Apa itu Vocoder

Vocoder ditemukan pada tahun 1920-an untuk keperluan komunikasi dan komunikasi. Namun, tujuan sebenarnya ditemukan dalam musik elektronik, di mana ia menjadi alat kunci untuk menciptakan suara robot. Hampir seratus tahun setelah kemunculannya, vocoder masih aktif digunakan dalam industri musik, tetapi tidak semua orang tahu bagaimana instrumen unik ini bekerja dan bagaimana cara menggunakannya. Dalam teks ini Anda dapat mempelajari bagaimana Perang Dunia Kedua mempopulerkan synthesizer suara, bagaimana fungsi vocoder, dan bagaimana cara menggunakannya dengan benar.

Pengembangan vocoder dimulai pada tahun 1928 melalui karya seorang insinyur bernama Homer Dudley di Bell Labs. Pada akhir tahun 1930-an, hasil akhirnya tercapai, dan pada November 1937 Dudley menerima paten pertama untuk penemuannya, dan pada tahun 1939 – yang kedua. Ide utama Dudley adalah untuk menciptakan kembali alat bicara manusia menggunakan elektronik. Dengan menggunakan komponen dan efek elektronik, insinyur tersebut berupaya meniru sedekat mungkin fungsi organ bicara manusia, mereproduksi suara yang dihasilkan oleh aliran udara melalui berbagai bagian tubuh manusia, seperti paru-paru dan organ lainnya.

Pada tahun 1939, Bell Labs mendemonstrasikan perangkat sintesis suara yang disebut VODER (Voice Operating Demonstrator) kepada publik melalui serangkaian demonstrasi di New York dan San Francisco. Perangkat ini memiliki sepasang osilator yang dapat diaktifkan dan generator kebisingan sebagai sumber audio. Jalur vokal khusus yang terdiri dari filter sepuluh pita dihubungkan ke keyboard yang sensitif terhadap kecepatan yang mengontrol intensitas penyaringan. Nada suara diubah menggunakan pedal kaki. Tombol tambahan bertanggung jawab untuk menghasilkan huruf "P", "D", "J", serta kombinasi suara "JAW" dan "CH".

VODER adalah perangkat kompleks yang membutuhkan pelatihan khusus dan pelatihan yang berlangsung selama beberapa bulan untuk dapat digunakan. Untuk demonstrasi harian, Bell Labs secara khusus melatih 20 orang, yang secara bergantian mempresentasikan produk baru tersebut kepada semua orang yang tertarik. Selama demonstrasi, VODER mengucapkan kalimat "Selamat siang, pendengar radio!"

Pada tahun 1949, konverter suara KO-6 dikembangkan, yang mengkodekan ucapan dan informasi dengan kecepatan 1200 bit per detik. Pada tahun 1953, muncul vocoder lain, KY-9 THESEUS, yang tidak hanya meningkatkan kecepatan pemrosesan menjadi 1650 bit per detik, tetapi juga menggunakan komponen yang berbeda. Berkat material yang dimodifikasi, dimungkinkan untuk mengurangi berat vocoder dari 55 ton untuk SIGSALY menjadi 256 kilogram untuk KY-9. Akhirnya, pada tahun 1961, dengan dirilisnya konverter HY-2, dimungkinkan untuk mengurangi berat vocoder menjadi 45 kilogram, dan juga meningkatkan kecepatan pengkodean menjadi 2400 bit per detik. HY-2 adalah vocoder industri terakhir yang digunakan dalam sistem komunikasi yang aman, sementara instrumen tersebut tetap berada di sektor konsumen.

Pada tahun 1948, ilmuwan Jerman Werner Mayer-Eppler, yang memiliki minat khusus dalam sintesis suara, menerbitkan disertasi tentang sintesis ucapan dan musik elektronik dari sudut pandang sintesis suara. Pengetahuannya kemudian memainkan peran penting dalam pembentukan Studio Musik Elektronik Radio Jerman Barat (WDR) di Cologne pada tahun 1951.

Penggunaan vocoder pertama untuk menciptakan musik terjadi pada tahun 1959, juga di Jerman. Antara tahun 1956 dan 1959, Siemens mengembangkan Siemens Synthesizer, yang dapat mengubah suara menjadi ucapan. Pada tahun 1968, Robert Moog, pendiri perusahaan Moog, mengembangkan salah satu vocoder pertama yang dirancang khusus untuk digunakan dalam industri musik. Vocoder ini dipesan oleh Universitas Buffalo.

Sejak saat itu, sejarah vocoder telah berkembang dengan sendirinya, dan telah banyak digunakan di semua bidang audio dan video. Instrumen ini dikenal luas oleh masyarakat umum berkat grup Kraftwerk, yang secara independen merakit vocoder untuk eksperimen mereka dan menggunakannya sejak didirikan pada tahun 1970. Contoh penggunaan vocoder yang paling terkenal dan populer adalah album Kraftwerk "Trans-Europe Express", yang telah kami bahas secara detail dalam ulasan tentang instrumen musik yang tidak biasa oleh artis elektronik Jerman.

Bagaimana cara kerja vocoder?

Lebih baik menggunakan dua sinyal daripada satu. Vocoder membutuhkan dua sumber suara untuk beroperasi:

1. Operator: sinyal suara awal;
2. Modulator: sinyal dengan karakteristik harmonik berbeda yang menentukan suara operator.

Suara melewati "bank filter" khusus yang menganalisis sinyal modulator, membaginya menjadi pita frekuensi, dan menerapkan filter pada setiap pita. Filter selalu disesuaikan sehingga titik potongnya tepat berada di tengah setiap rentang dalam sinyal modulator. Terlepas dari kepadatan pembagiannya, sinyal dalam setiap rentang difilter di tengahnya.

Kemudian sinyal operator disuplai ke modulator, yang melewati semua filter. Vocoder menyesuaikan titik potong setiap filter tergantung pada harmonik dan nada atas dalam sinyal modulator.

Untuk memahami prinsip kerja vocoder, kita dapat membuat analogi dengan suara manusia. Bunyi suara terbentuk dari sinyal operator dan modulator. Ketika kita mengucapkan kata-kata, aliran udara melewati pita suara, menciptakan sinyal operator asli. Pada saat yang sama, bagian lain dari alat vokal bergetar, menghasilkan sinyal modulator. Karakteristik ini secara langsung memengaruhi bunyi suara.

Vocoder bekerja dengan cara yang serupa: ia memodifikasi sinyal asli karena karakteristik sinyal tambahan.

Sinyal audio apa pun dapat menjadi operator atau modulator. Produser sering menggunakan suara sintetis sebagai operator dan suara manusia sebagai modulator. Contoh penggunaan vocoder dalam musik adalah lagu “Trans-Europe Express” oleh Kraftwerk. Operatornya adalah sinyal synthesizer, dan modulatornya adalah suara manusia biasa.

Penggunaan vocoder yang lebih eksperimental dapat dilihat pada lagu “Nightcall” karya Kavinsky. Efek ini dapat diciptakan kembali menggunakan iZotope VocalSynth dengan mengatur patch untuk menghasilkan akord dari dua gelombang suara dan white noise sebagai operator, yang dimodulasi oleh suara.

Cara menggunakan vocoder

Agar vocoder terdengar sebagus banyak rekaman komersial, operator sinyal harus kaya akan nada harmonik. Semakin kaya dan beragam operatornya, semakin kuat dampak modulatornya.

Sebaiknya mulai bereksperimen dengan patch yang menggunakan atau berbasis pada bentuk gelombang suara gigi gergaji. Sinyal gelombang landai biasanya lebih kaya dan kompleks daripada gelombang segitiga atau sinus. Selain itu, ada baiknya untuk mengompresi atau menjenuhkan sinyal operator sebelum memasukkannya ke vocoder. Ini akan menyoroti efek sinyal yang melewati bank filter.

Penggunaan suara sebagai modulator membutuhkan perhatian khusus. Saat menulis kata-kata, Anda harus sangat jelas dan tepat, menekankan setiap bunyi. Apa pun jenis suara Anda, artikulasi harus jelas. Ketepatan dan kejelasan inilah yang menciptakan efek vocoder khas yang menghasilkan suara robotik. Perhatikan bagaimana dalam lagu "Nightcall" karya Kavinsky, setiap kata diucapkan dengan jelas dan perlahan. Saat bekerja dengan vocoder, penting untuk memantau artikulasi untuk menghindari distorsi.

Nada suara tidak begitu penting saat menggunakan vocoder. Fokuslah pada karakteristik suara lainnya: timbre, kedalaman, kejelasan, dan definisi. Alih-alih bereksperimen dengan rentang suara, lebih baik fokus pada ekspresi dan intonasi.

Parameter apa saja yang mengontrol pengoperasian vocoder?

Baik vocoder perangkat keras maupun perangkat lunak (VST) biasanya memiliki serangkaian parameter yang serupa. Dalam kebanyakan kasus, pengaturannya mirip: meskipun nama kontrol dan parameternya dapat bervariasi tergantung pada pabrikan, intinya tetap kurang lebih sama.

Jumlah Pita

Kontrol Bands mengatur bagaimana sinyal audio dibagi menjadi rentang frekuensi yang berbeda. Posisi kontrol ini menentukan berapa banyak bagian sinyal modulator akan dibagi. Tidak seperti vocoder perangkat lunak dan plug-in, perangkat lama memiliki batasan jumlah rentang frekuensi yang dapat dibagi pada sinyal. Untuk menciptakan suara robotik tradisional yang mirip dengan gaya Kraftwerk, disarankan untuk mengatur parameter Bands dalam rentang 8 hingga 12 nilai.

Rentang frekuensi

Parameter ini menentukan rentang frekuensi yang akan digunakan dalam proses pengolahan sinyal operator. Saat mengoperasikan vocoder, hanya frekuensi dalam interval yang ditentukan ini yang akan diperhitungkan, sisanya akan diabaikan. Untuk meningkatkan kejernihan audio, disarankan untuk mengatur batas atas di atas 5 kHz.

Forman

Beberapa model vocoder memiliki fitur penyesuaian formant, yang sering disebut sebagai "Shift." Dengan opsi ini, pengguna dapat mengubah lebar atau sempitnya pita untuk memfilter audio. Meningkatkan formant membuat sinyal yang diproses lebih cerah, sementara menguranginya membuat sinyal yang diproses lebih gelap dan lebih dalam.

Biasanya, penyesuaian formant digunakan untuk menyesuaikan vocoder dengan suara wanita atau pria, dengan pergeseran yang membuat suara robot lebih feminin atau maskulin. Beberapa model vocoder, alih-alih menyesuaikan formant, memiliki parameter "Jenis Kelamin", yang memungkinkan Anda untuk menyesuaikan jenis kelamin suara yang dihasilkan.

Yg tak disuarakan

Ucapan manusia dalam bahasa apa pun selalu disertai dengan apa yang disebut bunyi letup. Bunyi letup terjadi pada saat, untuk mengucapkannya, diperlukan aliran udara yang melewati bibir yang tertutup, misalnya, saat mengucapkan huruf "P" dan "B". Bunyi letup bukanlah bunyi vokal, sehingga sering disebut bunyi tak bersuara.

Bunyi non-vokal tidak memiliki nada spesifik dan merupakan kebisingan di seluruh rentang frekuensi yang diabaikan oleh vocoder. Tetapi Anda tidak perlu bergembira dengan pengecualian kebisingan tersebut: bayangkan bagaimana kata-kata yang familiar terdengar tanpa huruf "P" dan "B" ("habitual" – "rich", "problem" – "rolema").

Untuk mencegah vocoder kehilangan bunyi letupan dan "menelan" huruf dalam kata, produsen menambahkan parameter khusus "Tanpa Suara" ke bagian pengaturan. Kontrol ini terhubung ke generator kebisingan, yang mengoreksi kekurangan dalam pengoperasian vocoder: semakin besar parameter diputar, semakin kuat koreksinya. Generator kebisingan mereproduksi sinyal dengan bentuk gelombang suara yang mirip dengan sinyal operator. Semua bunyi letupan tanpa nada dan transisi tetap ada dalam sinyal, huruf dalam kata dipertahankan, dan suara ucapan menjadi benar setelah melalui vocoder.