ما هو مشفر صوتي

تم اختراع المشفر الصوتي في عشرينيات القرن العشرين لأغراض الاتصال والتواصل. ومع ذلك، تم اكتشاف غرضها الحقيقي في الموسيقى الإلكترونية، حيث أصبحت أداة رئيسية لإنشاء الأصوات الآلية. بعد ما يقرب من مائة عام من ظهوره، يتم استخدام المشفر الصوتي بنشاط في صناعة الموسيقى، ولكن لا يعلم الجميع كيف تعمل هذه الأداة الفريدة وكيفية استخدامها. يمكنك في هذا النص معرفة كيف أدت الحرب العالمية الثانية إلى انتشار أجهزة توليف الكلام، وكيف يعمل المشفر الصوتي وكيفية استخدامه بشكل صحيح.

بدأ تطوير المشفر الصوتي في عام 1928 من خلال عمل مهندس يدعى هومر دودلي في مختبرات بيل. وبحلول نهاية ثلاثينيات القرن العشرين، تم تحقيق النتيجة النهائية، وفي نوفمبر 1937، حصل دادلي على أول براءة اختراع لاختراعه، وفي عام 1939 – الثانية. كانت فكرة دادلي الرئيسية هي إعادة إنشاء جهاز الكلام البشري باستخدام الإلكترونيات. وباستخدام المكونات والمؤثرات الإلكترونية، سعى المهندس إلى تقليد عمل أعضاء الكلام البشرية قدر الإمكان، وإعادة إنتاج الأصوات الناتجة عن مرور الهواء عبر أجزاء مختلفة من جسم الإنسان، مثل الرئتين والأعضاء الأخرى.

في عام 1939، عرضت شركة Bell Labs جهازًا لتركيب الكلام يُسمى VODER (معين التشغيل الصوتي) للجمهور من خلال سلسلة من العروض التوضيحية في نيويورك وسان فرانسيسكو. يتميز الجهاز بزوج من المذبذبات القابلة للتحويل ومولد الضوضاء كمصدر صوت. تم ربط مسار صوتي مخصص يتكون من مرشحات ذات عشرة نطاقات بلوحة مفاتيح حساسة للسرعة تتحكم في شدة التصفية. تم تغيير درجة الصوت باستخدام دواسة القدم. وكانت المفاتيح الإضافية مسؤولة عن توليد الحروف "P"، و"D"، و"J"، بالإضافة إلى مجموعات الصوت "JAW" و"CH".

كان VODER جهازًا معقدًا يتطلب تدريبًا متخصصًا وتدريبًا يستمر لعدة أشهر لاستخدامه. بالنسبة للعروض التوضيحية اليومية، قامت Bell Labs بتدريب 20 شخصًا بشكل خاص، والذين تناوبوا في تقديم المنتج الجديد لجميع المهتمين. خلال المظاهرة، قال فودر عبارة "مساء الخير يا جمهور الراديو!"

وفي عام 1949، تم تطوير محول الصوت KO-6، الذي قام بتشفير الكلام والمعلومات بمعدل 1200 بت في الثانية. في عام 1953، ظهر مشفر صوتي آخر، وهو KY-9 THESEUS، الذي لم يزيد من سرعة المعالجة إلى 1650 بت في الثانية فحسب، بل استخدم أيضًا مكونات مختلفة. بفضل المواد المعدلة، كان من الممكن تقليل وزن المشفر الصوتي من 55 طنًا لـ SIGSALY إلى 256 كجم لـ KY-9. أخيرًا، في عام 1961، مع إصدار محول HY-2، أصبح من الممكن تقليل وزن المشفر الصوتي إلى 45 كجم، وكذلك زيادة سرعة التشفير إلى 2400 بت في الثانية. كان جهاز HY-2 هو آخر مشفر صوتي صناعي يستخدم في أنظمة الاتصالات الآمنة، في حين بقي الجهاز في قطاع المستهلكين.

في عام 1948، نشر العالم الألماني فيرنر ماير إيبلر، الذي كان لديه اهتمام خاص بالتركيب الصوتي، أطروحة حول تركيب الكلام والموسيقى الإلكترونية من وجهة نظر تركيب الصوت. لعبت معرفته لاحقًا دورًا مهمًا في إنشاء استوديو الموسيقى الإلكترونية لراديو ألمانيا الغربية (WDR) في كولونيا في عام 1951.

تم أول استخدام للمشفر الصوتي لإنشاء الموسيقى في عام 1959، أيضًا في ألمانيا. بين عامي 1956 و1959، طورت شركة سيمنز مُركِّب سيمنز، الذي يمكنه تحويل الصوت إلى كلام. في عام 1968، قام روبرت موغ، مؤسس شركة Moog، بتطوير أحد أوائل أجهزة التشفير الصوتي المصممة خصيصًا للاستخدام في صناعة الموسيقى. تم إنشاء هذا المشفر الصوتي من قبل جامعة بوفالو.

ومنذ ذلك الحين، تطور تاريخ المشفر الصوتي من تلقاء نفسه، وأصبح يستخدم على نطاق واسع في جميع مجالات الصوت والفيديو. أصبحت الأداة معروفة لعامة الناس بفضل مجموعة Kraftwerk، التي قامت بشكل مستقل بتجميع مشفر صوتي لتجاربها واستخدمته منذ تأسيسها في عام 1970. وكان المثال الأكثر شهرة وشعبية لاستخدام المشفر الصوتي هو ألبوم Kraftwerk "Trans-Europe Express" "، والتي درسناها بالتفصيل في مراجعة الآلات الموسيقية غير العادية لفنانين إلكترونيين ألمان.

كيف يعمل مشفر صوتي؟

من الأفضل استخدام إشارتين بدلاً من واحدة. يتطلب المشفر الصوتي مصدرين للصوت للعمل:

1. المشغل: إشارة صوتية أولية؛
2. المغير: إشارة ذات خصائص توافقية مختلفة تحدد صوت المشغل.

يمر الصوت عبر "بنك مرشح" خاص يقوم بتحليل إشارة المغير، ويقسمها إلى نطاقات تردد ويطبق مرشحًا على كل نطاق. يتم ضبط المرشحات دائمًا بحيث تكون نقطة القطع في منتصف كل نطاق في إشارة المغير تمامًا. بغض النظر عن كثافة التقطيع، تتم تصفية الإشارة داخل كل نطاق في المركز.

ثم يتم إرسال إشارة المشغل إلى المغير، الذي يمر عبر جميع المرشحات. يقوم المشفر الصوتي بضبط نقطة القطع لكل مرشح اعتمادًا على التوافقيات والنغمات في إشارة المغير.

لفهم مبدأ تشغيل المشفر الصوتي، يمكننا إجراء تشبيه مع الصوت البشري. يتكون صوت الصوت من إشارات المشغلين والمغيرين. عندما ننطق الكلمات، يمر تدفق الهواء عبر الحبال الصوتية، مما يؤدي إلى إنشاء مشغل الإشارة الأصلي. في الوقت نفسه، تهتز أجزاء أخرى من الجهاز الصوتي، مما يولد إشارة المغير. تؤثر هذه الخصائص بشكل مباشر على صوت الصوت.

يعمل المشفر الصوتي بطريقة مماثلة: فهو يعدل الإشارة الأصلية بسبب خصائص الإشارة الإضافية.

يمكن أن تكون أي إشارة صوتية مشغلاً أو مُعدِّلاً. غالبًا ما يستخدم المنتجون الأصوات المركبة كمشغلين والصوت كمعدِّل. مثال على استخدام المشفر الصوتي في الموسيقى هو المسار "Trans-Europe Express" بواسطة Kraftwerk. المشغل هو إشارة المركب، والمغير هو الكلام العادي.

يمكن رؤية المزيد من الاستخدام التجريبي للمشفر الصوتي في مسار "Nightcall" لكافينسكي. يمكن إعادة إنشاء هذا التأثير باستخدام iZotope VocalSynth عن طريق ضبط التصحيح لإنشاء أوتار من موجتين صوتيتين وضوضاء بيضاء كمشغل، يتم تعديله بواسطة الصوت.

كيفية استخدام مشفر صوتي

لكي يبدو المشفر الصوتي مثيرًا للإعجاب مثل العديد من التسجيلات التجارية، يجب أن يكون مشغل الإشارة غنيًا بالنغمات. كلما كان المشغل أكثر ثراءً وتنوعًا، كان تأثير المغير أقوى.

من الأفضل أن تبدأ بتجربة التصحيحات التي تستخدم أو تعتمد على الشكل الموجي لصوت سن المنشار. عادةً ما تكون إشارات الموجة المنحدرة أكثر ثراءً وثراءً من الموجات المثلثية أو الجيبية. ومن الممارسات الجيدة أيضًا ضغط إشارة المشغل أو تشبعها قبل إدخالها في المشفر الصوتي. سيؤدي هذا إلى تسليط الضوء على تأثير الإشارة التي تمر عبر بنك المرشح.

يتطلب الصوت الذي يعمل كمعدِّل اهتمامًا خاصًا. عند كتابة الكلمات، يجب أن تكون واضحًا ودقيقًا للغاية، مع التركيز على كل صوت. بغض النظر عن نوع الصوت لديك، فمن المهم أن يكون النطق واضحًا. إن الدقة والوضوح هما اللذان يخلقان تأثير المشفر الصوتي المميز الذي يعطي صوتًا آليًا. لاحظ كيف يتم نطق كل كلمة في "Nightcall" لـ Kavinsky بوضوح وببطء. عند العمل باستخدام مشفر صوتي، من المهم مراقبة النطق لتجنب التشويه.

لا تعد درجة الصوت مهمة عند استخدام المشفر الصوتي. ركز على خصائص الصوت الأخرى: الجرس والعمق والوضوح والتعريف. بدلا من تجربة النطاق، من الأفضل العمل على التعبير والتجويد.

ما هي المعلمات التي تتحكم في تشغيل المشفر الصوتي؟

عادةً ما تحتوي أجهزة التشفير الصوتي للأجهزة والبرامج (VST) على مجموعة مماثلة من المعلمات. في معظم الحالات، تكون إعداداتها متشابهة: على الرغم من أن أسماء عناصر التحكم والمعلمات قد تختلف اعتمادًا على الشركة المصنعة، إلا أن جوهرها يظل كما هو تقريبًا.

عدد العصابات

يتحكم عنصر التحكم في النطاقات في كيفية تقسيم الإشارة الصوتية إلى نطاقات تردد مختلفة. يحدد موضع عنصر التحكم هذا عدد الأجزاء التي سيتم تقسيم إشارة المغير إليها. على عكس برامج التشفير الصوتي والمكونات الإضافية، فإن الأجهزة القديمة لها حد لعدد نطاقات التردد التي يمكن تقسيم الإشارة إليها. لإنشاء صوت آلي تقليدي مشابه لنمط Kraftwerk، يوصى بتعيين معلمة Bands في نطاق من 8 إلى 12 قيمة.

نطاق الترددات

تحدد هذه المعلمة نطاق الترددات التي سيتم استخدامها في عملية معالجة إشارة المشغل. عند تشغيل المشفر الصوتي، سيتم أخذ الترددات ضمن هذه الفترة المحددة فقط في الاعتبار، وسيتم تجاهل الباقي. لتحسين وضوح الصوت، يوصى بتعيين الحد الأعلى فوق 5 كيلو هرتز.

صيغة

تحتوي بعض نماذج المشفر الصوتي على ميزة تعديل الصياغة، والتي يشار إليها غالبًا باسم "Shift". باستخدام هذا الخيار، يمكن للمستخدم تغيير عرض أو ضيق النطاقات لتصفية الصوت. زيادة الصياغات تجعل الإشارة المعالجة أكثر سطوعًا، بينما تقليلها يجعل الإشارة المعالجة أكثر قتامة وأعمق.

عادة، يتم استخدام تعديل الصياغة لضبط المشفر الصوتي على أصوات الإناث أو الذكور، مع التحول الذي يجعل الصوت الآلي أكثر أنثوية أو ذكورية. تحتوي بعض نماذج المشفر الصوتي، بدلاً من ضبط الصيغ، على معلمة "الجنس"، والتي تسمح لك بضبط جنس الصوت الناتج.

غير معلن

دائمًا ما يكون الكلام البشري في أي لغة مصحوبًا بما يسمى بالأصوات الانفجارية. يحدث الصوت المتفجر في اللحظة التي يكون فيها من الضروري، من أجل نطقه، تمرير تيار من الهواء عبر شفاه مغلقة، على سبيل المثال، عند نطق الحرفين "P" و "B". الأصوات الانفجارية ليست أصواتًا صوتية، لذا يطلق عليها غالبًا أصواتًا غير صوتية.

الأصوات غير الصوتية ليس لها طبقة صوت محددة وهي عبارة عن ضوضاء عبر نطاق التردد بأكمله الذي يتجاهله المشفر الصوتي. لكن لا ينبغي للمرء أن يفرح باستبعاد مثل هذه الأصوات: تخيل كيف تبدو الكلمات المألوفة بدون الحروف "P" و "B" ("معتاد" - "غني"، "مشكلة" - "روليما").

لمنع المشفر الصوتي من فقدان الأصوات الانفجارية و"ابتلاع" الحروف في الكلمات، تضيف الشركات المصنعة معلمة خاصة "بدون صوت" إلى قسم الإعدادات. يتم توصيل عنصر التحكم هذا بمولد ضوضاء، والذي يقوم بتصحيح أوجه القصور في تشغيل المشفر الصوتي: كلما زاد تشغيل المعلمة، كان التصحيح أقوى. يقوم مولد الضوضاء بإعادة إنتاج إشارة ذات شكل موجي صوتي مشابه لإشارة المشغل. تبقى جميع الأصوات الانفجارية والانتقالية في الإشارة، ويتم الحفاظ على الحروف في الكلمات، وأصوات الكلام صحيحة بعد المشفر الصوتي.