забавил, скъсил, или удължил, когато го свирите по цялата клавиатура. Разбира се, влияе се и върху други характеристики, като вибрато и атака.
Мултисемплинг
За да се избегнат проблемите с транспозицията се разработва процес, известен като мултисемплинг. При него се правят записи на нотата, изсвирена с различна височина, а след това, тези семпли се назначават към различни клавиши на просвирващия кийборд. За щастие добрите алгоритми за транспониране и интерполация не изискват всяка нота да се семплира поотделно (въпреки че можете да го направите, ако паметта на семплера го позволява и ако ви се занимава чак в такава степен). Дори в днешното време на евтина компютърна памет и бързи процесори, подобен подход може да доведе до създаването на огромни библиотеки, които се зареждат трудно и бавно, да не говорим за товара, който това може да стовари върху процесора на компютъра при софтуерните семплери. Обикновено се семплира по една нота на всяка малка терца във всяка октава, която инструмента покрива. Разбира се, ако става дума за инструмент като соло пиано, това може да не е достатъчно реалистично, но когато инструмента се слуша в микса, този компромис е съвсем адекватен.
Луупиране на инструментални семпли
Velocity Switching
Тембърът на повечето инструменти се променя при свирене с различна динамика. Отново, пианото е добър пример да се илюстрира това. Когато ударим един клавиш леко, чукчето едва закача струните, произвеждайки тон с мека атака и малко хармоници. От друга страна, при силен удар, получаваме изразен звук, с почти перкусивна атака, доста по-богат на високи честоти и хармоници. Понякога, едни и същи ноти, изсвирени с различна сила, звучат доста различно. Това важи за повечето инструменти, които показват тонални вариации в динамичния си обхват.
В една идеална ситуация, за да получим истински реалистичен семплиран звук от акустичен инструмент, е необходимо не само звукът му да бъде семплиран при различни интонации, но също така, да бъде семплиран и с различна динамика при всяка от тези интонации. Тези семпли с различна динамика могат да бъдат тригерирани от контролера, посредством MIDI Velocity съобщения; при леко свирене се тригерират “меките” семпли, и обратното. Оттук идва и терминът Velocity Switching.
За щастие, и тук не се налага да се семплират много различни динамики; в повечето случаи три се считат за достатъчни за да се постигне естествен резултат. Ако сте професионален саунд дизайнер, опитвайки се да създаде най-реалистичната звукова библиотека на един скъп роял, например, подобно внимание към детайли сигурно има смисъл.
Въпреки цялата техническа информация представена дотук, не трябва да забравяме, че семплирането е изкуство, което изисква разнообразни умения и години практика. В следващи материали ще бъдат разгледани други негови аспекти.
