Subtractieve synthese

Uit SynthWiki
Ga naar: navigatie, zoeken
De Moog Minimoog is een van de eerste subtractieve synthesizers, en is nog steeds erg populair.
Subtractieve synthese is een van de eerste en nog steeds een van de meest gebruikte synthesemodellen. Hierbij wordt de klank van een of meerdere oscillators, die doorgaans rijk is aan boventonen, gefilterd. Bij dit filteren worden bepaalde harmonischen (boventonen) van het signaal afgetrokken. Hier komt ook de naamgeving vandaan ("to subtract" is Engels voor aftrekken).

Geschiedenis

Subtractieve synthese was de eerste synthesevorm die commercieel werd toegepast. Eerst in de modulaire synthesizers van Moog en Buchla begin jaren '60, en later in populaire synthesizers zoals de Moog Minimoog en Arp Odyssey. Ook tegenwoordig is subtractieve synthese de toonaangevende synthesevorm. Populaire synthesizers zoals de Access Virus TI en Alesis Ion werken allen op basis van deze synthesevorm. In de loop der tijd hebben fabrikanten hun eigen invulling gegeven aan de opbouw van een synthesizer. Met name de introductie van digitale technieken zorgde voor een grotere variatie, door bijvoorbeeld een grotere variatie in routing en modulatiemogelijkheden. Maar de essentie van subtractieve synthese, inclusief de golfvormen en filtertypes, is al die tijd hetzelfde gebleven. Ook bij andere synthesevormen, zoals FM en wavetable synthese worden delen van subtractieve synthese overgenomen. Het belangrijkste onderdeel van subtractieve synthese (het filter), wordt tegenwoordig in vrijwel iedere synthesizer gebruikt.

Opbouw van subtractieve synthese

Schematische weergave van een eenvoudige subtractieve synthesizer.
Een typische subtractieve synthesizer bestaat uit een aantal elementen. Als geluidsbron is tenminste één oscillator aanwezig. Deze produceert in de meeste gevallen een pulse en saw golfvorm, maar ook veel complexere golfvormen of korte samples kunnen voorkomen. Vervolgens gaat het geluid door een filter, waarin ongewenste frequenties van het geluid uit de oscillators kan worden verwijderd. Tenslotte gaat het geluid door een amplifier, die bepaald wanneer het geluid hoorbaar is. Daarnaast zijn vaak een of meerdere modulatiebronnen aanwezig. Deze zorgen er voor dat een geluid niet statisch is, maar over de tijd van karakter kan veranderen. Een envelope, in de meeste gevallen een ADSR, wordt gebruikt om de filter en/of amplifier te moduleren. Vaak is er ook ook een LFO beschikbaar. Een voorbeeld van een eenvoudige synthesizer is de Roland Juno 60, die beschikt over 1 oscillator, 2 filters, 1 amplifier, 1 ADSR en 1 LFO. Maar de hoeveelheid componenten en hun verbindingen verschilt sterk per synthesizer. Zo heeft bijvoorbeeld de Waldorf Q 3 oscillators, een extra noise oscillator, 2 multi-mode filters, 3 LFO's, 4 envelopes en een stepsequencer, die op verschillende manieren aan elkaar verbonden kunnen worden.
Schematische weergave van een uitgebriede subtractieve synthesizer, in dit geval de Waldorf Q.

veel voorkomende componenten

Geluidsvoorbeelden

De onderstaande geluidsvoorbeelden laten stapsgewijs horen hoe een geluid in een subtractieve synthesizer wordt opgebouwd. De fragmenten zijn gemaakt met een Studio Electronics SE-1x.

Oscillators

Geluidsfragment.jpg Fragment 1
De basis van een geluid wordt gevormd door twee oscillators. Eerst is één oscillator te horen, met een saw golfvorm. Daarna wordt een tweede oscillator ingemixt, met een square golfvorm. De frequentie van de tweede oscillator is 5 semitonen hoger.

Filter

Geluidsfragment.jpg Fragment 2
Het geluid van de twee oscillators gaat door een lowpass filter. Eerst wordt de cutoff langzaam naar beneden gedraaid, en daarna wordt resonantie toegevoegd. Hierna wordt de cutoff gemoduleerd door een ADSR envelope. Deze ADSR heeft een attack en decay van 100 ms. De sustain staat op ongeveer 20%.

VCA en modulatie

Geluidsfragment.jpg Fragment 3
Na het filter gaat het geluid door een VCA om het output volume te bepalen. Dit wordt gemoduleerd door een aparte ADSR. Eerst wordt de release langzaam open gedraaid. Daarna wordt de sustain teruggebracht van 100% naar ongeveer 30%. De attack staat op 0 ms en de decay op 150 ms. Om het geluid wat levendiger te maken wordt een LFO toegevoegd, die de filter cutoff moduleerd.

Tweaken

Geluidsfragment.jpg Fragment 4
Tijdens het spelen kunnen de parameters constant worden gewijzigd. Dit zorgt er voor dat het geluid levendiger wordt en langer interessant blijft. In dit voorbeeld worden de filter cutoff van resonantie gevarieerd. Dit wordt tweaken genoemd. Veel synthesizers hebben ook de mogelijkheid om dergelijke parameters te moduleren met velocity, aftertouch, modulation wheel en expression pedal om meer variatie in het spel te krijgen.

Populariteit

Subtractieve synthese is een van de eerste vormen van synthese, en wordt nog vaak toegepast in nieuwe apparatuur en plugins. Er zijn diverse redenen aan te wijzen waarom subtractieve synthese zo populair is. Allereerst is subtractieve synthese erg geschikt om in kort tijd een patch te maken, en is het inzetbaar voor een breed scala aan geluiden. De modulaire opbouw van subtractieve synthese maakt het mogelijk om zelf te bepalen hoe complex je het maken van geluiden wilt maken. Een beginner is beter af met een eenvoudige synthesizer zoals de Roland Juno-106, waarmee in enkele stappen een bruikbaar geluid gemaakt kan worden. Gevorderde gebruikers kunnen veel dieper in synthese duiken met bijvoorbeeld de Alesis Andromeda. Daarnaast hoef je niet alle principes van subtractieve synthese te begrijpen om zelf (delen van) een geluid aan te passen. Iemand die alleen begrijpt hoe een filter of LFO werkt, kan al behoorlijke wijzigingen aanbrengen in preset geluiden. Dit alles zorgt er voor dat subtractieve synthese een relatief lage leercurve heeft, waardoor beginners snel aan de slag kunnen. Dit staat in tegenstelling met bijvoorbeeld FM, waarin vaak meerdere modules elkaar op complexe wijze beïnvloeden, en veel meer kennis en ervaring nodig is om een geluid te kunnen vormgeven of bewerken. Hoewel FM in de jaren 80 snel populair werd, hielden de meeste mensen het bij presets.

Zie ook

Lijst van subtractieve synthesizers

Synthese
Type Additief - FM - Granulair - Linear Arithmetic - Phase Distortion - Physical Modelling - Spectrum Dynamics - Subtractief - Resynthesis - Transwave - Wavetable - Vector
Componenten Oscillator - Operator - LFO - Filter - Envelope - Amplifier - Stepsequencer
Golfvormen Sinus - Triangle - Saw - Pulse - saw-triangle - Sample&Hold - Noise
Overig algoritme - Crossmodulatie - Pulse width modulation - Oscillator sync - keytrack - Ringmodulatie - Modulatie