Субтрактивний синтез: як вирізати звук із шуму

Як скульптор, у зворотний бік

Адитивний синтез будує звук з окремих простих тонів. Субтрактивний іде у зворотний бік. Ви починаєте з цілої брили і відтинаєте шматки.

Вікіпедія називає його методом синтезу, в якому фільтр послаблює обертони сигналу, щоб змінити тембр. На тій самій сторінці перелічено, з чого можна починати: яскраві дзижчливі форми хвилі або білий і рожевий шум. Класичні синтезатори здебільшого беруть дзижчливі хвилі. Я користуюся лише шумовою половиною, тож про неї тут і йдеться.

Шум — це всі висоти одразу

Білий шум — це шипіння радіо між станціями. Усі висоти звучать разом, і жодна не виділяється. Сам по собі він різкий і втомлює. Про різні його види — у статті про кольори шуму.

Для вирізання саме ця повнота й корисна. Усе, що вам може знадобитися, там уже є. Робота в тому, щоб вирішити, що викинути.

Фільтр — це регулятор тембру

Ви вже користувалися фільтром, якщо колись крутили ручку низьких чи високих частот. Я використовую два види.

• Фільтр низьких частот. Він пропускає низ і прибирає верх. Шум крізь такий фільтр стає гуркотом, вітром за стіною, далеким прибоєм. Що нижче його виставити, то важчий і глухіший результат.
• Смуговий фільтр. Він лишає смужку посередині і прибирає обидва боки. Широка смужка звучить як повітря, що рухається крізь листя. Вузька починає свистіти.

Сторінка MDN про фільтр у браузері описує налаштування ширини так: воно керує шириною смуги частот, і що більше значення Q, то вужча смуга.

Живим звук робить рух

Саме це я спершу пропустив. Шум крізь нерухомий фільтр звучить як машина: вентилятор, кондиціонер. Вітер і вода ніколи не стоять на місці.

Тож фільтр має рухатися. У моєму застосунку в кожної фактури фільтр повільно сповзає вгору і вниз, надто повільно, щоб почути це як коливання. Кожен рухається зі своєю, трохи іншою швидкістю, тож два з них ніколи не йдуть у ногу. Щойно я це додав, те саме шипіння почало звучати як погода.

Де це можна почути

Кола — це шар фактур, і кожна фактура — це шум крізь фільтр.

• В Ocean є глибока, сильно приглушена течія і яскравіші брижі вище.
• У Space є радіошум: шум крізь смугу, яка повільно блукає вгору й вниз по шкалі, як радіо між станціями. У шуму немає висоти, тож він ніколи не зіткнеться з нотами довкола.

Деталь, яка мені подобається: застосунок один раз, коли починається звук, створює кілька секунд випадкових чисел. Кожен вітер, течія і сплеск радіошуму після цього — той самий шум крізь інший фільтр.

Чого він не вміє

Фільтрований шум дає фактуру. Нот він не дає. Я пробував дотиснути його до нот і написав, що пішло не так, у статті про те, чи може фільтрований шум мати висоту.

Джерела

• Subtractive synthesis, Wikipedia
• BiquadFilterNode, MDN