Ce este Vocoder

Vocoderul a fost inventat în anii 1920 în scopuri de comunicare și comunicare. Cu toate acestea, adevăratul său scop a fost descoperit în muzica electronică, unde a devenit un instrument cheie pentru crearea vocilor robotizate. La aproape o sută de ani de la apariția sa, vocoderul este utilizat în mod activ în industria muzicală, dar nu toată lumea știe cum funcționează acest instrument unic și cum să-l folosească. În acest text puteți afla cum al Doilea Război Mondial a făcut populare sintetizatoarele de vorbire, cum funcționează vocoderul și cum să îl utilizați corect.

Dezvoltarea vocoderului a început în 1928 prin munca unui inginer pe nume Homer Dudley de la Bell Labs. Până la sfârșitul anilor 1930, rezultatul final a fost atins, iar în noiembrie 1937 Dudley a primit primul brevet pentru invenția sa, iar în 1939 – al doilea. Ideea principală a lui Dudley a fost să recreeze aparatul de vorbire uman folosind electronice. Folosind componente și efecte electronice, inginerul a căutat să imite cât mai îndeaproape funcționarea organelor vorbirii umane, reproducând sunetele create de trecerea aerului prin diferite părți ale corpului uman, precum plămânii și alte organe.

În 1939, Bell Labs a demonstrat publicului un dispozitiv de sinteză a vorbirii numit VODER (Voice Operating Demonstrator) printr-o serie de demonstrații la New York și San Francisco. Dispozitivul includea o pereche de oscilatoare comutabile și un generator de zgomot ca sursă audio. O cale vocală dedicată constând din filtre cu zece benzi a fost conectată la o tastatură sensibilă la viteză care controla intensitatea filtrării. Înălțimea sunetului a fost schimbată folosind o pedală. Tastele suplimentare au fost responsabile pentru generarea literelor „P”, „D”, „J”, precum și combinațiile de sunete „JAW” și „CH”.

VODER a fost un dispozitiv complex care necesita formare specializată și instruire de câteva luni pentru a fi utilizat. Pentru demonstrații zilnice, Bell Labs a pregătit special 20 de persoane, care au prezentat pe rând noul produs tuturor celor interesați. În timpul demonstrației, VODER a rostit fraza „Bună ziua, audiență radio!”

În 1949, a fost dezvoltat convertorul de voce KO-6, care codifica vorbirea și informațiile la o rată de 1200 de biți pe secundă. În 1953, a apărut un alt vocoder, KY-9 THESEUS, care nu numai că a crescut viteza de procesare la 1650 de biți pe secundă, dar a folosit și diferite componente. Datorită materialelor modificate, a fost posibilă reducerea greutății vocoderului de la 55 de tone pentru SIGSALY la 256 de kilograme pentru KY-9. În cele din urmă, în 1961, odată cu lansarea convertorului HY-2, a fost posibilă reducerea greutății vocoderului la 45 de kilograme și, de asemenea, creșterea vitezei de codificare la 2400 de biți pe secundă. HY-2 a fost ultimul vocoder industrial folosit în sistemele de comunicații securizate, în timp ce instrumentul a rămas în sectorul consumatorilor.

În 1948, omul de știință german Werner Mayer-Eppler, care avea un interes deosebit pentru sinteza vocii, a publicat o disertație despre sinteza vorbirii și muzica electronică din punctul de vedere al sintezei sunetului. Cunoștințele sale au jucat mai târziu un rol important în crearea Studioului de muzică electronică Radio West German (WDR) din Köln în 1951.

Prima utilizare a unui vocoder pentru a crea muzică a avut loc în 1959, tot în Germania. Între 1956 și 1959, Siemens a dezvoltat Siemens Synthesizer, care putea converti sunetul în vorbire. În 1968, Robert Moog, fondatorul companiei Moog, a dezvoltat unul dintre primele vocodere concepute special pentru utilizarea în industria muzicală. Acest vocoder a fost comandat de Universitatea din Buffalo.

De atunci, istoria vocoderului a evoluat de la sine și a devenit utilizat pe scară largă în toate domeniile audio și video. Instrumentul a devenit cunoscut publicului larg datorită grupului Kraftwerk, care a asamblat independent un vocoder pentru experimentele lor și l-a folosit încă de la înființarea sa în 1970. Cel mai faimos și popular exemplu de utilizare a unui vocoder a fost albumul Kraftwerk „Trans-Europe Express”. ”, pe care l-am examinat în detaliu într-o recenzie a instrumentelor muzicale neobișnuite ale artiștilor electronici germani.

Cum funcționează un vocoder?

Este mai bine să folosiți două semnale decât unul. Vocoderul necesită două surse de sunet pentru a funcționa:

1. Operator: semnal sonor inițial;
2. Modulator: un semnal cu diferite caracteristici armonice care determină sunetul operatorului.

Sunetul trece printr-o „bancă de filtre” specială care analizează semnalul modulatorului, îl împarte în benzi de frecvență și aplică un filtru fiecărei benzi. Filtrele sunt întotdeauna reglate astfel încât punctul de tăiere să fie exact în centrul fiecărui interval din semnalul modulatorului. Indiferent de densitatea de feliere, semnalul din fiecare interval este filtrat la centru.

Apoi semnalul operatorului este furnizat modulatorului, care trece prin toate filtrele. Vocoderul reglează punctul de tăiere al fiecărui filtru în funcție de armonicile și tonurile din semnalul modulatorului.

Pentru a înțelege principiul de funcționare a unui vocoder, putem face o analogie cu vocea umană. Sunetul vocii este format din semnalele operatorilor și modulatorilor. Când pronunțăm cuvinte, un flux de aer trece prin corzile vocale, creând operatorul de semnal original. În același timp, alte părți ale aparatului vocal vibrează, generând un semnal modulator. Aceste caracteristici afectează direct sunetul vocii.

Un vocoder funcționează într-un mod similar: modifică semnalul original datorită caracteristicilor semnalului suplimentar.

Orice semnal audio poate fi un operator sau un modulator. Producătorii folosesc adesea sunete sintetizate ca operatori și vocea ca modulator. Un exemplu de utilizare a unui vocoder în muzică este piesa „Trans-Europe Express” de Kraftwerk. Operatorul este semnalul sintetizatorului, iar modulatorul este vorbirea obișnuită.

O utilizare mai experimentală a vocoderului poate fi văzută în piesa „Nightcall” de Kavinsky. Acest efect poate fi recreat folosind iZotope VocalSynth prin setarea patch-ului pentru a genera acorduri din două unde sonore și zgomot alb ca operator, modulat de voce.

Cum se folosește un vocoder

Pentru ca un vocoder să sune la fel de impresionant ca multe înregistrări comerciale, operatorul de semnal trebuie să fie bogat în tonuri. Cu cât operatorul este mai bogat și mai variat, cu atât impactul modulatorului este mai puternic.

Cel mai bine este să începeți să experimentați cu patch-uri care utilizează sau se bazează pe forma de undă a sunetului dinți de ferăstrău. Semnalele undelor de rampă sunt de obicei mai bogate și mai bogate decât undele triunghiulare sau sinusoidale. De asemenea, este o bună practică să comprimați sau să saturați semnalul operatorului înainte de a-l introduce în vocoder. Acest lucru va evidenția efectul semnalului care trece prin banca de filtre.

Vocea care acționează ca un modulator necesită o atenție specială. Când scrieți cuvinte, ar trebui să fiți foarte clar și precis, subliniind fiecare sunet. Indiferent de ce tip de voce ai, este important ca articulația să fie pronunțată. Precizia și claritatea sunt cele care creează efectul de vocoder caracteristic care dă o voce robotică. Observați cum în „Apelul de noapte” al lui Kavinsky fiecare cuvânt este pronunțat clar și încet. Când lucrați cu un vocoder, este important să monitorizați articulația pentru a evita distorsiunile.

Înălțimea vocii nu este la fel de importantă atunci când utilizați un vocoder. Concentrați-vă pe alte caracteristici ale vocii: timbru, profunzime, claritate și definiție. În loc să experimentați cu gama, este mai bine să lucrați asupra expresiei și intonației.

Ce parametri controlează funcționarea vocoderului?

Ambele vocodere hardware și software (VST) au de obicei un set similar de parametri. În cele mai multe cazuri, setările lor sunt similare: deși denumirile comenzilor și parametrilor pot varia în funcție de producător, esența lor rămâne aproximativ aceeași.

Numărul de benzi

Controlul benzi controlează modul în care semnalul audio este împărțit în diferite game de frecvență. Poziția acestui control determină în câte părți va fi împărțit semnalul modulatorului. Spre deosebire de vocoderele software și plug-in-urile, dispozitivele mai vechi au o limită a numărului de intervale de frecvență în care poate fi împărțit semnalul. Pentru a crea un sunet robotic tradițional similar cu stilul Kraftwerk, se recomandă setarea parametrului Bands în intervalul de la 8 la 12 valori.

Gama de frecvente

Acest parametru determină gama de frecvențe care vor fi utilizate în procesul de procesare a semnalului operatorului. La operarea vocoderului, vor fi luate în considerare doar frecvențele din acest interval specificat, restul vor fi ignorate. Pentru a îmbunătăți claritatea audio, se recomandă să setați limita superioară peste 5 kHz.

Formant

Unele modele de vocoder au o funcție de ajustare a formantului, denumită adesea „Shift”. Cu această opțiune, utilizatorul poate modifica lățimea sau îngustimea benzilor pentru a filtra sunetul. Creșterea formanților face semnalul procesat mai luminos, în timp ce reducerea acestuia face semnalul procesat mai întunecat și mai profund.

De obicei, ajustarea formantului este utilizată pentru a ajusta vocoderul la voci feminine sau masculine, schimbarea făcând vocea robotică mai feminină sau masculină. Unele modele de vocoder, în loc să ajusteze formanții, au un parametru „Gender”, care vă permite să ajustați genul vocii rezultate.

Neexprimat

Vorbirea umană în orice limbă este întotdeauna însoțită de așa-numitele sunete plozive. Un sunet exploziv apare în momentul în care, pentru a-l pronunța, este necesar să treacă un curent de aer prin buzele închise, de exemplu, atunci când se pronunță literele „P” și „B”. Plozivele nu sunt sunete vocale, așa că sunt adesea numite sunete fără voce.

Sunetele non-vocale nu au o înălțime specifică și sunt zgomote pe întregul interval de frecvență pe care vocoderul îl ignoră. Dar nu ar trebui să vă bucurați de excluderea unor astfel de zgomote: imaginați-vă cum sună cuvintele familiare fără literele „P” și „B” („obișnuit” – „bogat”, „problemă” – „rolema”).

Pentru a preveni ca vocoderul să lipsească sunete plozive și să „înghită” literele din cuvinte, producătorii adaugă un parametru special „Nevocit” la secțiunea de setări. Acest control este conectat la un generator de zgomot, care corectează deficiențele în funcționarea vocoderului: cu cât parametrul este rotit mai mult, cu atât corecția este mai puternică. Generatorul de zgomot reproduce un semnal cu o formă de undă sonoră similară cu semnalul operatorului. Toate plozivele fără ton și de tranziție rămân în semnal, literele din cuvinte sunt păstrate, iar vorbirea sună corect după vocoder.