FM synthese voor niet-wiskundigen onder ons

[freq_divider]

wel engelstalig! gericht op beginners

http://www.dubbhism.com/search/label/tao of fm

 

[dostech]

dank voor de info!
uiteraard wil ik graag de natuurkundige (wiskundige) analogie maken :

wat ik begrijp uit het verhaal is dat FM een dopplereffect simuleert: een verschuiving in toonhoogte alsof de pitch in een snelle LFO (een oscillator) zit. klopt dit?

 

[freq_divider]

dat van die pitch in de snelle LFO wel, maar ik snap niet wat dat met het doppler effect te maken heeft :-)

 

[zmooc]

dank voor de info!
uiteraard wil ik graag de natuurkundige (wiskundige) analogie maken :

wat ik begrijp uit het verhaal is dat FM een dopplereffect simuleert

Het is inderdaad wel een beetje met het dopplereffect te vergelijken, alleen dan met een ambulance die een paarhonderd keer per seconde heel hard heen en weer rijdt. Qua effect op het geluid is het er dan ook niet mee te vergelijken; bij het dopplereffect verandert de toonhoogte en dat gebeurt bij FM effectief ook, alleen dan minstens zo snel als de frequentie van het geluid, waardoor niet de lengte van de golfvorm verandert, maar de golfvorm zelf.

een verschuiving in toonhoogte alsof de pitch in een snelle LFO (een oscillator) zit. klopt dit?

Dat klopt dus, echter vaak wordt niet de pitch gemoduleerd, maar de fase van de carrier, want dat is veel eenvoudiger. Dat heet dan eigenlijk Phase Distortion (PD), zoals met name Casio het noemt, of Phase Modulation (PM). Het effect is uiteindelijk hetzelfde, hoewel er allerlei subtiele verschillen zijn tussen zowel PD, PM en FM. Volgens mij zijn de Yamaha DX series ook eigenlijk PM synthesizers en dus geen FM, maar daar spreekt iedereen elkander over tegen.

 

[freq_divider]

mijn bedoeling was juist om het simpel te houden, niet beginnen over dingen als het verschil tussen phase modulation en frequency modulation want voor het muzikale gebruik van FM maakt het naar mijn bescheiden mening geen bal uit.

het gaat er juist om dat FM vaak te moeilijk wordt gemaakt, zeker voor beginners, zelfs in het blad Sound on Sound magazine halen ze er Bessel functies bij om uit te leggen wat FM is. Dat is dus Einstein niveau wiskunde...volgens mij ben je dan echt goed de weg kwijt als je dat erbij haalt. staat helemaal los van muziek maken

ik ga toch ook niet vragen aan een gitarist hoeveel windingen de spoelen van z'n elementen hebben?? of hoe het zit met de zelfinductie??

 

[JugJug]

http://www.synthwiki.nl/index.php/FM

Als je het simpel wilt houden, geraak je niet verder dan: als een modulator een carrier moduleert, voegt hij er boven-en ondertonen aan toe. Heeft de modulator een harmonische verhouding met de carrier, dan is het resultaat een harmonisch spectrum. Indien niet, is het resultaat niet-harmonisch. Feedback achterwege gelaten.

Hoe deze klinken, daarvoor moet je heel wat tijd steken in luisteren. Of je kan ze simpel uitrekenen zoals beschreven staat in de volgende link. Voor de rest werkt FM ook "subtractief" dwz met bekende termen. Twee carriers (samen met de modulators gedetuned) geven klassieke detune en vetten de toon op. Of, FM heeft typisch 6 oscillators die je kunt layeren, bv 2 voor de attack van een drum (modulator en carrier), en een lage carrier met een lichte lineaire pitch envelope voor de drum zelf.

Wil je verder zonder wiskunde, dan ga je toch op een FFT scoopje moeten kijken (zoals in FM7 en FM8 ingebouwd) om te kijken wat er nou gebeurd en zo een gevoel kweken.
Of je kan deze lezen: http://www.spoogeworld.com/music/instruments/yamaha/fm_theory_and_applications.pdf

Dus: zonder dieper te gaan, is het enige wat je kan doen is luisteren naar de spectra en oefenen en oefenen. Het is niet zo voorspelbaar als klassieke subtractive synthese.

(edit: en het artikel van SOS: over de formules moet je overlezen, belangrijker is hoe de spectra worden opgebouwd wanneer de index verhoogd)

 

[loveyourjunos]

Leuke site, en ik ben het helemaal eens met je insteek: géén formules. FM maak je op gehoor en niet door te redeneren met formules, dat heeft absoluut geen zin.

alleen de link naar #1 werkt geloof ik niet.

 

[6 trak]

Voor de rest werkt FM ook "subtractief" dwz met bekende termen. Twee carriers (samen met de modulators gedetuned) geven klassieke detune en vetten de toon op. etc etc etc.

detunen is ook niet meteen exclusief subtractief nutuulk...

maar met bijv. 2 of 3 stapeltjes carrier+modulator kan je lekker detunen idd...

 

[WaveGuide7]

mijn bedoeling was juist om het simpel te houden, niet beginnen over dingen als het verschil tussen phase modulation en frequency modulation want voor het muzikale gebruik van FM maakt het naar mijn bescheiden mening geen bal uit.

het gaat er juist om dat FM vaak te moeilijk wordt gemaakt, zeker voor beginners, zelfs in het blad Sound on Sound magazine halen ze er Bessel functies bij om uit te leggen wat FM is. Dat is dus Einstein niveau wiskunde...volgens mij ben je dan echt goed de weg kwijt als je dat erbij haalt. staat helemaal los van muziek maken

ik ga toch ook niet vragen aan een gitarist hoeveel windingen de spoelen van z'n elementen hebben?? of hoe het zit met de zelfinductie??

Frequentie Modulatie is niets anders dan een technische aanduiding voor vibrato. Precies zoals een violist of een gitarist dat maakt door de vinger over een snaar heen en weer te bewegen.

Die beweging heeft twee aspekten die je ook terugvindt in jouw demo (http://www.dubbhism.com/search/label/tao of fm): daar zie je rechts twee sliders: "effect level" en "effect pitch". Naarmate je met je vinger een grotere uitwijking over de snaar maakt, wordt de "frequentie-zwaai" groter. Dat is het effect level. Daarnaast kun je snel of langzaam vibreren (dus grotere of kleinere frequentie). Dat is effect pitch.

De gein van electronica is dat je die beide instellingen, level en pitch, heel extreem kunt maken, honderden of duizenden malen zo groot als de handbewegingen op de snaar. Een vibrato met je hand haalt een pitch van zeg 5 tot 10 Hz. Met electronica of de computer haal je gemakkelijk 20.000 Hz.

Stel dat je die frequentie heel geleidelijk laat toenemen van 5 to 500 Hz. Dan hoor je eerst een gewoon vibrato. Bij zo'n 20 Hz begint het vibrato zelf te klinken als een heel lage toon. Ga je nog hoger dan gebeurt er op gegeven moment iets vreemds: je hoort zwevingen. Dat komt omdat de vibrato-pitch nu in de buurt ligt van de toonhoogte van de snaar zelf!

Wanneer de vibratofrequentie precies stemt met die van de snaartoon zelf, ontstaat een heldere klank. Hoe helder kun je regelen met "level". Jouw demo maakt dat heel goed duidelijk.

Nu is "helderheid" een begrip dat betrekking heeft op de klankkleur (timbre). En klankkleur kun je vaak het duidelijkst in beeld brengen door een spectogram. Als je het level langzaam verhoogt zie je op het spectogram steeds meer paaltjes, spectraallijnen, verschijnen. Dat zijn de boventonen.

Je merkt daarbij al gauw een heel bijzonder verschijnsel op: naarmate het level toeneemt, worden de paaltjes niet "monotoon" alleen maar steeds hoger. Soms zie je ze ook weer afnemen en daarna weer toenemen volgens een duidelijk, maar ingewikkeld "plan". Je kunt dat ook goed horen. Eigenlijk is dat een nogal onnatuurlijk effect, in die zin dat het bij akoestische instrumenten bijna nooit zo voor komt. Dit bizarre effect is heel herkenbaar voor FM.

En dat ingewikkelde "plan" van op en neer wapperen van de spectraallijnen kun je heel precies voorspellen aan de hand van die Besselfuncties waar je het over had....

Het is dus helemaal niet zo vreemd om die Besselfuncties erbij te halen: ze geven een heel concreet, direct antwoord op een heel conrete vraag van elke muzikant die langer dan vijf minuten met FM heeft gespeeld en zich afvraagt hoe het toch in vredesnaam komt dat een boventoon bij een bepaalde stand van "level" ineens onhoorbaar wordt.

 

[6 trak]

Leuke site, en ik ben het helemaal eens met je insteek: géén formules. FM maak je op gehoor en niet door te redeneren met formules, dat heeft absoluut geen zin.

ben ik het mee eens... sterker nog, een oscilloscoop is zelfs niet nodig om FM te begrijpen...
een klank zie je met je oren en hoor je niet met je ogen...

Frequentie Modulatie is niets anders dan een technische aanduiding voor vibrato.

ik zou het technisch gezien slechts alleen een schakeling naar een FREQ IN willen noemen...
de term 'vibrato' is dan weer net 1 stapje verder want dat beschrijft de uitwerking er van...

zoals ik ook al in deze thread aangaf: https://www.synthforum.nl/forums/showthread.php?t=125022&pp=10&page=30

 

[WaveGuide7]

ben ik het mee eens... sterker nog, een oscilloscoop is zelfs niet nodig om FM te begrijpen...
een klank zie je met je oren en hoor je niet met je ogen...

ik zou het technisch gezien slechts alleen een schakeling naar een FREQ IN willen noemen...
de term 'vibrato' is dan weer net 1 stapje verder want dat beschrijft de uitwerking er van...

zoals ik ook al in deze thread aangaf: https://www.synthforum.nl/forums/showthread.php?t=125022&pp=10&page=30

Dat vind ik juist weer veel te specifiek en te technisch voor een eerste inleiding. Wat een vibrato is weet iedereen.

 

[freq_divider]

Frequentie Modulatie is niets anders dan een technische aanduiding voor vibrato. Precies zoals een violist of een gitarist dat maakt door de vinger over een snaar heen en weer te bewegen.

[...]
En dat ingewikkelde "plan" van op en neer wapperen van de spectraallijnen kun je heel precies voorspellen aan de hand van die Besselfuncties waar je het over had....

Het is dus helemaal niet zo vreemd om die Besselfuncties erbij te halen: ze geven een heel concreet, direct antwoord op een heel conrete vraag van elke muzikant die langer dan vijf minuten met FM heeft gespeeld en zich afvraagt hoe het toch in vredesnaam komt dat een boventoon bij een bepaalde stand van "level" ineens onhoorbaar wordt.

Heel goed uitgelegd, beter dan in dat artikel van sound on sound

Maar toch een kritische noot: ik ben bang dat je er weinig aan zult hebben als je bv het onzalige plan hebt opgevat om met een 8x8 matrix aan de slag te gaan (LinPlug Octopus... weer die verrekte octopus..) of zelfs met een 6x6 matrix zoals in de FM8, want als je dan echt alles aan mekaar probeert te knopen helpen oscilloscopen of andere visuele hulpmiddeltjes ook niet meer, alleen heel scherpe oren of abstractere visualisaties misschien (vloeistofdia's, fractals etc. )

maar goed, die serie op m'n blog is daar niet voor bedoeld, het is echt puur gericht op mensen die FM ingewikkeld vinden. ik ga proberen een stuk of 10 afleveringen te schrijven.

 

[MarsMusica]

Leuke site, en ik ben het helemaal eens met je insteek: géén formules. FM maak je op gehoor en niet door te redeneren met formules, dat heeft absoluut geen zin.

alleen de link naar #1 werkt geloof ik niet.

Hmmmmm.....FM is juist iets waar je wel even op mag studeren! (als je tenminste een serieuze en/of beroepsmatige vakman syntherklaas bent)

als je vreemde klanken wilt maken, dan kan je wel via trail & error wat met FM klooien totdat je wat aardigs hebt...

maar juist bij goede FM-editing weet je als het nodig is op zijn minst een paar hele belangrijke verhoudingen tussen carrier en modulator, die mooie en standaard bruikbare boventoonreeksen vormen.
zoals even boventonen, oneven boventonen, enzovoort...

op zijn minst mag je best met twee OSCs de basis weten van FM

 

[MarsMusica]

Bijvoorbeeld:

Creating Recognisable Harmonic Series

ratio 1:1
a filtered sawtooth wave

Ratio 1:2
harmonic series with just the odd harmonics. a square wave!

ratio 1:3
the spectrum of a 33% pulse wave.

Ratio 1:4
is similar to that of a square wave.

(losgeknipt en geplakt uit sound on sound artikel)

 

[Keybern]

top man, heb em gebookmarked !

Fantastisch dat je hieraan tijd besteedt.

 

[loveyourjunos]

Hmmmmm.....FM is juist iets waar je wel even op mag studeren! (als je tenminste een serieuze en/of beroepsmatige vakman syntherklaas bent)

als je vreemde klanken wilt maken, dan kan je wel via trail & error wat met FM klooien totdat je wat aardigs hebt...

maar juist bij goede FM-editing weet je als het nodig is op zijn minst een paar hele belangrijke verhoudingen tussen carrier en modulator, die mooie en standaard bruikbare boventoonreeksen vormen.
zoals even boventonen, oneven boventonen, enzovoort...

op zijn minst mag je best met twee OSCs de basis weten van FM

Mag ik dan even de formule voor een dikke FM bas of een electrische piano?
Kijken of ie op 1 A4'tje past....

Die verhoudingen voor het timbre kun je juist veel beter horen dan berekenen als je jezelf tenminste een hoop tijd en moeite wil besparen.

 

[6 trak]

Dat vind ik juist weer veel te specifiek en te technisch voor een eerste inleiding. Wat een vibrato is weet iedereen.

de meesten weten idd wat vibrato is maar juist die term is te specifiek voor het resulterend effect van een doorsnee LFO (tot ong. 25hz max dus)

FM op het filter noem je ook niet vibrato bijv.

 

[WaveGuide7]

de meesten weten idd wat vibrato is maar juist die term is te specifiek voor het resulterend effect van een doorsnee LFO (tot ong. 25hz max dus)

FM op het filter noem je ook niet vibrato bijv.

Over de effectiviteit van vibrato als uitleg van FM denk TS hierboven wel anders:

Heel goed uitgelegd, beter dan in dat artikel van sound on sound

En dat je de term te specifiek noemt en daarbij relateert aan een LFO tot 25 Hz vind ik wel heel vreemd voor een beetje synthfreak...

Wat je in vredesnaam verstaat onder "FM op het filter"...
Die vergelijking slaat bovendien helemaal nergens op. Mijn grootmoeder noem ik ook niet vibrato.

 

[6 trak]

Over de effectiviteit van vibrato als uitleg van FM denk TS hierboven wel anders:

dat zegt toch verder niet zo veel?

 

[6 trak]

Wat je in vredesnaam verstaat onder "FM op het filter"...

je hebt blijkbaar die andere thread niet gelezen...

het filter heeft een cutoff FREQUENCY-in, als deze word gemoduleerd (met welke modulatie bron dan ook) dan is er sprake van FM...
FM is dus geen klank maar een constructie... de benaming geven we aan de uitwerking die de modulatie te weeg brengt...

Die vergelijking slaat bovendien helemaal nergens op. Mijn grootmoeder noem ik ook niet vibrato.

en deze opmerking slaat wal nog kant...