Caraterísticas fundamentais do som

Se está ansioso por criar sons e deseja dedicar o seu tempo a isso, criar vários ambientes de áudio na forma de música, efeitos sonoros, conteúdo audiovisual e todas as implementações possíveis de áudio na vida, deseja tornar-se um profissional em design de som ou engenheiro de som, vamos rever a definição básica do que é som. Este conhecimento é importante para compreender os fundamentos e aprender a técnica de trabalhar com áudio. Como escultor desse ambiente especial, você precisa conhecer o seu material e é característico ser capaz de manipulá-lo melhor e dar à sua ideia a forma desejada.

No sentido mais amplo, o som é uma onda de pressão criada por um objeto vibrante e propagada em algum meio.

As ondas de vibração viajam pelo ar ou por qualquer meio (sólido, líquido ou gasoso), criando uma vibração mecânica das suas partículas.

Num sentido mais subjetivo, o som é a perceção dessas vibrações pelos sentidos especiais dos animais ou seres humanos. A variedade de sons que ouvimos é proporcionada por várias características da onda sonora em que viaja e pelas combinações desses parâmetros.

Mostre estas características essenciais do som abaixo num exemplo de uma onda senoidal simples:

1. Frequência, que se apresenta aos ouvidos humanos como um som grave ou agudo

Baixa frequência (graves)

Alta frequência (agudo)

A onda pode produzir muitos ciclos em um segundo, e o número desses ciclos é chamado de frequência da onda. Como a onda é produzida pela vibração de um corpo, esse corpo vibrante tem uma característica igual: a frequência. A frequência da onda sonora é medida em hertz.

O mesmo se aplica a um corpo vibrante. Uma vibração completa produz um ciclo completo de onda. Se forem produzidas 50 vibrações por segundo, podemos dizer que a frequência de uma onda é de 50 Hz, ou seja, 50 ciclos por segundo. Isso significa que 1 Hz é igual a 1 vibração por segundo.

É interessante notar que a passagem de uma onda por diferentes substâncias não afeta nem altera a frequência da onda, que permanece fixa.

A frequência de uma onda é a mesma que a frequência do corpo vibrante que produz a onda. Quando as vibrações são rápidas, uma unidade maior de frequência é conhecida como kilohertz (kHz), ou seja, 1 kHz = 1000 Hz. Ao lidar com áudio, lidamos principalmente com uma gama de frequências e variações que soam simultaneamente, criando a natureza do som em diferentes tons, harmónicos.

Um ouvido humano saudável pode perceber um som numa gama de 16 Hz a 20 kHz. O som com uma frequência abaixo de 20 Hz é chamado de infrasom, e com frequência acima do nível de 20 kHz que o ouvido humano normal pode perceber é chamado de ultrassom.

2. A amplitude é outra característica de uma onda sonora, que para os ouvidos humanos se manifesta no som como volume. Enquanto a frequência reflete a velocidade das ondas, a amplitude reflete a intensidade (alta ou baixa) das ondas. Na vida cotidiana, o volume de um som é medido em unidades chamadas decibéis (dB). Quanto maior o nível de decibéis, mais alto é o ruído.

Baixa amplitude (baixo volume)

Alta amplitude (alto volume)

A duração do som é o tempo que os sons duram desde algum nível de volume inicial até 0 dB. Portanto, na verdade, é uma sequência de amplitudes de qualquer som desde o ponto inicial até 0.

4. O timbre é uma peculiaridade do próprio som, é uma qualidade do som. É isso que faz com que dois instrumentos musicais diferentes soem diferentes um do outro, mesmo quando cada instrumento toca a mesma nota musical, exatamente no mesmo volume. Por «tocar a mesma nota», queremos dizer que os instrumentos têm o mesmo tom (frequência) e volume. Mencionando a frequência novamente, é preciso acrescentar que a frequência determina o tom (altura), uma nota que o som é tocado.

Quando a nota é tocada em qualquer instrumento, podemos ouvir o tom principal e outros tons subtis que tocam em outros tons, estes são harmónicos. Os tons mais baixos do que o principal são chamados de subtons, e os tons mais altos são chamados de sobretons. A soma de todas essas frequências é percebida pelos nossos ouvidos como o som de um instrumento específico.

Quando se trata de síntese de som, que é a técnica de gerar o som desejado a partir do zero, é necessário familiarizar-se com as formas de onda mais comuns. Sim, as ondas sonoras podem assumir várias formas e, como o som é um produto de uma onda, a forma da onda determina a cor, a textura e a harmónica do som produzido. E o processo de síntese de áudio baseia-se em dar formas específicas a uma onda, misturá-la ou passá-la por envelopes, filtros e efeitos. Pode ser um som completamente novo que o designer ou produtor musical imaginou ou qualquer som que ele queira reproduzir. Para esse fim, pode-se usar hardware ou software eletrónico. No Amped Studio, você tem uma variedade de sintetizadores online para experimentar, tocar e criar seus sons exclusivos.

1. Onda senoidal

A Sin é a forma de onda mais simples, básica e pura, ocupando apenas uma frequência. Todas as formas de onda são construídas a partir dela.

Às vezes, acontece que alguns sintetizadores subtrativos não a contêm como forma de onda básica, porque ocupa apenas uma frequência e não se encaixa numa condição subtrativa, pois não tem nada para subtrair. O tipo de onda Sin pode ser facilmente criado passando uma onda triangular por um filtro passa-baixa.

2. Onda triangular

O som é muito semelhante ao da onda senoidal, exceto que tem um pouco mais de frequências adicionais acima dela. As frequências contêm apenas harmónicos ímpares, os mesmos que se podem encontrar na onda quadrada. Isso significa que têm a nota fundamental, o 3.º harmónico, o 5.º harmónico, o 7.º harmónico e assim por diante. Estes harmónicos «diminuem» à medida que se afasta da frequência fundamental. Mas a diferença entre uma onda triangular e uma onda quadrada é que os harmónicos diminuem mais rapidamente do que os de uma onda quadrada.

3. Onda quadrada

Também chamada de forma de onda de pulso, pois pode ser controlada por algo chamado modulação por largura de pulso. A modulação por largura de pulso (ou PWM) controla o espaçamento dos «quadrados».

São semelhantes a uma onda triangular. São criadas e contêm apenas harmónicas ímpares (3.ª, 5.ª, 7.ª, etc.), mas com as harmónicas mais altas que duram muito mais tempo do que as de um triângulo.

4. Onda serrada

Como pode ver na imagem, ela se parece parcialmente com uma onda quadrada, mas é criada com harmônicos pares e ímpares. Por ser rica em harmônicos, a onda serra é a forma de onda mais comum e amplamente utilizada. Muitos sons são criados com base nessa forma de onda.

1. Onda de ruído

Todos já ouviram o som de uma TV ou rádio que não foi sintonizado, que soa como «Shshshsh». É exatamente assim que soa a forma de onda de ruído. Isso ocorre porque muitas frequências completamente aleatórias estão espalhadas por toda a forma de onda. O ruído é amplamente utilizado por designers de som na criação de qualquer coisa, desde palmas, varreduras, chimbais, adição de agudos a sintetizadores e muito mais.

Como sempre mencionamos, é importante experimentar. Pode usar qualquer forma de onda para criar qualquer tipo de som, dependendo da sua ideia e imagem de áudio. E o uso geral pode ser o seguinte:

• Lead: Quadrado, Serra;
• Pad: Quadrada, Serra;
• Baixos: Triângulo, Quadrado, Serra;
• Subgraves: Sinusoidal, Triangular.

Uma verdade fundamental sobre o som é que existem apenas duas variáveis: tempo e deslocamento de partículas. Podemos criar qualquer som imaginável simplesmente deslocando moléculas de ar na quantidade certa e no momento certo. O software sintetizador usa métodos matemáticos adequados para produzir o deslocamento certo no momento certo, a fim de nos dar tanto os harmónicos associados a determinadas formas de onda quanto as ondas adicionais necessárias para formar acordes.

Descrever um som e lidar com a síntese também é essencial para analisar propriedades da forma de onda, como o envelope de fase (ADSR).

Fase

Como mencionado acima, as formas de onda de áudio são cíclicas, ou seja, elas prosseguem através de ciclos ou repetições regulares. A fase é a quantidade de deslocamento aplicada a uma onda, medida em graus, e é definida como a distância percorrida por uma determinada forma de onda ao longo do seu ciclo.

Ao misturar duas formas de onda, se estas estiverem «fora de fase» ou atrasadas em relação uma à outra, haverá algum cancelamento no áudio resultante. A quantidade de cancelamento e as frequências em que ocorre dependem das formas de onda envolvidas e do quanto elas estão fora de fase (duas formas de onda idênticas, 180 graus fora de fase, cancelar-se-ão completamente).

Formas de onda com a mesma forma senoidal 90 graus fora de fase, o volume resultante será cancelado em 50%.

Formas de onda com a mesma forma senoidal 180 graus fora de fase, como resultado, não ouviremos nenhum som, o volume será cancelado completamente.

O envelope define como um som se comporta ao longo do tempo. Inclui quatro características distintas de um som (ADSR).

ADSR significa Attack, Decay, Sustain e Release. Esses parâmetros do envelope (ADSR) permitem controlar a amplitude da nossa forma de onda ao longo do tempo.

Se utilizar um sintetizador VOLT do Amped Studio, poderá ver uma secção Envelope que permite manipular os parâmetros ADSR e sintetizar o seu som personalizado. Vamos dar uma breve olhada nisso.

A – Ataque

Quando pressiona qualquer nota no sintetizador, a primeira fase que é acionada é o Attack. A secção Attack visualiza para nós quanto tempo leva para um som atingir o seu nível de volume máximo quando uma tecla é pressionada.

Aqui está um exemplo de configuração de um som com um ataque curto. Quando pressiona a tecla, ouve instantaneamente o som, o que significa que o ataque está em 0.

A seguir, um exemplo de um ataque longo. Ao pressionar uma tecla, o som levará 33 ms para atingir seu volume máximo. Como o ataque está definido para 33 ms.

As três propriedades seguintes, Decay, Sustain e Release, são acionadas da mesma forma e marcadas na interface do sintetizador como D, S e R, respetivamente.

D-Decay

Quando a fase da secção Attack é concluída, a seguir vem a Decay. Na secção Decay, o volume do som diminui até ao nível de Sustain durante um certo período, portanto, na verdade, a decay é responsável pela duração da diminuição.

S-Sustain

O nível em que o som permanecerá enquanto pressiona e mantém pressionada uma tecla após passar pela fase Decay.

R-Release

Release é o tempo que leva para o volume do som diminuir até o silêncio completo. A fase final do Envelope. Esta fase é ativada quando soltamos a tecla.

O Release vem do Sustain; se não houver Sustain, não há Release. Ao controlar o Attack, Decay, Sustain e Release de uma forma de onda, você pode realmente alterar o seu timbre.

Aqui está uma análise mais detalhada do sintetizador online VOLT, conveniente e eficaz na utilização para concretizar as suas ideias de áudio.

Conclusão

Um som é uma forma de energia e informação. Trabalhar com som é trabalhar sutilmente com energia sutil. Essas vibrações são essenciais para os seres humanos. O som certo para a pessoa certa no momento certo pode ser uma ferramenta de comunicação muito poderosa, e a comunicação áudio às vezes é mais eficaz do que a comunicação visual. O conhecimento sobre som é fundamental para músicos, designers de som e engenheiros de áudio.