Come funziona la distorsione nella musica

Segnale distorto

La distorsione è ovunque nella musica, specialmente quando sono coinvolte chitarre elettriche. È il suono croccante e sfocato che rende la musica rock rocky. E ‘ nato per caso quando troppo segnale è stato alimentato in componenti analogici e la gente si rese conto che ha fatto un suono interessante.

Uno dei motivi per cui suona così bello è che conserva la frequenza della nota suonata, mentre aggiunge altre frequenze in cima. Con i componenti analogici, questo (tipo di) funziona tagliando il segnale utilizzato per generare il suono. Il risultato finale dipende dai circuiti e dai componenti utilizzati, quindi c’è molta varietà. La giusta distorsione può aggiungere carattere a qualsiasi suono.

Nel mondo digitale, la distorsione viene comunemente creata utilizzando una tecnica chiamata wave shaping, che è un concetto interessante che ho pensato meritasse un post sul blog. È possibile utilizzare wave shaping per creare una semplice distorsione di ritaglio, ma può fare un paio di cose pure.

Tutto sotto questo paragrafo ha bisogno di javascript abilitato per l’esecuzione, il codice sorgente è qui se non ti fidi di me. Sto usando alcune demo sonore basate su onde sinusoidali pure che suonano assolutamente orribili, ma i grafici sono molto più belli. Ho fatto in modo che le cose non sono troppo forte, ma assicurarsi che il volume non è alzato super alto. I suoni migliorano alla fine.

So che alcuni di voi lo vedranno su un telefono. Buona fortuna, tecnicamente dovrebbe funzionare.

Controllo volume master

Utilizzare questa opzione per modificare il volume di ogni suono in questa pagina. Fare clic su ciascun grafico per riprodurre il suono e fare nuovamente clic per interrompere.

Onda sinusoidale pura

Questa è un’onda sinusoidale di base che gioca a 440Hz (una nota) con il ritaglio, è possibile sfumare tra le onde ritagliate e non ritagliate e regolare il livello di ritaglio utilizzando i cursori sottostanti.

Croce dissolvenza tra onda sinusoidale pura e ritagliato:

Modificare la quantità di ritaglio:

Quando il valore di ritaglio è al di fuori del valore usuale dell’onda, l’onda sinusoidale ritagliata suona esattamente come l’onda sinusoidale pura. Ti ho detto che suonano orribili

Suoni più belli

I gruppi di onde sinusoidali suonano leggermente meno male delle onde singole, i matematici là fuori sapranno che puoi formare qualsiasi suono con una combinazione di onde sinusoidali, ma non vado così lontano.

Applicherò lo stesso ritaglio a un gruppo di sette onde sinusoidali che hanno frequenze vicine, ma non esattamente uguali. Questo li fa interferire l’uno con l’altro in un modo che provoca un effetto di battitura (non sembra ancora molto bello).

Un capriccio di ritaglio è che i suoni più silenziosi non colpiranno la soglia, quindi solo i suoni più forti vengono modificati. Questo è il modo in cui si ottengono effetti “overdrive” su suoni forti.

Un altro effetto collaterale del ritaglio è che limita il volume, quindi la distorsione è spesso associata a una spinta all’ampiezza.

La forma d’onda qui (e sopra) viene disegnata circa 100 volte più lentamente del suono che puoi sentire:

Questo cursore cambia la quantità di distorsione, più a destra è più clipping accoppiato con una spinta più alta:

Wave Shaping

Sotto il cofano Sto usando una tecnica chiamata wave shaping per creare i segnali ritagliati. È spesso usato per emulare suoni di distorsione più classici che sono un po ‘ più coinvolti del clipping. E può fare molto di più.

Funziona utilizzando una funzione di trasferimento, che mappa ogni valore di input (tra -1 e 1) a un valore di output anche tra -1 e 1.

Ecco alcuni esempi di funzioni di trasferimento, gli assi sul grafico vanno entrambi da -1 a 1. La posizione del cursore mostrerà i valori di esempio della funzione:

Ritagliato Clip/Incremento Esponenziale Quadratica Rumoroso Molto Rumoroso Lineare
Onda Piega Onda Wrap

Ingresso: 0

Output: 0

di Seguito mostra il risultato dell’applicazione della funzione di trasferimento a un’onda sinusoidale. Fare clic sul grafico per riprodurre il suono, è possibile modificare la funzione facendo clic sui pulsanti mentre sta giocando per sentire la differenza.

Alcune informazioni sulle diverse funzioni (guarda la fonte di questa pagina e cerca ” Ciao!”per vedere le funzioni stesse):

  • Ritagliato – esattamente come il primo esempio, con il valore di clip di 0,5
  • Clip/Boost – clip a 0.5 e raddoppia l’ampiezza di mantenere il volume stesso
  • Esponenziale – arrotonda i bordi un po’, emula un sovraccarico sistema analogico
  • Quadratica – raddoppia la frequenza
  • Noisy – aggiunge un po ‘ di rumore casuale in cima
  • Molto Rumoroso – sostituisce il segnale e il rumore casuale, ma si può ancora sentire il tono originale (credo che questo è a causa di aliasing)
  • Lineari – foglie di input invariato, di riprodurre il suono originale
  • Onda Piega e Onda Wrap – emulare circuiti analogici che utilizzare i comparatori

Questi Suoni Molto Meglio con suoni reali

Perché ho perso così tanto tempo sulle onde sinusoidali? 😢

Ecco alcune registrazioni audio che verranno eseguite attraverso la funzione di trasferimento, ho copiato i diversi pulsanti di distorsione qui sotto in modo da poter scherzare con il suono mentre è in riproduzione (ricorda, linear riprodurrà il suono invariato). Divertiti!

Clip ritagliata/Boost Esponenziale Quadratico Rumoroso Molto rumoroso Lineare
Wave Fold Wave Wrap

Chitarra con riverbero

Questi potrebbero non funzionare in alcuni browser, prova a suonare prima una delle onde sinusoidali sopra, poi scrivimi

Alcune stranezze finali

Il quadratico suona così strano. È perché è una funzione pari mentre la maggior parte degli altri sono odd dispari. Questi sono effetti collaterali della simmetria della funzione, cambiano le armoniche prodotte dalla distorsione.

La differenza tra clip/boost ed esponenziale è sottile – questi sono i tipi di differenze che diventano molto importanti per le apparecchiature audio di fascia alta. Le persone spenderanno un sacco di tempo e denaro alla ricerca del suono esatto giusto.

La fine

Spero che tu abbia trovato quello bello, so che è un soggetto casuale. Sto costruendo un sintetizzatore in javascript al momento, da qui lo strano argomento. Restate sintonizzati o entrare in contatto se siete interessati.

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