Sagedusmodulatsioonsüntees tämbrikujunduses

Kaur Garšnek

Võib-olla keegi veel kusagil arvab, et tehnoloogia on ainult vahend. Üks viis selle arvamuse kõigutamiseks oleks võtta vaatluse alla mõningad muusikatehnoloogilised avastused, mis on hakanud mõjutama muusikalist mõtlemist ja kujundama kõlailmu just nagu iseenesest. Jutt käib põhimõtteliselt muidugi süntesaatorist ja tema hingeelust. Traditsiooniliselt on sünteesheli vundamendiks olnud elementaarne perioodiline lainekuju nagu siinus, saehammas, kolmnurk või nelinurk. Kõik nad kõlavad erinevalt, kuid kõige äratuntavam on kahtlemata vilet või undamist meenutav ülemhelidevaene siinusheli. Ühtaegu terava ja õõnsa kõlaga nelinurklainel on aga täiesti korralik ülemhelistruktuur ning ta kõlab umbes nagu klarneti ja ülevõimendatud elektrikitarri ristand. (Ülevõimenduse puhul lõigataksegi helilainete tipud ära, mistõttu helilaine muutub nurgelisemaks.)

Kõlaehitise järgmiseks „korruseks” on tavapäraselt olnud sagedusfiltrid, mis muudavad tämbri isikupärasemaks. Tegelikult on aga kõige elementaarsem viis nende lisamiseks n-ö lahutussüntees (subtractive synthesis), mis tähendab, et õigupoolest ei lisatagi helile midagi, vaid hoopis vaigistatakse teatud sagedusi. Sellest tuleneb loogiliselt, et põhimõtteliselt on võimalik luua muusikat ka absoluutsest ehk valgest mürast valikuliselt osahelisid välja filtreerides – tuleb vaid silmas pidada printsiipi, et „vähem on rohkem”. Selleks, et tämber oleks varieeruvam, saab mitmesuguseid parameetreid enamasti ka mõjutada madalsageduslike ostsillaatoritega (low frequency oscillator ehk LFO), mis ettemääratud perioodi jooksul ja samasuguste lainekujude põhjal n-ö keeravad vastavaid nuppe inimese eest.
Seda tüüpi helisünteesi klassikaline näide on Robert Moogi 1960ndatel valmistatud modulaarsüntesaator, mida on kasutanud nt Keith Emerson, Wendy Carlos jpt. Muidugi selgus õige pea, et naturaalinstrumentide imiteerimiseks loodud pill ei suuda siiski võistelda nende rikkalike tämbritega ja ka robotlike ulmehelide palett kipub end mingil hetkel ammendama. Lahendusena sellele probleemile toodigi helitehnoloogiasse juba raadioasjandusest tuttav põhimõte – sagedus­modulatsioonsüntees.
FM-helisünteesi (frequency modulation) puhul võetakse aluseks needsamad põhilised lainekujud, millest oli juba juttu, kuid ristatakse neid teiste kõrgsageduslike võngetega, mis reeglina jäävad kuuldava heli piiresse. Kui mainisin enne lahutussünteesi, siis FM-süntees on seevastu n-ö moonutussüntees (distortion synthesis) ehk teisisõnu: lisatud lainekuju moonutab põhiheli parameetreid. See toimub nii, et moduleeriva heli sagedus määrab moduleeritava heli sageduse teisenemise sagedust ning moduleeriva heli amplituud määrab moduleeritava heli sageduse teisenemise amplituudi.
Mida see inimkeeli tähendab? Näiteks seda, et kuuldavas vahemikus siinusheli moduleerimisel 1 Hz siinuslainega kuuleme ikka sedasama tüütut undamist, ainult et koos vibraatoga, mille amplituud suureneb moduleeriva laine amplituudi (ehk helivaljuse) lisamisel. Kui aga tõstame moduleeriva laine sagedust (ehk helikõrgust), siis muutub vibraato järjest kiiremaks, kuni ühel hetkel me seda enam ei kuulegi: tekib uus põhitoon koos uue ja huvitava tämbriga. Märksa huvitavam on aga see, et sagedusmodulatsioon meenutab kivikese vetteviskamisel tekkivat kontsentrilist lainetust, sest lisaks põhitooni teisenemisele tekivad selle tehnika puhul külgnevates sagedusvahemikes n-ö kõrvalribad (sideband). Need tulevad eriti välja moduleeriva laine kõrgematel sagedustel ning näiteks 500 Hz ringis on põhiheli ja moduleeriva heli vahelised suhted juba nii keerukad, et võime saada mõne naturaalpilli helist üsna realistliku simulatsiooni. Seejuures kehtib seaduspärasus, et kui moduleerival lainel on harmooniline suhe põhiheliga, siis on tulemuseks igavavõitu heakõlalisus. Kui see suhe aga puudub, tekivad dissonantsed ja huvitavamad helid, mis võivad meenutada näiteks kellalööke, prepareeritud klaverit jt perkussiivseid instrumente. Teisisõnu saab sel viisil järele aimata füüsilise kõlamaterjali ebatäiuslikkust.
Üks tuntumaid FM-süntesaatori tüüpe oli 1980ndatel Yamaha DX7, mida peetakse üldse esimeseks müügiedu saavutanud digitaalseks süntesaatoriks ning mis on leidnud oma tee lugematutele 1980ndate albumitele ja filmide heliribadele. Seal aga ei kohta me enam sagedusi ja võrrandeid – on vaid ilusad kujundid, nukrad meeleolud, rõõmsad kooskõlad, salapärased heliilmad. Kas ilmneb siin põhimõtteline seletuslik lõhe või on ehk tehnoloogia ise samuti ilus, nukker, rõõmus ja salapärane?

Kui sulle meeldis see postitus jaga seda oma sõpradega

[LoginRadius_Share]
 

Leia veel huvitavat lugemist

Värske Rõhk
Hea laps
LR
Keel ja kirjandus
Akadeemia
Kunstel
Muusika
Õpetajate leht
Täheke
TeaterMuusikaKino
Vikerkaar
Looming