Рандомизация в модульных синтезаторах

erid: 2Vtzqwe7rSd

Для чего нужны модули генерации случайных значений?

С помощью них вы можете делать самые разные вещи, от простых модуляций до цельных генеративных композиций. Для примера рассмотрим модули Qu-Bit Nano Rand v2 и Pico RND.

Немного теории для начала. Как правило, у модулей рандомизации, есть входы и выходы для gate и CV. Что такое gate и CV?

Gate — триггер сигнала, пульс с коротким периодом. Гейт тоже можно послушать — он будет звучать как щелчки. И вот эти щелчки запускают огибающие, служат сигналом для создания звукового события или запускают другие процессы. Представьте себе, что это палец, нажимающий на клавишу. Чем дольше вы держите эту клавишу, тем больше значение ширины пульса.

Clock сигнал — те же щелчки, BPM в мире модульных синтезаторов.

CV — контролируемое напряжение. Его можно представить как руки, которыми мы изменяем параметры при игре на синтезаторе. Только этих рук у вас гораздо больше, чем пара. С помощью контролируемого напряжения мы можем изменять параметры, даже не дотрагиваясь до ручек модулей. Например, секвенсоры отправляют осцилляторам напряжение, которое соответствует значениям нот.

Sample and Hold. Что это такое и как работает?

Модули Sample and Hold принимают входящий сигнал и переводят его в ступенчатую функцию. И в тот момент, когда поступает gate-сигнал, выбрасывают на выход значение функции в данный момент времени. Любой входящий аудиосигнал можно использовать для модуляции параметров с помощью модуля Sample and Hold.

Важно напомнить о полярности звука. Представьте себе часы. При однополярном сигнале стрелка будет двигаться от, предположим, 12 часов до 18 и обратно, либо в обратном направлении. При биполярном сигнале стрелка бы двигалась от 9 до 15 часов.

Напоследок посмотрим, как генерируются случайные gate-сигналы.

В мире синтезаторов eurorack есть модули булевой логики (Boolean). Они работают как логические операторы, которые принимают два или три входящих gate-сигнала и впоследствии по определенным алгоритмам выдают на выход новые gate сигналы. Например, в таких модулях есть выход AND, который выдает новый gate-сигнал тогда, когда оба gate-сигнала с двух входов пришли одновременно. Таким образом выстраиваются генеративные логические композиции. Как это сделать рассмотрим чуть ниже. Сейчас важно показать, что внутри модулей генерации случайных значений зачастую уже есть похожие логические операторы и, поворачивая ручку rate, мы сравниваем между собой большее количество щелчков внутри модуля с щелчками входящими. Как следствие, мы увеличиваем вероятность того, что модуль выдаст нам больше триггеров и может даже больше, чем в него приходит. Подробнее тут.

Перейдем к разбору модулей и посмотрим, как на практике их можно применять.

Qu-Bit Nano Rand v2 — модуль генератора случайных значений. В его основе лежит 8-битный микроконтроллер. Работает как источник шума, генератор случайных gate и CV сигналов с 4 алгоритмами. При внешней синхронизации с clock Nano Rand v2 генерирует случайные gate-сигналы, музыкально связанные со входящим сигналом синхронизации. В таком случае основная ручка работает как clock-divider/multiplier в двух режимах High и Low. В режиме High амплитуда генерируемого модулем сигнала будет очень быстрой. В режиме Low — медленной. Генерируемые случайные значения могут быть как биполярными, так и однополярными.

Каждый из 4 алгоритмов генерации случайных значений имеет свой цвет для удобства:

• Пурпурный — режим ступенчатой генерации значений.
• Голубой — режим рандомного LFO со случайными волнами (Triangle, Up-sawtooth, Down-sawtooth).
• Оранжевый — режим генерации pulse сигналов со случайной частотой (синхронизируемой с clock).
• Зеленый — режим комбинирования всех алгоритмов сразу.

Внизу модуля есть кнопка и gate-вход для рандомного переключения между алгоритмами.

У Nano Rand v2 есть кнопка переключения между внутренним и внешним clock. В внутреннем режиме вход для clock будет работать как CV вход для модуляции частоты clock сигнала. В внешнем режиме рандомные значения будут выдаваться в такт с внешним clock сигналом.

Также в этом режиме модуль работает как Turing Machine для генерации нелинейных gate сигналов, а ручка скорости clock контролирует частоту генерируемых случайных gate сигналов.

Напоследок рассмотрим выход digital noise. Тембр шума зависит от ручки rate и переключателей High/Low и Int/Ext clock.

Особенности Nano Rand v2:

• Четыре переключаемых алгоритма случайного напряжения;
• Внутренняя или внешняя синхронизация;
• Источник случайных gate-сигналов;
• Однополярное или биполярное случайное напряжение;
• Генератор шума;
• Защита питания от обратного подключения.

Erica Synths Pico RND — комбинированный модуль LFO и рандомизации. Генерирует синусоидальные и импульсные волны различной ширины, случайные триггеры, S&H-сигналы и белый шум. Скорость вибрации и уровень S&H можно регулировать с помощью поворотного регулятора. А Clock In позволяет синхронизировать LFO и S&H с внешним источником.

Особенности Pico RND:

• LFO с синусоидальной и импульсной формой с ручной регулировкой частоты;
• Генератор белого шума;
• Синхронизация скорости LFO с внешним clock;
• CV выход S&H с внутренней и внешней синхронизацией;
• Изменение темпа вручную с помощью поворотного регулятора;
• Случайный триггер выход.

Оба варианта предлагают схожий функционал. Nano Rand v2 гибче с точки зрения передачи случайных гейтов, имеет больше алгоритмов и более функционален, тонко настраивается. Pico RND компактнее, займет меньше места в рэке. В случае, если вам нужен простой и легкий в использовании рандомизатор для модуляции или источник белого шума – Pico RND будет отличным вариантом. Для создания продуманных алгоритмических композиций подойдет Nano Rand v2. При этом оба модуля отлично работают в связке. Наличие двух модулей рандомизации в рэке открывает безграничные возможности для создания вероятностных gate сигналов и созависимых и гибких модуляций.

Перейдем к самому интересному. Как использовать модули рандома?

Все зависит только от вашей фантазии, но вот несколько типовых сценариев:

• Модуляция параметров осциллятора для создания динамичных и живых тембров;
• Модуляция параметров секвенсора для создания «неровных» партий;
• Генерация вероятностных паттернов;
• Генерация случайных значений нот;
• Генерация хэтов и перкуссии из цифрового шума;
• Создание полиритмических фраз.

Соберем генеративный техно-патч в VCV rack, чтобы понятнее было о чем идет речь, и как работают генераторы случайных значений. Не пугайтесь количества модулей. Фишка железных инструментов в том, что они вмещают в себя сразу много функций. В VCV rack модули зачастую выполняют только одну или две функции.

Нам понадобятся: master clock, два рандомных модуля, S&H, секвенсоры, осциллоскоп для наглядности тракта, несколько осцилляторов, микшер, реверб, дилей, генератор шума, ADSR-огибающие, логические модули, квантайзер, лимитер.

Выглядеть он будет вот так (если не слышно осциллятор и играют только ударные, нажмите несколько раз run на мастер-clock).

1. Добавляем мастер-клок и выставляем темп на 133 bpm.

2. Добавим два генератора рандомных значений и модуль генератор шума. Подключим во вход clock с мастер-clock модуля. Gate для первого рандомного модуля будет выдаваться раз в такт, для второго — четвертыми долями, чтобы все изменения в патче были музыкальными.

3. Выход ступенчатой функции (step) с первого модуля рандома выведем на первый канал осциллоскопа, сглаженную функцию со второго модуля рандома выведем на второй канал осциллоскопа. Для того, чтобы видеть каким сигналом мы будет модулировать параметры в дальнейшем.

4. Добавляем модуль S&H и в trigger input отправляем gate с разной частотой для того, чтобы модулировать одним и тем же сигналом разные параметры с разной частотой. Так мы сделаем патч органичным. В канал In отправляем рандомные значения из пункта 3 и белый шум.

5. Для примера, эти рандомные значения меняют параметры двух Macro Oscillator от Audible Instruments, время Decay и Release на 3-х ADSR огибающих, количество шагов в секвенсоре для создания полиритмических рисунков и неповторяющихся партий.

6. Заведем клок сигнал в секвенсоры, чтобы передавать с него нотные значения квантайзеру и впоследствии осцилляторам. Квантайзер позволяет нам оставаться в выбранной тональности и упрощает тюнинг.

7. Осцилляторы Audible Instruments имеют вход для триггера и встроенный внутри LPG (фильтр со встроенной огибающей). Поэтому направим туда напрямую гейт сигнал с master clock, предварительно пропустив его через модуль Bernoulli Gate, который с определенной вероятностью пропускает входящий гейт. Qu-Bit Nano Rand v2 работает схожим образом, но по-своему. Так мы получим нелинейную секвенцию.

8. Подключим дилей и реверб в микшер, заведем осцилляторы на каналы в микшер и выстроим баланс громкостей. Настроим баланс посыла и возврата. Выведем наш звук через аудио-выход, предварительно прогнав его через лимитер, чтобы избежать перегруза и клиппинга.

Проставим нотные значения в секвенсоре на свой вкус, не бойтесь тут экспериментировать и крутить ручки, пока не добьетесь нужных значений. Настроим звучание осцилляторов и подкрутим ручки аттенюации модулирующего сигнала для получения нужного тембра и динамики.

У нас уже играют две развивающиеся партии, при этом имеющие схожие мотивы, так как секвенция не меняется, но меняется ее фаза и характер тембров у двух осцилляторов.

9. Добавим модуль Kick. В триггер-вход подключим gate-сигнал четвертыми долями с мастер clock. Настроим звучание модуля и заведем его на канал в микшере.

10. Теперь сделаем хэты из генератора шума. Для этого нам нужны VCA и ADSR-огибающие. Сигнал с модуля генератора шума отправляем в вход VCA. Настраиваем ADSR на свой вкус и отправляем с него сигнал в модуляционный вход VCA. Так мы будем контролировать амплитуду шума.

11. Чтобы услышать хэты нужно сделать две вещи: завести выходы VCA в микшер и отправить ADSR gate сигналы. Один хэт будет получать гейт с секвенсора. А второй будет получать гейт более интересным способом. Для этого нам понадобится модуль Булевой логики. Он будет сравнивать гейт с мастер clock (1/16) с выходом из рандомного модуля. И когда два сигнала будут совпадать модуль будет выбрасывать gate и триггерить огибающую для второго хэта. Так мы сможем получить нелинейный, интересный ритм. Но перед тем, послать гейт добавим еще больше вероятности и прогоним gate через модуль bernoulli gate.

12. На этом все. Наш патч готов (получившийся патч в формате .vcv можно скачать здесь). Все само играет и модулирует себя, создавая бесконечное количество вариаций придуманного паттерна.

В примере использовалось много модулей, но большую часть их функционала вмещают в себя Qu-Bit Nano Rand v2 и Pico RND.