Запись и обработка звука на компьютере. Просто как дважды два

Писать эти сообщения в виде, очень похожем на ассемблерный код, – занятие крайне неблагодарное, и, пожалуй, ни один нормальный музыкант подобными ужасами не занимается. Для этого существуют специализированные программы с развитым графическим интерфейсом, которые работают с конкретными моделями синтезаторов или звуковых карт. Например, для редактирования эффектов синтезаторов формата XG существует программа XG Edit. Пользователь при работе с этой программой имеет дело с регуляторами и кнопками, а программа после всех операций создает файл Sysx, который может быть вставлен в композицию.

…Для синтезаторов и звуковых карт Roland есть программа Canvas Man, которая так же, как и XG Edit, позволяет получить доступ ко всем параметрам управления синтезаторов этой именитой фирмы и затем сохранить их в виде Sysx-сообшения.

Тем же, кто работает с синтезаторами и звуковыми картами других производителей, можно только порекомендовать внимательно перечитать руководство пользователя (да, большое и тяжелое) – почти всегда там описывается формат Sysx для данного устройства – или же изучить сайт производителя в Интернете.

Сообщения Sysx представляют собой последовательность двузначных шестнадцатеричных чисел. Каждое системное сообщение начинается с числа F0, затем следует идентификатор устройства (или того устройства, с которым совместимо ваше оборудование), а после идентификатора идет последовательность кодов, длина и формат которой определяются моделью синтезатора (устанавливается производителем) и типом передаваемых сообщений. Завершается всегда системное сообщение числом F7 – идентификатором конца системного сообщения.

О том, какие системные сообщения понимает ваш синтезатор, можно узнать из его инструкции. Информация о поддерживаемых системных сообщениях обычно содержится в разделе System Exclusive Messages. Как правило, эти сведения приводятся в виде таблицы, содержащей тип системного сообщения, его формат и назначение отдельных байтов. Конкретные значения переменных в системных сообщениях следует искать в других таблицах, содержащихся в техническом описании. Кстати, в Сети можно найти готовые банки системных сообщений и загрузить их в свое устройство, если оно поддерживает эту возможность.

Системные сообщения можно хранить в двух видах:

? непосредственно на треках в качестве параметров сообщений;

? в банках системных сообщений (такой способ предпочтительнее). Каждый банк может содержать последовательность системных сообщений практически неограниченной длины и имеет свой номер, который указывается в качестве параметра этого сообщения.

В общем, если вы хотите получить доступ ко всем без исключения ресурсам вашего устройства, без редактора системных сообщений Sysx вам не обойтись.

Стандарты MIDI

В начале существования интерфейса MIDI у каждого изготовителя были собственные методики организации звуков и каналов. Некоторые устройства использовали один банк данных из 128 сэмплов, другие делили их на кусочки поменьше. Звуки пианино и клавишных могли храниться рядом или быть случайным образом разбросаны по всей памяти устройства. Это вызывало постоянную путаницу, а композиторам, сочинявшим музыку для игр или других приложений, нужно было писать варианты для каждой системы.

General MIDI

Спецификация General MIDI (сокращенно GM) упорядочила этот хаос, создав систему нумерации сэмплов. Теперь, независимо от того, кто сделал ваш синтезатор или звуковую карту, сэмпл номер 1 – это акустический рояль, а номер 128 – звук выстрела. Благодаря GM вам не надо беспокоиться о том, что ваше творение будет (или не будет) воспроизводиться правильно. Почти любые существующие синтезаторы, звуковые карты или другие устройства воспроизведения сэмплов (и аппаратные, и программные) поддерживают GM, а многие и расширяют его. Это же касается операционных систем Mac OS и Windows.

Что содержит в себе GM?

GM использует каналы 1–9 и 11–16 для таких инструментов, как клавишные, гитары и духовые (канал 10 закреплен за ударными). Для этих инструментов настройка стандартизирована таким образом, чтобы воспроизведение клавиши под номером 60 звучало как до первой октавы.

Звуки размещены в более или менее логичном порядке: например, звуки пианино сгруппированы в банках с 1 по 9, за ними следуют звуки хроматических ударных, такие как маримба, в каналах с 9 по 16. Звуки басовых можно найти в каналах с 33 по 40. Хотя спецификация GM определяет, какой звук будет вызываться, она ничего не говорит о том, как он должен воспроизводиться.

Соответственно качество и характер отдельных звуков различаются у разных производителей или даже у различных устройств одного изготовителя. Некоторые звуки GM, например акустического пианино, известны своей сложностью качественного исполнения. Другие же, например звук блок-флейты (№ 75), очень просто воссоздать даже на самой дешевой звуковой карте.

GM охватывает множество звуков, от роковых и джазовых до оркестровых, групп струнных и духовых, звуков синтезатора и народных инструментов со всего мира. Есть даже звуковые эффекты для разработчиков игр. Эта огромная гибкость и делает GM настолько мощным. Несмотря на то что все программы более или менее стандартизированы, названия банков иногда слегка отличаются. Поэтому электропианино № 2 может называться цифровым пианино, пиано FM или как-то еще.

Единственным недостатком звуков GM является то, что чаще всего им недостает глубины и характерных особенностей звуков, хранящихся в вашем клавишном пульте или коллекции сэмплов.

Ударные GM

Канал 10 зарезервирован за звуками ударных, таких как наборы барабанов или ручные ударные инструменты. В отличие от хроматических звуков других каналов, каждая нота канала № 10 используется для выбора конкретного ударного инструмента. Это позволяет играть партию ударных прямо на клавишном пульте. Например, используйте ноты № 60 и 61 (среднее до и ре на октаву выше) для ритма с высоким и низким бонго.

Некоторые GM-пульты и модули расширяют идею единого набора барабанов. Используя сообщения о выборе банка данных, вы сможете отдавать предпочтение тому или иному комплекту, разработанному для джаза, тяжелого рока, электронной музыки и другого.

И напоследок я скажу…

General MIDI – это нечто больше, чем просто список звуковых банков. Спецификации требуют, чтобы совместимые звуковые модули (и аппаратные, и программные) распознавали все 16 MIDI-каналов и использовали любой из 24 динамически распределяемых голосов для одновременного воспроизведения звуков ударных и мелодии, иногда разделяемых на 8 голосов для ударных и 16 – для звуков мелодии. GM также определяет, как модули будут отвечать на конкретные сообщения контроллера, и некоторые другие полезные мелочи.

Главное, что можно создать песню на своей системе и знать, что она будет правильно воспроизводиться на любой GM. Так как файлы MIDI очень маленькие по сравнению с файлами цифрового аудио, MIDI идеально подходит для использования в Сети. Стандартные MIDI-файлы (SMF) могут быть отображены на любом секвенсоре MIDI, независимо от платформы. Ассоциация производителей MIDI (которая следит за стандартами MIDI) определила три типа файлов SMF, хотя только два из них реально используются. Тип 0 сохраняет все данные последовательности на одной дорожке. Тип 1 – это многодорожечные файлы. Из-за небольших размеров и универсальности файлы SMF и Интернет – это лучшее сочетание всех времен и народов. Быстрый поиск выдаст миллионы файлов SMF, охватывающих практически все музыкальные жанры, которые только можно себе представить. Хотите петь караоке? Выбирайте из тысяч доступных файлов. Работаете с соавтором, живущим на другом континенте? Просто перешлите ему SMF-файл со своей работой. Он сможет загрузить его в свой секвенсор, добавить новые фрагменты и выслать обратно с помощью электронной почты.

General MIDI существует уже достаточно долго, чтобы начал сказываться его возраст. Например, исходные спецификации ограничивали количество сэмплов, которые могли быть сохранены. К счастью, усовершенствованные форматы GM, такие как GS от Roland и XG от Yamaha, значительно повысили его мощность и функциональность.

Roland GS

GS начал развиваться в 1991 году сразу за GM и неоднократно расширялся в связи с выпуском новых продвинутых моделей. XG от Yamaha активно продвигался с 1996 года, и при его разработке учитывался опыт фирмы Roland.

Стандарт GS имеет обратную совместимость с General MIDI, то есть любая MIDI-композиция, созданная для GM-устройств, может быть успешно воспроизведена и на GS-устройствах. Все GS должны соответствовать требованиям к GM-устройствам. Кроме того, для них предусмотрены некоторые дополнительные условия:

? минимальный набор из 226 инструментов (вместо 128 в GM), причем для выбора инструментов, не входящих в базовый набор, используется переключение банков с помощью контроллера № 0;

? несколько (до 128) различных 61-звучных наборов ударных;

? поддержка как минимум 20 контроллеров;

? возможность динамической редакции по MIDI восьми звуковых параметров (время атаки и затухания, частота среза фильтра, скорость вибрато и пр.);

? возможность динамической редакции по MIDI пяти параметров для ударных тембров (высота, пространственная локализация, а также уровень громкости, реверберации и хоруса);

? широкие возможности редактирования звучания с помощью исключительных системных MIDI-сообщений.

Стандарт GS не получил такого широкого распространения, как General MIDI, однако некоторые музыканты все же отдают ему предпочтение. Использовать у себя Roland GS вы можете в том случае, если у вас есть соответствующий синтезатор или звуковой модуль этой фирмы (рис. 2.4).

Yamaha XG

А в сентябре 1994 года появился формат XG (Extended General MIDI), разработанный фирмой Yamaha, чтобы расширить и усложнить стандарт GM (люди вообще любят все усложнять). XG полностью обратно совместим с GM и в то же время обеспечивает большой набор дополнительных элементов: новые инструменты и редактирование их, несколько сотен эффектов и множество других возможностей, которые используются мультимедийными приложениями. Вот почему многие компании – производители музыкальной аппаратуры приняли данный стандарт и выпускают технику, которая позволяет его применять.

Прежде всего спецификация XG поддерживает гораздо большее количество инструментов, чем GM. Минимальный набор, определенный в спецификации, должен содержать 480 инструментов. Вместе со всеми эффектами цифра получается еще более внушительной – 676 инструментов.

Спецификация XG предусматривает и большие возможности редакции исполнительских параметров по MIDI. Предусмотрено также много эффектов – реверберация (эффект «эха», когда звуковой сигнал смешивается со своими копиями, задержанными на различные временные интервалы), хорус (эффект исполнения одного звука несколькими инструментами) и другие эффекты, коих несколько десятков. Минимальное количество типов реверберации и хоруса – 8, а остальных – 35. Последние включают в себя как различные варианты и комбинации реверберации и хоруса, так и дополнительные эффекты: вращение, тремоло, «вау-вау», искажения, шумы и т. п. Любой эффект может быть использован как на отдельном MIDI-канале, так и на общем выходе.

Все группы эффектов можно применять одновременно, причем их параметры легко изменяются с помощью MIDI-сообщений. Некоторые XG-устройства имеют управляемые по MIDI графические эквалайзеры. Эти эквалайзеры могут быть либо пресетные (то есть с заранее записанными установками: в этом случае по MIDI можно изменять тип установки эквалайзера), либо настраиваемые. В последнем случае пользователь получает возможность очень гибкой работы со звуковым спектром в реальном времени, причем совершенно не загружая ресурсы процессора, ведь компьютер работает с обычным потоком MIDI-информации.