Äänioppi 2
Additiivinen synteesi
Aiemmin on tullut ilmi että luonnonäänent muodostuvat joukosta eritaajuuksista värähtelyä, ja että äänenväri riippuu siitä mitä taajuuksia ääni sisältää ja kuinka voimakkaina ne esiintyvät.
Additiviinen eli summaava synteesi perustuu juuri tähän ilmiöön. Siinä generoidaan liuta (sinimuotoisia) yläsäveliä, esim. 16, ja jokaiselle äänekselle määritellään oma verhokäyränsä. Näin saadaan aikaiseksi myös äänevärin muutokset ja äänelle muuttuva spektri - näinhän luonnolliset äänetkin toimivat.
Additiviinen synteesi on yksi varhaisimmista synteesimuodoista. Ensimmäiset elektroniset soittimet perustuivat siihen, samoin mm. legendaariset Hammond-urut ovat saaneet alkunsa tästä keksinnöstä.
Oheinen esimerkki on toteutettu käyttäen apuna siniaaltogeneraattoreita. Useista ääniohjelmista kun löytyy testisignaaligeneraattori, jolla voi tuottaa halutuntaajuista siniääntä. Näitä generaattoreita on luotu 16 kappaletta, ja jokaisella oma taajuutensa harmonisen yläsävelsarjan mukaisesti. Kukin generaattori on omalla kanavallaan.
Tämän jälkeen on käytetty apuna miksausautomaatiota, jolla on määritelty kunkin yläsävelen amplitudi ja sen muutokset.
Esimerkissä on tehty seuraavat toimenpiteet:
| 0-10 sek. | perusäänekseen lisätään äänes kerrallaan koko yläsävelsarja. Kaikkien amplitudit ovat samat, joten lopputulos on aika repivän kuuloinen. |
| 12 sek. | amplitudeja vaiemmentaan sitä mukaa mitä kauemmaksi perusääneksestä mennään. Äänenväri pehmenee. |
| 18 sek. | käytetään vain parillisia yläsäveliä. Lopputulos on ns. sahalaita-aalto |
| 22 sek. | käytetään vain parittomia yläsäveliä. Lopputulos on ns. kanttiaalto (neliöaalto) |
| 31-34 sek. | perusäänes ja kaikki sen oktaavit poistetaan. Ääni kuulostaa silti samalta taajuudelta. Tässä korvaamme siis huijataan: yläsävelsarja saa meidät kuulemaan taajuuksia, joita äänessä ei todellisuudessa ole! |
| 36 s eteenpäin | satunnaisia ja vähemmän satunnaisia amplitudien muutoksia |
Vinkki
Omaamatta lainkaan additiviista synteesimodulia tai –ohjelmaa tätä ilmiötä voit testailla tavallisella moniraitajärjestelmällä. Lataa alla olevasta linkistä 16 eri äänitiedostoa (16 yläsäveltä), ja sijoita ne 16 eri raidalle ohjelmassasi. Muista että yläsävelten amplitudi (äänenvoimakkuus) yleensä laskee sitä mukaa kuin etäisyys perusääneksestä kasvaa, joten aseta raita yksi -6 dB:hen, raita kaksi vaikka -9 dB:hen, raita kolme -12 dB:hen ja niin edelleen. Kuuntele ja muuta kanavien voimakkuuksia mielesi mukaan. Lopuksi ota käyttöön automaatio, ja muuta yläsävelten voimakkuuksia kutakin eri tavalla, ja testaa miten äänenväri muuttuu.
Vaihtoehtoisesti voit käyttää 16 siniaaltogeneraattoria, joista kukin tuottaa yhden (sinimuotoisen) yläsävelen.
Jotta tällä menetelmällä saataisiin aikaiseksi monimutkaisempia äänenvärejä ja –aaltomuotoja, täytyy näitä ääneksiä olla olla kymmeniä. Lisäksi pelkän amplitudin (verhokäyrän) ohella täytyy ottaa huomioon kunkin ääneksen vaihe ja lievät taajuudenmuutokset. Luonnollisen soittimen imitoimiseen näitä verhokäyriä saatetaan tarvita jota satoja, joten kovin näppärä ja nopea menetelmä se ei ole.
Lisäksi tämä synteesimenetelmä ei sovellu kovin hyvin kohinan ja muiden epäharmonisten äänten muodostamiseen.
Näistä ongelmista huolimatta on kehitetty menetelmiä, joilla luonnnollista ääntä analysoidaan ns. Fourier-muunnoksella (Fourier Transform) siten, että ääni voidaan jakaa sinimuotoisiin komponentteihin, joilla kullakin on oma taajuutensa, vaiheensa ja amplitudinsa. Jälkeenpäin nämä komponentit voidaan ”luoda” uudestaan käyttämällä apuna vain tietoa siitä, mitä taajuuksia alkuperäinen ääni sisälsi, ja mitkä olivat niiden vaiheet ja verhokäyrät.
Yksi mielenkiintoinen esimerkki tästä on ns. sinisynteesi, jossa ihmisen puhetta koodataan tällä menetelmällä, ja puhe rekonstruoidaan käyttämällä vain muutamia siniääneksiä:
Lisäksi keinotekoinen kaiku eli tila voidaan luoda konvoluutiomenetelmällä, joka pohjautuu tähän ilmiöön (konvoluutiokaiku):
![[Valid RSS]](/imagelib/valid-rss-rogers.png "Validate my RSS feed")