Home arrow ---> ความรู้พื้นฐาน arrow [รวมคำศัพท์] เทคนิคในการสังเคราะห์เ

[รวมคำศัพท์] เทคนิคในการสังเคราะห์เ PDF Print
Written by PHz   
Wednesday, 10 May 2006

ผมคิดว่ามันคงเป็นการดีที่จะรวบรวมคำศัพท์ที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์เสียงไว้สำหรับมือใหม่ในคราวนี้ครับ  คำศัพท์จะมีการอัพเดทเรื่อย ๆ นะครับ หากชาวเราอยากรู้คำไหนที่ยังไม่มีในที่นี้ ก็สามารถเสนอมาทางระบบ Comment ได้เลย ใส่ใจทุกความคิดเห็นครับ :-D

ซินธีไซเซอร์ในปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้เทคนิคพื้นฐานมากกว่า 1 เทคนิคอยู่แล้วล่ะครับ ยกตัวอย่างซินธ์ที่ใช้ Subtractive Synthesis จะมีการบวกหรือใช้ Additive Synthesis ในายหลังด้วย เพียงแต่ความสำคัญมันจะอยู่ที่ Subtractive Synthesis มากกว่า จึงเรียกว่าเป็น Subtractive Synth นั่นเองครับ เราลองมาดูความหมายของแต่ละเทคนิคกันดีกว่า เพราะตราบใดที่เรายังทำงานอยู่วงการนี้ ก็จะต้องเจอมันอยู่ทุกเมื่อเชื่อวันอย่างแน่นอนครับ

Additive Synthesis หรือการสังเคราะห์เสียงโดยใช้พื้นฐานจากการบวกกันนั่นเองครับ นี่คงเป็นเทคนิคที่พื้นฐานที่สุดแล้ว เหมือนกับการวาดาพที่เราค่อยๆบรรเลงสีลงกระดาษขาวทีละส่วนจนเต็ม การสังเคราะห์เสียงด้วยการบวก คือการที่เรานำองค์ประกอบของเสียงเล็กๆ (Partials) มาบวกกัน ซึ่ง Partials แต่ละชิ้นจะมีความถี่ไม่เหมือนกัน เมื่อบวกกันเข้าไป จะทำให้เราได้เสียงที่มีแบนด์วิธขนาดใหญ่ขึ้น ตัวอย่างของซินธ์ที่ใช้เทคนิคนี้คือ “ออร์แกน” หรือซอฟต์แวร์อย่าง Cameleon5000 ซึ่งจะใช้เทคนิคที่ต่อยอดมาจาก Additive Synthesis อีกทีหนึ่ง เรียกว่า Spectral Modeling Synthesis ทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้น

           

Subtractive Synthesis จะตรงกันข้ามกับ Additive Synth ซึ่งก็คือการสังเคราะห์เสียงโดยใช้พื้นฐานจากการลบออกนั่นเองครับ เหมือนกับการแกะสลักก้อนหิน ที่เราค่อยๆตอกหินก้อนใหญ่ออก เพื่อสร้างประติมากรรมอย่างที่เราต้องการ ซึ่งการแกะสลักหินคือการลบออกนั่นเอง การสังเคราะห์เสียงด้วยการลบออกนั้น เราจะส่งเสียงที่มีแบนด์วิธกว้างๆ (เปรียบเหมือนหินก้อนใหญ่) ไปผ่านฟิลเตอร์หรือตัวกรองเสียงเพื่อกรองเอาความถี่ที่ไม่ต้องการออกไป ตัวอย่างของซินธ์ที่ใช้เทคนิคนี้คือการออกเสียงของมนุษย์นั่นเองครับ เส้นเสียง ช่องคอและช่องท้องของเราคือแหล่งกำเนิดเสียง และช่องปากของเราคือฟิลเตอร์นั่นเอง (Formant Filter) ซึ่งเราจะใช้ช่องปากเป็นตัวกำหนดว่าจะออกเสียงออกมาเป็นคำไหนนั่นเองครับ ซอฟต์แวร์ซินธ์ที่ใช้เทคนิคนี้ มีเยอะเหลือเกินครับ ถ้าให้แนะนำสำหรับการเริ่มต้น Subtractor บน Reason ก็เหมาะสมที่สุดครับ

           

            Sampling Synthesis (หรือ Wavetable Synthesis) เป็นมาตรฐานของซินธ์ไปแล้วล่ะครับ เวลาที่นักดนตรีพูดว่า “Sampling (เสียง) เครื่องดนตรี” ก็จะหมายถึงการบันทึกเสียงเครื่องดนตรีนั้นด้วยเงื่อนไขของการเล่นต่างๆกันไป ยกตัวอย่างเช่นการ Sampling เสียงเปียโน เราก็จะทำการบันทึกโน้ตทุกตัว (หรือบางตัว) ที่ไดนามิก (ความหนักเบา) ต่างๆกัน จากนั้นเราจะนำเสียงที่บันทึกไว้นั้นมา (Re) Synthesis ใหม่ได้ ไม่ว่าเราจะ Sampling โน้ต C5 มาเพียงตัวเดียว เราก็ยังสามารถนำมา Resynthesis ที่โน้ต D5 ได้ เนื่องจากเทคนิคนี้กลายเป็นมาตรฐานในปัจจุบัน จึงสามารถยกตัวอย่างได้เยอะมาก แม้แต่ในซาวน์การ์ดทั่วๆไปตามบ้าน ก็ยังมีระบบนี้สำหรับ Playback ไฟล์ MIDI Sequence ผู้ผลิตซาวน์ไลบรารี่ก็ต่างพร้อมใจกันผลิตซาวน์แวร์ประเทนี้ออกมา ทำให้นักดนตรีอย่างเราๆ ไม่ต้องเสียเวลาทำกันเอง แต่ใช้ซอฟต์แวร์ Sampler (หรือ Sample Player) ยอดนิยมอย่าง Kontakt2, HALion3, Giga Studio 3 มาเล่นกับซาวน์ไลบรารี่เหล่านี้ครับ หรือถ้าต้องการจะทำใช้เอง ก็มีระบบ Emulator X ซึ่งซอฟต์แวร์ของมัน ช่วยอำนวยความสะดวกได้มากเลยครับ ข้อดีของ Sampling Synthesis ที่ทำให้มันกลายเป็นมาตรฐานก็คือความสมจริงของเสียง (ไม่นับระบบ Wavetable บนซาวน์การ์ดแบบคอมซูมเมอร์) เพราะความที่บันทึกมาจากของจริง ส่วนข้อด้อยก็คือใช้เมโมรี่เยอะมาก และถ้าต้องการให้มันเล่นได้อย่างสมจริง (Playability) ก็ต้องพัฒนากันอย่างหนักซึ่งดูเหมือนทำเท่าไร ก็ไม่มีทางเหมือนของจริง 100% ครับ (แต่ก็ใกล้เคียงล่ะนะ)

            Spectral Modeling Synthesis หนึ่งในผู้คิดค้นเทคนิคนี้ Julius O. Smith IIIได้ให้คำนิยามไว้อย่างน่ารักว่ามันคือ “Sampling Synthesis Done Right” หรือทำมาเพื่อลดข้อด้อยของ Sampling Synthesis นั่นเองครับ (อยู่ในฟอร์มของ Additive Synthesis) ด้วยการแทนที่ช่วงเวลาสั้นๆใน Time-Domain ด้วย Short-Time Fourier Transform คือลดจำนวนข้อมูลลงไป เอาแต่เฉพาะข้อมูลที่สมองยังรับรู้ว่าเสียงนั้นคือเสียงต้นแบบ (ที่ยังไม่ได้ลดข้อมูล) มากที่สุด เพราะมีงานวิจัยรายงานว่าเสียงส่วนใหญ่นั้นจะมีข้อมูลส่วนที่สมองไม่ได้รับรู้ถึงเกือบ 90% ยกตัวอย่างเช่น ไฟล์ mp3 ซึ่งเป็น Audio Compression Format ที่ได้รับความนิยมมาก ซึ่งสามารถลดข้อมูลเสียงได้หลายเท่า โดยที่เรายังได้ยินคุณาพเสียงที่ลดลงไปเพียงเล็กน้อย ก็เพราะว่ามันใช้ Short-Time Fourier Transform เพื่อวิเคราะห์หาองค์ประกอบทางความถี่ว่าส่วนใดถูกบดบัง (Masked) ด้วยความถี่ใกล้เคียงที่ดังกว่า ก็จะตัดส่วนที่บดบังทิ้งไป เพราะไม่จำเป็นต้องใช้ครับ ตัวอย่างซอฟต์แวร์ที่ใช้เทคนิคนี้ก็คือ Vocaloid, Cameleon5000
            Physical Modeling Synthesis เทคนิคนี้จะแตกต่างจากเทคนิคอื่นๆที่กล่าวมาทั้งหมดเลยครับ ในโลกของการสังเคราะห์เสียง เราสามารถแบ่งวิธีการออกเป็น 3 วิธีใหญ่ๆ วิธีแรกคือการที่เรามององค์ประกอบทางความถี่ของแต่ละเสียง แล้วพยายามสร้างเลียนแบบมันให้ได้ อย่าง Additive Synthesis หรือ FM Synthesis วิธีการแบบนี้เราจะได้เสียงที่มีโครงสร้างทางความถี่เหมือนกัน แต่พารามิเตอร์ต่างๆจะไม่มีความข้องเกี่ยวกับกับพารามิเตอร์ทางฟิสิกส์ของเสียงนั้นจริงๆ วิธีที่สองคือ Sampling เสียงจริงมาใช้เป็น Wavetable ตรงๆ ซึ่งทั้งสองวิธีทีกล่าวมานั้นช่วยให้เราสร้างเสียงได้โดยที่ไม่ต้องสนใจว่าแท้จริงแล้ว เครื่องดนตรีสร้างเสียงนั้นมาได้อย่างไร ด้วยเหตุนี้จึงเกิด Physical Modeling Synthesis ครับ เป็นเทคนิคที่นิยามกันง่ายๆว่า “Modeling Sound as it Source” (สร้างเสียงอย่างที่มันเป็น) แต่รายละเอียดในเชิงเทคนิคนั้นมีเยอะมาก เพราะจะใช้แบบจำลอง (สมการ) หรืออัลกอรึทึ่มทางคณิตศาสตร์ในการจำลองเสียงการดีดสาย เสียงเป่าฟลุ๊ต ฯลฯ ซึ่งแต่ละแบบก็ใช้การจำลองแตกต่างกันไป เวลาที่เราเห็นผลิตัณฑ์ที่ใช้เทคนิคนี้ เราก็ต้องมาดูรายละเอียดกันอีกที ว่ามันใช้โมเดลอะไรบ้าง ซินธ์ที่ใช้เทคนิคนี้ก็มีหลายตัวครับ ที่เป็นฮาร์ดแวร์ก็อย่าง Alesis Fusion หรือซอฟต์แวร์อย่าง waveTERA จาก Virsyn, ASS String Studio VS-1 จำลองโมเดลเครื่องสาย, Steampipe บน Reaktor จำลองโมเดลเครื่องเป่า
                Frequency Modulation Synthesis หรือ FM Synthesis ใช้หลักการเดียวกับวิทยุ FM ที่เราฟังกันนั่นแหละครับ แต่จะกระทำในย่านความถี่ที่มนุษย์เราได้ยิน (Audio) ไม่ใช่ในย่านความถี่วิทยุ (Radio) หลักการของมันก็คือการที่แหล่งกำเนิดความถี่หนึ่ง ไปทำการเปลี่ยนแปลง (Modulate) ความถี่ของอีกแหล่งกำเนิดความถี่นึง คิดค้นโดย John Chowning ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในช่วงปี 1967-68 และได้รับสิทธิบัตรในปี 1975 ซึ่งต่อมาายหลัง Yamaha ได้สิทธิ์ไปผลิตจำหน่าย ความได้เปรียบของมันก็คือการที่เราสามารถสร้างรูปคลื่นที่ซับซ้อน (Complex Waveform) ได้จากรูปคลื่นอย่างง่าย (Simple Waveform) อย่างเช่น Sine Wave, Sawtooth Wave ฯลฯ FM Synth นั้นจะนิยมสร้างด้วยระบบดิจิตอลครับ เพราะการใช้วงจรอนาลอคนั้นจะให้ Pitch ไม่คงที่ และเทคนิคนี้ก็ได้กลายเป็นเทคนิคพื้นฐานของดิจิตอลซินธ์ในยุคเริ่มต้นของ Yamaha โดยเฉพาะ Yamaha DX7 นั้น ถือว่าโด่งดังสุด ๆ ในยุค 80 เลยทีเดียวครับ ปัจจุบันเราสามารถสัมผัสเสียงของ DX7 ได้จากซอฟต์แวร์ FM7 ของ Native Instruments ซึ่งต่อมาทาง Casio ได้พัฒนาเทคนิคที่คล้ายคลึงกันอย่าง Phase Distortion (Phase Modulation) Synthesis เพื่อใช้กับซินธ์ในตระกูล CZ series ซึ่งจะให้เสียงคล้ายคลึงกันกับ DX7 ครับ ปัจจุบันสิทธบัตรของ FM Synthesis ได้หมดลงแล้ว (ตั้งแต่ปี 1995) เราจึงมีโอกาสได้สัมผัสมันได้อย่างง่าย  ๆ จากซอฟต์แวร์ที่มีทั้งฟรีและทั้งไม่ฟรีครับ
            Vector Synthesis เป็นเทคนิคที่ต่อยอดออกมาจาก Wavetable Synthesis อีกทีหนึ่งครับ ใช้บนซินธ์ชื่อดังอย่าง Sequential Circuits Prophet-VS และ Korg Wavestation (มีเวอร์ชันซอฟต์แวร์) แนวคิดง่าย ๆ ก็คือเราสามารถควบคุมการเล่นเสียงระหว่าง Wavetable 2 ตัวขึ้นไป (ส่วนใหญ่จะใช้ 4 ตัว) ด้วย Joystick เพื่อสร้างเนื้อเสียงที่มีไดนามิกต่างจากเดิมครับ ซอฟต์แวร์ซินธ์รุ่นใหม่ ๆ อย่าง Steinberg Xphraze ต่างก็ติดแนวคิดของ Vector Synthesis ไว้ด้วยครับ
            Granular Synthesis เป็นวิธีการสังเคราะห์เสียงที่เล่นกันใน Microsound Time Scale ครับ หลักการพื้นฐานของมันก็เหมือนกับ Sampling Synthesis แต่จะไม่ใช้ Sample เสียงโดยตรง เพราะมันจะแบ่งเสียงออกเป็นชิ้นสั้น ๆ ชิ้นหนึ่งมีความยาวประมาณ 1 ถึง 50 ms (milliseconds) หรือสังเคราะห์เสียงที่สั้นมาก ๆ โดยจะเรียกชิ้นเสียงเหล่านี้ว่า ‘Grains’ หรือ ‘เม็ดเสียง’ ซึ่งเราสามารถนำเม็ดเสียงแต่ละเม็ด มาวางซ้อนกันได้หรือจะนำมา Playback ที่ความเร็ว, เฟส, ความดังต่างกันก็ยังได้ ซึ่งผลของมันจะไม่ใช่แค่เสียงเรียบ ๆ โทนเดียว แต่จะออกมาเป็น soundscape หรือบางครั้งก็เป็น cloud ซึ่งเราไม่สามารถรับฟังได้จากธรรมชาติหรือแม้แต่เทคนิคการสังเคราะห์เสียงอื่น ๆ ครับ หากสนใจเรื่องราวของ Granular Synthesis อย่างลึกซึ้งแล้วล่ะก็ ผู้เขียนขอแนะนำหนังสือ Microsound ของ Curtis Roads ซึ่งมีเรื่องราวตั้งแต่ประวัติศาสตร์ การทดลอง และสายพันธุ์ของ Granular Synthesis อย่างละเอียดยิบเลยทีเดียวครับ หรือถ้าอยากสัมผัสเสียงของ Granular Synthesis ก็ขอแนะนำซอฟต์วแวร์ Crusher-X หรือโปรแกรมอย่าง Absynth, Ableton Live ก็จะมี Engine ที่เป็น Granular Synthesis เช่นกันครับ
 

 

Hits: 5289
Comments (29)add comment

EDDY said:

อ่าน
 
report abuse
vote down
vote up
May 10, 2006
Votes: +0

EDDY said:

อ่าน
 
report abuse
vote down
vote up
May 10, 2006
Votes: +0

tankz said:

เยี่ยมครับ smilies/cool.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 10, 2006
Votes: +0

tankz said:

เยี่ยมครับ smilies/cool.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 10, 2006
Votes: +0

kijjaz said:

เป็น
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

kijjaz said:

เป็น
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

DIY said:

ขอบคุณครับ
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

DIY said:

ขอบคุณครับ
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

underneon said:

เยี่ยมเยี่ยม smilies/smiley.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

underneon said:

เยี่ยมเยี่ยม smilies/smiley.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 11, 2006
Votes: +0

Guest said:

มีงานรอ
 
report abuse
vote down
vote up
May 12, 2006
Votes: +0

Guest said:

มีงานรอ
 
report abuse
vote down
vote up
May 12, 2006
Votes: +0

perth said:

^
|
|
|

คุณ Guest ข้างบนนี่ เป็นเ
 
report abuse
vote down
vote up
May 12, 2006
Votes: +0

perth said:

^
|
|
|

คุณ Guest ข้างบนนี่ เป็นเ
 
report abuse
vote down
vote up
May 12, 2006
Votes: +0

boogboogka said:

สุดยอดครับ งงมา
 
report abuse
vote down
vote up
May 29, 2006
Votes: +0

boogboogka said:

สุดยอดครับ งงมา
 
report abuse
vote down
vote up
May 29, 2006
Votes: +0

pErTH said:

ขอบคุณ boogboogka สำหรับ
 
report abuse
vote down
vote up
May 29, 2006
Votes: +0

pErTH said:

ขอบคุณ boogboogka สำหรับ
 
report abuse
vote down
vote up
May 29, 2006
Votes: +0

boogboogka said:

smilies/smiley.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 30, 2006
Votes: +0

boogboogka said:

smilies/smiley.gif
 
report abuse
vote down
vote up
May 30, 2006
Votes: +0

Guest said:

ช่วยอธิบายหรือจำ
 
report abuse
vote down
vote up
June 23, 2006
Votes: +0

Guest said:

ช่วยอธิบายหรือจำ
 
report abuse
vote down
vote up
June 23, 2006
Votes: +0

pErTH said:

เป็นคำถามที่เจ๋งมา
 
report abuse
vote down
vote up
June 23, 2006
Votes: +0

pErTH said:

เป็นคำถามที่เจ๋งมา
 
report abuse
vote down
vote up
June 23, 2006
Votes: +0

rob said:

ได้ความรู้เยอะเลย ขอบคุณครับ
 
report abuse
vote down
vote up
June 24, 2006
Votes: +0

rob said:

ได้ความรู้เยอะเลย ขอบคุณครับ
 
report abuse
vote down
vote up
June 24, 2006
Votes: +0

sawangowat2006 said:

ขอข้อมูลด้วยครับ This e-mail address is being protected from spam bots, you need JavaScript enabled to view it
 
report abuse
vote down
vote up
August 30, 2006
Votes: +0