Apa itu Vocoder

Vocoder ditemukan pada tahun 1920-an untuk tujuan komunikasi dan komunikasi. Namun, tujuan sebenarnya ditemukan dalam musik elektronik, dimana ia menjadi alat utama untuk menciptakan suara robot. Hampir seratus tahun setelah kemunculannya, vocoder aktif digunakan di industri musik, namun tidak semua orang mengetahui cara kerja alat musik unik ini dan cara menggunakannya. Dalam teks ini Anda dapat mempelajari bagaimana Perang Dunia Kedua menjadikan penyintesis ucapan populer, cara kerja vocoder, dan cara menggunakannya dengan benar.

Perkembangan vocoder dimulai pada tahun 1928 melalui karya seorang insinyur bernama Homer Dudley di Bell Labs. Pada akhir tahun 1930-an, hasil akhir telah tercapai, dan pada bulan November 1937 Dudley menerima paten pertama untuk penemuannya, dan pada tahun 1939 – yang kedua. Ide utama Dudley adalah menciptakan kembali alat bicara manusia menggunakan elektronik. Dengan menggunakan komponen dan efek elektronik, sang insinyur berusaha meniru fungsi organ bicara manusia sedekat mungkin, 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 ucapan yang disebut VODER (Voice Operating Demonstrator) kepada publik melalui serangkaian demonstrasi di New York dan San Francisco. Perangkat ini menampilkan sepasang osilator yang dapat dialihkan dan generator kebisingan sebagai sumber audio. Jalur vokal khusus yang terdiri dari filter sepuluh band dihubungkan ke keyboard yang peka terhadap kecepatan yang mengontrol intensitas pemfilteran. 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 memerlukan pelatihan khusus dan pelatihan yang berlangsung beberapa bulan untuk digunakan. Untuk demonstrasi harian, Bell Labs secara khusus melatih 20 orang, yang secara bergiliran mempresentasikan produk baru kepada semua orang yang berminat. Saat demonstrasi, VODER mengucapkan kalimat “Selamat siang, penonton radio!”

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

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

Penggunaan vocoder pertama kali untuk membuat 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 ditugaskan oleh Universitas di Buffalo.

Sejak itu, sejarah vocoder telah berkembang dengan sendirinya, dan telah digunakan secara luas di semua bidang audio dan video. Instrumen ini dikenal masyarakat umum berkat grup Kraftwerk, yang secara mandiri 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 kami teliti secara rinci dalam ulasan alat musik yang tidak biasa oleh seniman elektronik Jerman.

Bagaimana cara kerja vocoder?

Lebih baik menggunakan dua sinyal daripada satu. Vocoder memerlukan 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 ke setiap pita. Filter selalu diatur sedemikian rupa sehingga titik potongnya tepat berada di tengah setiap rentang sinyal modulator. Terlepas dari kepadatan pemotongan, sinyal dalam setiap rentang disaring di tengah.

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

Untuk memahami prinsip kerja vocoder, kita dapat menganalogikannya dengan suara manusia. Bunyi suara dibentuk oleh sinyal operator dan modulator. Saat kita mengucapkan kata-kata, aliran udara melewati pita suara, menciptakan sinyal asli operator. Pada saat yang sama, bagian lain dari alat vokal bergetar, menghasilkan sinyal modulator. Ciri-ciri ini secara langsung mempengaruhi 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 kali menggunakan suara sintesis sebagai operator dan suara sebagai modulator. Contoh penggunaan vocoder dalam musik adalah lagu “Trans-Europe Express” oleh Kraftwerk. Operatornya adalah penyintesis sinyal, dan modulatornya adalah ucapan biasa.

Penggunaan vocoder yang lebih eksperimental dapat dilihat di lagu “Nightcall” oleh Kavinsky. Efek ini dapat dibuat ulang 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 mengesankan seperti rekaman komersial lainnya, operator sinyal harus kaya akan nada tambahan. Semakin kaya dan beragam operatornya, semakin kuat pengaruh modulatornya.

Yang terbaik adalah mulai bereksperimen dengan tambalan yang menggunakan atau didasarkan pada bentuk gelombang suara gigi gergaji. Sinyal gelombang ramp biasanya lebih kaya dan lebih kaya daripada gelombang segitiga atau sinus. Ini juga merupakan praktik yang baik untuk mengompresi atau menjenuhkan sinyal operator sebelum memasukkannya ke dalam vocoder. Ini akan menyoroti efek sinyal yang melewati bank filter.

Akting suara sebagai modulator memerlukan perhatian khusus. Saat menulis kata, Anda harus sangat jelas dan tepat, menekankan setiap bunyi. Apa pun jenis suara yang Anda miliki, artikulasinya harus diucapkan. Ketepatan dan kejelasan inilah yang menciptakan efek vocoder khas yang menghasilkan suara robot. Perhatikan bagaimana dalam “Nightcall” 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. Fokus pada karakteristik suara lainnya: timbre, kedalaman, kejelasan, dan definisi. Daripada bereksperimen dengan jangkauan, lebih baik bekerja pada ekspresi dan intonasi.

Parameter apa yang mengontrol pengoperasian vocoder?

Vocoder perangkat keras dan perangkat lunak (VST) biasanya memiliki serangkaian parameter yang serupa. Dalam kebanyakan kasus, pengaturannya serupa: meskipun nama kontrol dan parameter mungkin berbeda tergantung pabrikannya, esensinya kurang lebih sama.

Jumlah Band

Kontrol Band mengontrol bagaimana sinyal audio dibagi ke dalam rentang frekuensi yang berbeda. Posisi kendali ini menentukan berapa bagian sinyal modulator yang akan dibagi. Tidak seperti vocoder dan plug-in perangkat lunak, perangkat lama memiliki batasan jumlah rentang frekuensi yang dapat digunakan untuk membagi sinyal. Untuk membuat suara robot tradisional yang mirip dengan gaya Kraftwerk, disarankan untuk mengatur parameter Bands dalam kisaran nilai 8 hingga 12.

Rentang frekuensi

Parameter ini menentukan rentang frekuensi yang akan digunakan dalam proses pemrosesan sinyal operator. Saat mengoperasikan vocoder, hanya frekuensi dalam interval yang ditentukan 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, sering disebut sebagai “Shift.” Dengan opsi ini, pengguna dapat mengubah lebar atau sempitnya band untuk memfilter audio. Menambah forman membuat sinyal yang diproses menjadi lebih terang, sedangkan menguranginya membuat sinyal yang diproses menjadi lebih gelap dan dalam.

Biasanya, penyesuaian formant digunakan untuk menyesuaikan vocoder menjadi suara perempuan atau laki-laki, dengan pergeseran tersebut membuat suara robot menjadi lebih feminin atau maskulin. Beberapa model vocoder, alih-alih menyesuaikan formant, memiliki parameter “Gender”, yang memungkinkan Anda menyesuaikan gender dari suara yang dihasilkan.

Yg tak disuarakan

Ucapan manusia dalam bahasa apapun selalu disertai dengan apa yang disebut bunyi plosif. Bunyi ledakan terjadi pada saat untuk mengucapkannya perlu mengalirkan aliran udara melalui bibir yang tertutup, misalnya pada saat mengucapkan huruf “P” dan “B”. Plosif bukanlah bunyi vokal, sehingga sering disebut bunyi tak bersuara.

Suara non-vokal tidak memiliki nada tertentu dan merupakan derau di seluruh rentang frekuensi yang diabaikan oleh vocoder. Namun Anda tidak boleh bersukacita dengan pengecualian suara-suara seperti itu: bayangkan bagaimana kata-kata yang familiar terdengar tanpa huruf “P” dan “B” (“kebiasaan” – “kaya”, “masalah” – “rolema”).

Untuk mencegah vocoder kehilangan suara plosif dan “menelan” huruf dalam kata-kata, produsen menambahkan parameter khusus “Tidak Disuarakan” ke bagian pengaturan. Kontrol ini terhubung ke generator kebisingan, yang memperbaiki kekurangan dalam pengoperasian vocoder: semakin banyak parameter diputar, semakin kuat koreksinya. Generator kebisingan mereproduksi sinyal dengan bentuk gelombang suara yang mirip dengan sinyal operator. Semua plosif tanpa nada dan transisional tetap ada dalam sinyal, huruf-huruf dalam kata-kata dipertahankan, dan ucapan terdengar benar setelah vocoder.