Compress — компрессор значений параметра Velocity

Каждый компьютерный музыкант знает, сколько времени занимает редактирование Velocity в MIDI-сообщениях, особенно, если треки записаны в результате игры на чувствительной к этому параметру MIDI-клавиатуре. Отвлекаясь от творчества, вы вынуждены заниматься монотонной работой, "перелопачивать" гигантские массивы нот, подправляя Velocity то здесь, то там. Так вот, MIDI-плагин реального времени Compress работает именно с Velocity и позволяет вам реализовать динамическую обработку "уровня громкости" MIDI-сообщений.
Compress представляет собой аналог компрессора (или экспандера) динамического диапазона. Настоящие компрессоры и экспандеры воздействуют на амплитуду звуковых колебаний, а в результате такого воздействия у слушателя создается желаемое впечатление об изменении громкости звука. MIDI-эффект воздействует не на отсчеты оцифрованного звука, а на параметр Velocity MIDI-сообщений типа Note.
Доступ к элементам регулировки параметров плагина Compress, в отличие от многих других MIDI-плагинов, входящих в комплект Cubase SX, осуществляется не из специального окна. Как вы видите, при подключении эффекта к проекту соответствующие регуляторы встраиваются непосредственно в поле Inserts (или поле Sends) инспектора.
Действие устройства динамической обработки зависит от вида его амплитудной характеристики (зависимости амплитуды выходного сигнала от амплитуды сигнала на входе устройства). Амплитудная характеристика в простейшем случае может быть задана всего несколькими параметрами: порогом срабатывания (Threshold), коэффициентами компрессии (или экспандирования) (Ratio) и коэффициентом компенсационного усиления (Gain).
На сообщения, величина Velocity которых не превышает установленного значения Threshold, эффект никак не воздействует. Обрабатываются только те сообщения, у которых Velocity > Threshold. Результат обработки зависит от значения параметра Ratio. Если Ratio больше единицы, то значения Velocity на выходе эффекта уменьшаются, тем самым, сжимается их динамический диапазон. Так реализуется компрессия. Например, при Ratio = 2:1 и Threshold = 80 те значения Velocity, которые на входе эффекта превышают 80 единиц, на выходе эффекта будут уменьшены в 2 раза. Если, скажем, в такой ситуации значения Velocity всех входных сообщений составляют 100 единиц, то на выходе эффекта все они станут равными 90 единицам (80 + 20/2).
Для расширения динамического диапазона (реализации экспандирования), наоборот, следует установить Ratio меньше единицы. Например, при Ratio = 1:2 те значения, для Velocity которых выполняется неравенство Velocity > Threshold, на выходе эффекта будут больше, чем на входе.
При внешне идентичных амплитудных характеристиках плагина Compress и реального прибора, обрабатывающего звуковой сигнал, результаты их работы на слух будут восприниматься по-разному. Дело заключается, в частности, в том, что амплитудные характеристики реальных приборов строятся в логарифмическом масштабе, а плагина Compress — в линейном.
Заметим, что в книгах [11, 46] мы подробно описачи MIDI-плагин MusicLab (www.musiclab.com) VeloMaster, который обладает наглядным интерфейсом и объединяет в себе MIDI-аналоги всех мыслимых устройств динамической обработки: компрессора, экспандера, лимитера, гейта, а также всевозможных их комбинаций.
Micro Tuner— корректор высоты звучания нот
Для того чтобы лучше оценить пользу, которую может принести плагин Micro Tuner, поговорим сначала о проблеме музыкального строя. Музыкальным строем называется соотношение высот звуков музыкальной системы. В свою очередь музыкальная система представляет собой ряд звуков, находящихся между собой в определенных высотных взаимоотношениях.
Наиболее распространенный ныне равномерно темперированный строй предусматривает деление всего диапазона инструмента на промежутки, граничные частоты которых относятся одна к другой как 2:1. Этот музыкальный интервал назван октавой. Каждая октава разделена на 12 равных интервалов, соответствующих 12 клавишам октавы фортепиано, из которых 7 белых и 5 черных. Интервал между соседними нотами составляет полтона.
Для удобства отсчета отклонений высоты тона логарифм отношения частот, составляющих полутон, разделен на 100 равных частей. Получившуюся логарифмическую единицу называют центом.
Однако музыкальные практики и теоретики не сразу пришли к такой системе, да и в наши дни не все однозначно согласны с ней. В чем же здесь дело?
Дело в тех таинственных, загадочных, непознанных свойствах человеческого сознания, без существования которых никогда бы не возникло явление, которое мы называем музыкой. Дело в самом человеке, в восприятии им звуков разной высоты. Дело в том, что не из любых звуков можно составить мелодию, доставляющую человеку удовольствие.
Еще в давние времена люди заметили, что для слуха приятны только сочетания звуков с определенным соотношением частот. Для слуха древних европейцев, например, наиболее благозвучными оказались сочетания звуков, частоты которых относятся друг к другу как 4:5 или 5:6. Соответственно, музыканты старались настроить свои инструменты так, чтобы все звуки, издаваемые ими, находились в таких соотношениях. Восьмая нота звучала "так же", как первая, и вообще, любая последовательность повторялась через каждые семь нот. С тех пор и принято весь музыкальный ряд делить на октавы. В результате между двумя соседними нотами, частоты которых отличаются в два раза, оказывалось 6 звуков, образующих трезвучия. Это те ноты, которые в наши дни соответствуют белым клавишам рояля. Интервал между соседними нотами был разным и мог составлять либо тон, либо полтона.
Такая неравномерность звукоряда доставляла музыкантам много неудобств. Действительно, если вы сочините некую мелодию, которая играется только на белых клавишах рояля, начиная с до, то сочетание звуков будет, в основном, приятно слуху. Но как сыграть только на белых клавишах ту же самую мелодию, начав ее, например, с ре? Или вопрос еще забавнее: как взять мажорное трезвучие от ноты ре (состоящее из нот D, F*, А), пользуясь только белыми клавишами? Никак.
Пытаясь устранить подобные трудности, древние музыканты догадались вставить дополнительные ноты в тех местах, где интервал между нотами равнялся одному тону. Теперь нот всего стало двенадцать, а интервал между любыми двумя из них стал примерно равен полутону. Взгляните на MIDI-клавиатуру: основные ноты на ней белого цвета, а дополнительные — черного. Так появилась возможность играть любую мелодию начиная с любой ноты (в любой тональности).
Однако и после введения дополнительных нот не все проблемы оказались решены. Например, получилось, что целый тон равнялся отношению частот 9/8 или 10/9, а полтона 16/15, то есть арифметически два полутона не равнялись одному целому тону. Поэтому музыканты вынуждены были для каждой мелодии подбирать место вставки дополнительных звуков на слух, а при переходе из тональности в тональность все равно требовалась подстройка инструмента.
Как же следует расположить ноты, чтобы вообще не перестраивать инструмент? Считается, что ответ на этот вопрос найден Пифагором. Он заметил, что отношение частот двух соседних нот всегда отличается, а отношение частот двух нот, отстоящих друг от дружки на четыре позиции, наоборот, всегда постоянно и составляет 3/2. Такое созвучие теперь называют квинтой. Взяв квинту за основу, Пифагор вывел музыкальную формулу fn = (3/2)nf, где f— частота базовой ноты, от которой ведется отсчет, n — порядковый номер ноты, частоту которой надо найти, fn — искомое значение. В результате последовательного применения этой формулы получаются звуки, отстоящие друг от друга на квинту. В этом ряду есть все ноты звукоряда. И хотя они относятся к разным октавам, но, поделив или умножив частоту нужного звука на два, можно перенести его в соседнюю октаву. Повторяя операцию деления (или умножения) несколько раз, можно заполнить весь диапазон инструмента.
Однако при детальном анализе становится ясно, что некоторые ноты в пифагоровом строе чуть-чуть отличаются по частоте от нот природного строя. Эти различия и являются той ценой, которую приходится платить за удобство — отсутствие необходимости перенастроек инструмента. Различия практически незаметны на слух, но они существуют.
Кроме того, получается, что частоты дополнительных нот, полученных повышением на полтона одной основной ноты и понижением на полтона соседней (справа, если иметь в виду клавиши) основной ноты (т. е. бемолей и диезов), которые должны совпадать, в пифагоровом строе не совпадают. И это различие настолько невелико, что проблема решается настройкой инструмента, на некое среднее значение.
Однако возникла более серьезная проблема: если звукоряд строить по формуле Пифагора, то целое число квинт не укладывается в целое число октав. Такое несоответствие получило название "пифагорова комма". Пифагорова комма — не только кажущийся математический парадокс. Главное, что и при пифагоровой системе невозможно играть в произвольной тональности, не фальшивя.
Особенно сильно страдали от этого органисты. Ведь настройка органа — чрезвычайно трудоемкий процесс, лишний раз этого делать не захочется. Поэтому они шли на компромиссное решение — настройку органа только для игры в нескольких распространенных тональностях. Не случайно и решена эта проблема была именно органистом Андреасом Веркмейстером.
Веркмейстер поступил просто: вместо природного звукоряда создал свой собственный, положив в основу системы три постулата:
1. Отношение частот одинаковых нот в соседних октавах должно быть равно двум.
2. Между этими частотами должно лежать ровно двенадцать нот, по числу полутонов в октаве.
3. Все полутона должны быть равны.
В соответствии с этими постулатами Веркмейстер разбил октаву на двенадцать абсолютно равных полутонов. Такой звукоряд был назван темперированным. Слово темперация (от лат. temperatio — правильное соотношение, соразмерность) в музыке означает выравнивание интервальных отношений между ступенями звуковысотной системы. Сущность темперации состоит в небольших изменениях величины интервалов по сравнению с их акустически точной величиной (по натуральному звукоряду). В 12-ступенном равномерно темперированном строе все чистые квинты уменьшены на 1/12 пифагоровой коммы; от этого строй стал замкнутым, октава оказалась разделенной на 12 равных полутонов и все одноименные интервалы стали одинаковыми по величине.
Сразу решилось множество проблем. Исчезла пифагорова комма, стало возможным абсолютно свободно переходить из одной тональности в другую и начинать мелодию с любой ноты.
Однако за удобство настройки инструментов и в этой системе приходится платить. Если в октаве Пифагора слегка фальшивили только три ноты, то в октаве Веркмейстера вообще не сохранилось ни одной ноты природного звукоряда. Можно сказать, что абсолютно все ноты в ней фальшивые, поэтому их звучание, в принципе, не может доставлять человеку максимального удовольствия. Правда, каждая нота фальшивит чуть-чуть, но искушенному слуху это заметно, да и неискушенный, наверное, на уровне подсознания тоже ощущает такую неидеальность. Система прижилась. Что бы мы там ни думали о соотношении наших врожденных и приобретенных свойств, но воспитание и привычка все же — великие силы. Многие цивилизованные народы, населяющие Землю, едва ли не в полном составе, ныне слушают музыку, составленную из фальшивых звуков, и радуются. Не последняя роль в этом принадлежит великому Баху, поспособствовавшему утверждению темперированного звукоряда тем, что он первым написал цикл произведений в двенадцати мажорных и двенадцати минорных тональностях.
Споры о ценности того или иного строя продолжаются, хотя они, пожалуй, носят чисто теоретический и философский характер. Многие ли любители музыки смогут отличить ре-диез от ми-бемоля в Пифагоровом или чистом (натуральном) строе? Существует мнение, что равномерная темперация — это своеобразный теоретический компромисс, позволяющий наиболее удобным способом использовать возможности инструментов с фиксированным строем. Вместе с тем, без инструментального сопровождения певцу труднее петь в темперированном строе, чем в чистом. На смычковых инструментах, на которых нет ладов, можно играть в любом строе. Получается, что разница в строях важна для исполнителей высшего класса и наиболее продвинутых слушателей.
Однако MIDI-технология позволяет осуществить настройку инструмента любым мыслимым способом, установить программным путем любой сколь угодно экзотический лад. При этом, нажимая на MIDI-клавиши, мы можем услышать звуки, частоты которых настроены нужным нам образом. И в Cubase SX существует средство, способное удовлетворить поклонников любого строя. Вы уже, наверное, догадались, что таким средством является плагин Micro Tuner.
Интерфейс плагина Micro Tuner предельно прост, и работа с ним тоже проста. Два ряда полей ввода символизируют клавиши одной октавы. Нижний ряд соответствует белым клавишам, верхний — черным. Левое поле ввода соответствует ноте С. В каждом поле можно ввести число, означающее величину расстройки соответствующей ноты (в центах) по отношению к равномерно темперированной шкале. Главное, нужно знать, какие именно числа вводить. В качестве справочного пособия можно использовать содержимое списка пресетов. Здесь перечислены названия ряда классических и экспериментальных строев.

Фактически плагин представляет собой удобное средство для формирования MIDI-сообщений RPN 1 (Fine Tuning) об изменении значений контроллера точной подстройки строя синтезатора.
В раскрывающемся списке Convert нужно выбрать характер синтезатора, с которым предстоит работать плагину. Выбор осуществляется между виртуальным и аппаратным синтезаторами, которые по-разному воспринимают сообщения о величине точной подстройки высоты тона.