Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Wokoder analogowy, część 1

Article Image
Pora na nowy projekt muzyczny! Wielu z was zapewne kojarzy efekt zwany „wokoderem”, stosowany czasem w muzyce rozrywkowej do przetwarzania głosu wokalisty. Wokoder to fascynujące urządzenie elektroniczne. A my w ciągu najbliższych miesięcy zaprojektujemy i zbudujemy jego przykładową wersję o bardzo wysokiej jakości.

Charakterystyczną cechą wokodera jest to, że głos ludzki jest niejako nakładany na brzmienie jakiegoś instrumentu muzycznego i nadaje temu brzmieniu swój charakter. Przypis redaktora: za historycznie pierwsze użycie wokodera w nagraniu muzycznym uważa się utwór „The Raven” zespołu Alan Parsons Project z 1976 roku. Wersja zremasterowana:

Nowszym przykładem jest „wokoderowa” piosenka „O Superman”, wydana przez Laurie Anderson w 1981 roku (na rysunku 1 widzimy okładkę cennego egzemplarza płyty winylowej w nieskazitelnym stanie ze zbiorów jednego z naszych redaktorów).

Rysunek 1. „O Superman”, płyta Laurie Anderson; wokaliza w stylu „avant guard minimalism” z użyciem Rolanda VP-330

Utwór został nagrany na analogowym syntezatorze z wokoderem Roland VP-330: https://greatsynthesizers.com/en/review/roland-vp-330-figurehead-of-the-vocoder-hype/.

Początki

Wokoder, podobnie jak szereg innych urządzeń stosowanych w technice nagraniowej, został pierwotnie stworzony do celów zupełnie niemuzycznych, a mianowicie na potrzeby telekomunikacji. Wynalazł go w 1936 roku Homer Dudley (Bell Labs), a zadaniem urządzenia było przesyłanie mowy ludzkiej przez długie linie kablowe i inne systemy transmisji o niskiej przepustowości. Wokodery to analogowe systemy kompresji danych, w których informacja o sygnale mowy jest reprezentowana w oszczędnej formie: poprzez poziomy tego sygnału w różnych pasmach częstotliwości. Coś jak słupki w analizatorze widma. Te poziomy zmieniają się stosunkowo powoli i mogą być przesyłane liniami o małej przepustowości.

Informacja o poziomach jest odbierana na drugim końcu linii i służy do odtworzenia syntetycznej mowy. Używa się sygnału z generatora elektronicznego. Sygnał ten jest rozdzielany na te same pasma częstotliwości, jak w oryginalnym sygnale mowy, a poziomy w tych pasmach są też takie same. Wokoderów używało również wojsko do maskowania głosów i kodowania tajnych wiadomości; stąd właśnie wzięła się nazwa: VOice enCODER.

Wokoder można traktować jako system do nadawania charakterystyki widmowej sygnału mowy innemu dźwiękowi. Przypis redaktora: w telekomunikacji dźwiękiem tym był sygnał z generatora piłokształtnego, imitujący ton wytwarzany przez ludzką krtań. W zastosowaniach muzycznych świetnie sprawdzają się syntezatorowe brzmienia typu „sekcja smyczkowa”, bogate w tony składowe. Jeśli zostanie użyty biały szum, zakodowany głos będzie brzmiał jak szept.

Wokoder analogowy jest układem skomplikowanym. Prezentowany przeze mnie projekt składa się z 28 precyzyjnych filtrów i 14 wzmacniaczy sterowanych napięciem (VCA). Tzw. „rasowy” inżynier elektronik stwierdziłby zapewne, że działanie tych bloków najlepiej osiągnąć poprzez cyfrowe przetwarzanie sygnału z pomocą szybkiej transformaty Fouriera (FFT) oraz sprzętu i oprogramowania DSP.

Punktem wyjścia dla większości muzyków pragnących uzyskać brzmienie wokodera są komputerowe wtyczki programowe (plug-ins). W moim przypadku był to Vocodex Channel Vocoder w programie FL Studio, w którym eksperymentowałem, szukając najlepszych parametrów filtrów (częstotliwości i dobroci). Cyfrowe wokodery stwarzają jednak problemy. Wymagają dużej mocy obliczeniowej i często wykazują znaczne opóźnienia czasowe (latencję). Wszystkie wykorzystują podobną matematykę, która nadaje dźwiękowi specyficzne, jakby „podwodne” zabarwienie przy niskich poziomach sygnału, co uważam za nieprzyjemne. Sporo osób może znać ten efekt, bo większość smartfonów wykorzystuje „wokodowanie” jako część algorytmów kompresji. Wokodery programowe są też skomplikowane w użyciu ze względu na mnóstwo funkcji i parametrów do skonfigurowania. Natomiast wokodery analogowe mają o wiele lepszą „grywalność” – są na tyle łatwe i intuicyjne w obsłudze, że nadają się do komponowania i występów na żywo.

Wokodery analogowe konstruowane przez amatorów nie są tanie – ich budowa wiąże się zazwyczaj z wydatkiem rzędu tysiąca złotych. Pamiętajmy jednak, że urządzenia fabryczne, takie jak Roland VP-330 Vocoder Plus lub Electronic Music Studios (EMS) Tima Orra, to już koszt co najmniej kilkunastu tysięcy złotych.

Po prostu znaleźliśmy się w momencie, w którym analogowe elektroniczne instrumenty muzyczne stały się antykami i jako takie osiągają zaporowe ceny. Wokoder to jeden z niewielu przypadków w elektronice, gdzie zbudowanie urządzenia samemu pozwala zaoszczędzić poważne pieniądze.

Jak na ironię, akurat w momencie, gdy projekt naszego wokodera po pięciu latach pracy trafił do druku (listopad 2021), firma Behringer wprowadziła na rynek kopię wspomnianego już Rolanda VP-330. Mowa o syntezatorze VC340, montowanym w Chinach, a kosztującym ok. 2000 zł. Mój projekt ma jednak przewagę – jest stereofoniczny oraz daje się modyfikować. Są to ważne cechy, ponieważ w muzyce elektronicznej istotny jest własny, oryginalny charakter brzmienia, unikatowa „sygnatura dźwiękowa”.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: Wokoder analogowy, efekt audio stosowany czasem w muzyce rozrywkowej do przetwarzania głosu wokalisty
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich październik 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Czujniki temperatury
1/10 Temperatura to
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
W tym numerze znajdziesz źródłową wersję artykułu publikowanego obok
Elektronika dla Wszystkich
październik 2024
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"