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Sintesi FM: tutto ciò che devi sapere per iniziare

Sintesi FM: tutto ciò che devi sapere per iniziare

I sintetizzatori sono alcune delle macchine musicali più stimolanti in circolazione.

Il fatto che sia possibile creare complesse trame musicali da zero all’interno di una macchina sembrerà sempre magico.

Quando si tratta di sintesi, molti produttori hanno familiarità con le basi. Concetti come oscillatori, filtri e inviluppi si sono fatti strada nella pratica quotidiana di molti musicisti.

Queste componenti appartengono tutte a un metodo chiamato sintesi sottrattiva. Ebbene esiste un altro mondo molto più misterioso di sintetizzatori in giro.

Sto parlando della sintesi FM. Molti produttori pensano che la FM sia datata e troppo complessa. Dopotutto, proviene da un’era in cui la maggior parte dei sintetizzatori erano scatole nere voluminose con menu minuscoli invece di manopole reali.

Ma FM è uno dei tipi più interessanti di sintesi in generale. Se stai cercando suoni di synth nuovi e freschi da aggiungere alla tua musica, non c’è quasi scelta migliore dell’FM.

In questo articolo, spiegherò cos’è la sintesi FM e come iniziare a usarla nella tua musica.

Iniziamo.

Cos’è la sintesi FM?

La sintesi FM è un metodo per generare timbri complessi modulando la frequenza di un suono con un altro.

La sintesi FM è un metodo per generare timbri complessi modulando la frequenza di un suono con un altro.

La FM fu inventata da John Chowning alla Stanford University alla fine degli anni ’60, ma non divenne popolare fino a quando Yamaha non pubblicò il sintetizzatore DX7 basato su quella tecnologia nel 1983.

La DX7 ha venduto migliaia di unità e ha continuato a definire il suono dei synth negli anni ’80.



A cosa serve la sintesi FM?

FM è uno stile unico di sintesi che funziona bene con determinati suoni.

Probabilmente riconosci molti dei classici di quando era più popolare negli anni ’80, ma è molto di più.

La sintesi FM funziona perfettamente per questi tipi di suoni:

  • Strumenti con attacchi complessi come pianoforti elettrici, campane e strumenti percussivi
  • Bassi aggressivi che aggrediscono il mix
  • Pad atmosferici ghiacciati
  • Corde pizzicate o suoni distorti

Come funziona la sintesi FM?

La sintesi FM utilizza il principio della modulazione di frequenza per creare suoni unici.

Il termine modulazione di frequenza sembra immenso, ma probabilmente lo stai già utilizzando nella sua forma più semplice.

La modulazione di frequenza è proprio come qualsiasi altro tipo di modulazione che creeresti usando gli LFO nel tuo synth sottrattivo, con una differenza chiave.

Se hai bisogno di un aggiornamento, ecco le basi. Una forma d’onda di base dell’oscillatore da sola non è molto interessante.

Ha bisogno di movimento e azione per rendersi interessante. È qui che entra in gioco la modulazione. La modulazione crea cambiamenti nel tempo.

Usi un tipo speciale di oscillatore chiamato LFO per modulare altri parametri sul tuo synth. Immagina di avere una terza mano in grado di ruotare una manopola su e giù esattamente alla stessa velocità ogni volta, questa è la modulazione dell’LFO!



L’applicazione di un LFO al tono (o alla frequenza) dell’oscillatore ti darà un suono vibrato. Questa è la forma più semplice di FM.

L’applicazione di un LFO al tono (o alla frequenza) dell’oscillatore ti darà un suono vibrato. Questa è la forma più semplice di FM.

La velocità dell’effetto vibrato è determinata dalla frequenza dell’LFO. La sua intensità è determinata dalla quantità di LFO.

Questo è essenzialmente lo stesso processo che si svolge all’interno di un sintetizzatore FM, anche se, come ho detto sopra, c’è una differenza.

Man mano che aumenti sempre più la frequenza dell’LFO, inizia a suonare meno come il vibrato e più come un intero altro suono.

Ecco dove le cose si fanno interessanti. A frequenze nella gamma udibile e oltre, questo tipo di modulazione può creare timbri mai ascoltati in sintesi prima della nascita della FM.

Ti faccio vedere come.

Operatori

La FM moderna può essere fatta risalire alla DX7. Ancora oggi, i sintetizzatori FM si basano sugli stessi componenti di base: operatori, algoritmi, portanti e modulatori.

Esaminerò ognuno di essi e spiegherò come funzionano.

Gli operatori sono i mattoni di base all’interno di un synth FM.

Pensa a ciascun operatore come ad un piccolo sintetizzatore con il proprio oscillatore e generatore di inviluppo. Tranne che ciascuno di questi mini synth può utilizzare solo una forma di oscillatore sinusoidale di base.

I classici sintetizzatori FM avevano un totale di sei operatori, ovvero molta potenza di sintesi in un’unica unità.

Suggerimento: alcuni dei più recenti sintetizzatori FM sul mercato hanno solo quattro operatori. Potresti pensare che siano meno flessibili, ma i moderni operatori FM possono spesso iniziare con forme d’onda diverse dal seno. Come spiegherò più avanti, ciò semplifica il processo di creazione di suoni complessi e rende ancora più semplice l’uso dell’FM!

Vettori e modulatori

Per creare la modulazione di frequenza sono necessarie almeno due fonti sonore. Una per fare la modulazione e una per essere modulata.

In un synth FM, entrambi questi ruoli sono interpretati dagli operatori.

L’operatore che esegue la modulazione (pensala come l’LFO nell’esempio precedente) è chiamato modulatore.

L’operatore che viene modulato si chiama vettore o portante.

La magia di FM deriva dal cambiare le frequenze, le buste e la disposizione dell’operatore all’interno di una patch.

Algoritmi

Parlando della disposizione degli operatori, il modo in cui ciascun vettore o modulatore è collegato agli altri operatori fa una grande differenza nel suono.

Quale operatore modula quale? Quanti operatori sono in uso? Modulano ciascuno più di un operatore?

Con sei di loro nel mix, organizzare gli operatori individualmente sarebbe un’impresa.

Ecco perché Yamaha ha deciso di implementare un determinato numero di disposizioni fisse per l’operatore per le configurazioni più utili.

Questi routing preimpostati sono chiamati algoritmi.

Sono i divertenti diagrammi a blocchi raffigurati sul pannello frontale della DX7 se ne hai mai visto una di persona.

Gli algoritmi possono sembrare complessi, ma ecco tutto ciò che devi sapere per capirli. La fila inferiore di operatori in ogni dato algoritmo sono i portatori. Il resto sono modulatori.

La fila inferiore di operatori in ogni dato algoritmo sono i portatori. Il resto sono modulatori.

I portatori svolgono un ruolo simile agli oscillatori in un synth sottrattivo tradizionale.

Ad esempio, diamo un’occhiata all’algoritmo cinque in questo diagramma di quattro algoritmi operatore.

fm synthesis algorithms four operator

In questo esempio ciascuno dei due vettori ha un operatore che li modula.

L’impostazione di questi modulatori su frequenze diverse produrrà due timbri distinti.

Modificando il livello di ciascun vettore si regolerà la miscela di timbri nello stesso modo in cui il mixaggio di due forme d’onda dell’oscillatore funziona in un synth sottrattivo.

Generatori di inviluppo

Naturalmente, se i suoni prodotti con FM non cambiassero in ampiezza nel tempo, diventerebbero piuttosto noiosi.

I synth sottrattivi hanno generatori di inviluppo per il VCA e spesso anche per il filtro.

È così che puoi trasformare un suono da un pad sostenuto che scorre in un acuto percussivo.

Gli EG funzionano allo stesso modo in FM, solo ce ne sono di più, uno per operatore per la precisione!

Per i vettori, il generatore di inviluppo funziona esattamente come sei abituato nella sintesi sottrattiva.

ADSR envelope explained

Nell’esempio dei quattro operatori qui sopra, l’impostazione di entrambi i portanti per un attacco lento e un rilascio lungo creerà un suono di pad: semplice.

Ma i modulatori possono avere anche inviluppi. Torniamo al vibrato LFO di base per capire come funziona.

La frequenza dell’LFO diventa la frequenza del vibrato, ma l’ampiezza dell’LFO diventa la profondità del vibrato.

Ricorda che il generatore di inviluppo modifica nel tempo l’ampiezza di un suono.

Se si aggiungesse un inviluppo del tipo pad a questo LFO, la frequenza del vibrato rimarrebbe costante, ma la sua intensità si accumulerebbe gradualmente nel tempo per poi diminuire lentamente quando si rilascia il tasto. Ne parleremo più avanti.

Ratio

Una delle cose più strane dell’FM è quanto imprevedibile sembra. La scelta casuale delle frequenze del modulatore crea alcuni suoni piuttosto caotici.

Ma raramente utilizzerai questo tipo di frequenza del modulatore fisso per programmare la maggior parte dei tipi di suoni FM.

Invece, la frequenza del modulatore sarà più spesso un multiplo del vettore. Questo rende molto più semplice anticipare il tipo di suono che creerai.

Ecco la regola: maggiore è il rapporto, più le armoniche generate saranno complesse.

Maggiore è il rapporto, più le armoniche generate saranno complesse.

Ad esempio, un rapporto 1:1 per la frequenza del modulatore rispetto al vettore produrrà un suono con solo leggermente più armoniche rispetto ad un’onda sinusoidale; infatti suonerà simile ad un’onda-sega se il livello del modulatore è abbastanza alto!

Un rapporto 2:1 produrrà qualcosa di simile all’onda quadra. Man mano che il rapporto aumenta, verranno emessi toni sempre più complessi.

Rapporti di 18:1 o superiori sono necessari per creare alcuni dei timbri di campana e punta classici per cui è noto l’FM.

Feedback

L’ultima cosa che tratterò qui è il feedback degli operatori. Non è essenziale per le basi, ma la maggior parte dei sintetizzatori FM lo include, quindi vale la pena dedicare un po’ di tempo a spiegarlo.

La definizione esatta è un po’ complicata, ma tutto ciò che devi sapere è che il feedback indica che la frequenza dell’operatore diventa il suo segnale modulatore.

Tutto ciò significa che il feedback è solo un altro modo per creare forme d’onda ricche di armonia dalle sinusoidali di base disponibili in FM.

Quando aumenti il feedback, l’output dell’operatore si avvicina a un’onda sega (“saw wave”).

Il feedback è indicato con un percorso del segnale in loop attorno all’operatore. Nella tradizionale FM a 6 operatori esiste normalmente solo un percorso con feedback per algoritmo.

Tutorial di sintesi FM: come programmare un suono di campana

Se tutto ciò suona un po’ accademico, non ti preoccupare. Ci sono molte grandi applicazioni pratiche e musicali dell’FM.

Per aiutarti a realizzare la tua prima patch in FM, esaminerò come creare uno dei suoni FM più riconoscibili usando un ottimo sintetizzatore VST gratuito chiamato Dexed.

In questo tutorial creerò un suono di campana.

Partiamo:

1. Inizializza una patch

Fai clic sul pulsante della patch init vicino al browser preimpostato su Dexed per iniziare con una patch vuota.

Ora, se suoni la tastiera, dovresti sentire un’onda sinusoidale di base mentre suoni i tasti.

2. Scegli un algoritmo

Il prossimo passo è selezionare un algoritmo su cui basare la patch. In questo modo inizierai con una chiara idea di quali operatori sono indirizzati dove e come influenzano il tuo suono.

Questo esempio richiede solo quattro operatori, quindi presterai attenzione solo alle due righe inferiori dell’algoritmo.

Poiché non è una patch complessa, atteniamoci all’algoritmo predefinito.

fm synthesis algorithm

3. Aggiungi un modulatore

In questo momento la tua patch ha un solo vettore senza nessun modulatore che la influenza.

Passa il mouse sull’operatore 2, che si trova direttamente sopra l’operatore 1 dell’algoritmo.

Man mano che aumenti il ​​suo livello, inizierai a sentire la tua onda sinusoidale diventare più simile ad una sega.

4. Cambia il rapporto

Il ratio predefinito in questo sintetizzatore FM è 1:1. Alziamolo drammaticamente per sentire l’effetto di aumentare il rapporto.

Con il rapporto impostato su 18:1, è possibile ascoltare tutti i tipi di armoniche ora presenti. Alcune sono in sintonia, mentre altre sono altamente dissonanti. Abbassa leggermente il livello di questo operatore per attenuare leggermente il suono

Questo suono potrebbe non sembrare molto piacevole in questo momento, ma la rumorosità e le armoniche indisciplinate sono la chiave per simulare il complesso attacco di un suono di campana.

5. Regola l’inviluppo

Riduci il tempo di sustain e di decadimento dell’inviluppo del portante fino a quando non sarà solo un piccolo “pluck”. Il tuo obiettivo è utilizzare questo attacco complesso solo per l’inizio del suono della campana.

Gli inviluppi di Dexed usano lo stesso schema di controllo del DX7 originale. Potrebbero volerci un po’ per abituarsi, ma puoi usare il display grafico per aiutarti.

6. Aggiungi un altro operatore

Con questo algoritmo di base, aggiungere un altro portante è semplice quanto alzare il livello dell’altro operatore nella linea inferiore.

In questo caso, è l’operatore 3. Aumenta il suo livello in modo da iniziare a sentire il tono dell’onda sinusoidale accanto all’attacco breve dell’altro vettore.

Ora l’attacco iniziale fornisce interesse durante l’insorgenza e l’onda sinusoidale il corpo.

7. Regola l’altro inviluppo (envelope)

L’unico passo rimasto per completare questo tono di campana è quello di dare al portatore sinusoidale un envelope più simile ad una campana.

Aumenta il tempo di rilascio sull’inviluppo dell’operatore 3 in modo che svanisca delicatamente e gradualmente.

Avventura FM

FM è uno dei metodi più giovani per sintetizzare il suono da zero. Ciò significa che è ancora pieno di potenziale di progettazione del suono inesplorato.

Ma se stai cercando un nuovo coraggioso territorio sonoro o semplicemente ami i suoni iconici degli anni ’80, c’è molto da esplorare con l’FM se sei disposto ad imparare.

E una volta che ti immergi, scoprirai che non è poi così spaventoso.

Ora che hai le basi di FM, torna alla DAW e inizia a creare la tua prima patch con FM.

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Nicola Donà

Cantautore / Musicista / Produttore / Compositore / DJ. Nato e cresciuto in Italia. Risiede a New York. nicolaonda.com

@Nicola Donà

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