Kun je een Waveform omzetten naar FM waardes?

Waarom je beter een additieve bak dan een FM-bak kunt gebruiken voor resynthesis:

Bij FM tel je niet alleen harmonischen bij elkaar op (additief), maar vermenigvuldig je deze ook (de eigenlijke frequentie modulatie in audio range dus). Afhankelijk van het gekozen algoritme is FM synthese dus niet zuiver additief.
Dat zit zo:
Optellen bij FM synths: algoritme waarbij de operators 'horizontaal' met elkaar verbonden zijn op het plaatje.
Vermenigvuldigen bij FM synths: algoritme waarbij de operators 'verticaal' met elkaar verbonden zijn op het plaatje.

Het probleem van vermenigvuldigen van golfvormen met een aantal harmonischen: het resultaat (vergelijkbaar met ringmodulatie) is een golfvorm met vrij chaotische verdeling van harmonischen.
Voordeel: een rijke klank. Daarom is FM synthese zo handig voor het maken van bel-geluiden, bijv.
Nadeel: je kan niet handig zelf beinvloeden welke harmonischen je hoort, zonder dat er een berg harmonischen bij komen die je niet wilt horen en dus weer zou moeten uitfilteren met een heel precies bandstopfilter.

Natuurlijk kan je bij FM ook kiezen voor een zuiver additief algoritme, maar dan ben je qua aantal harmonischen beperkt tot de hoeveelheid beschikbare operators. Dan je dus voor iedere operator een klank met de gewenste harmonische en envelope maken. (een geluid is immers niet statisch).
Probleem met een FM-bak inzetten voor zuiver additieve synthese: afhankelijk van het type FM-bak kan je niet verder komen dan 4 harmonischen (DX-5 achtigen), 6 harmonischen (DX-7 achtigen) of 8 harmonischen (FS1r).
Vergelijk: een goeie additieve bak (K5000 o.i.d) gebruikt TIENTALLEN harmonischen met voor iedere harmonische een eigen envelope. En: hoe meer harmonischen je laat overeenkomen met het oorspronkelijke geluid, hoe beter je model klinkt.
Natuurlijk geldt ook hier iets als de 80/20 regel.

Op zich is trouwens het idee van topicstarter wel leuk. Denk wel dat het technisch lastig is te implementeren voor een FM synthesizer:

Stap 1: middels fourier-analyse bepalen welke harmonischen je wilt hebben in je doel-patch.

Stap 2: middels brute force bepalen welke combinaties van elkaar modulerende operators de harmonische structuur oplevert die het dichtst komt bij je originele geluid. Dan zou je dus niet snel kiezen voor de bovengenoemde 'additieve' manier, want daarmee 'win' je te weinig harmonischen.
Je zal dan echt moeten kiezen voor de complexere algoritmes om voldoende in de buurt te komen van een wat ingewikkelder geluid. Immers: door de operators te vermenigvuldigen win je een berg harmonischen.
De truc is dus: uitvinden met welke instellingen je de operators met elkaar moet moduleren om de resulterende harmonischen op de 'goeie plek' te krijgen in het harmonisch spectrum.
Eigenlijk is dit net zoiets als: geef 1 miljoen apen een typemachine, en uiteindelijk zal 1 aap de verzamelde werken van Shakespeare optypen.... ;)
 
Laatst gewijzigd:
Origineel geplaatst door fuse
Trouwens FM is pure additieve synthese en blijft nog maar de vraag of vocoding/resynthesis theoretisch gezien additief of subtractief is.

Wel, ik dacht niet dat het gewoon optellen was, maar eerder vermenigvuldigen, dus additief zou ik het niet noemen.

Wout
 
Re: Re: Re: resynthesis

Re: Re: Re: resynthesis

Origineel geplaatst door Marijn
Ik heb het zelf alleen gedaan met waves die ik van te voren in een wave-editor op maat geknipt had. Je moet sowieso een beetje spelen met compressie, sample rate en bit depth voordat je een sample analyseert, voor de beste resultaten.

Ok, dus met een goede wav-editor zorgen dat je een zo kort mogelijke wavevorm krijgt die je kunt loopen.
Kan me voorstellen dat je daarbij alle modulaties uit moet zetten (dus ook adsr's), filtersectie volledig uit om zo een pure wavevorm over te houden.
 
Origineel geplaatst door Hanz
Probleem met een FM-bak inzetten voor zuiver additieve synthese: afhankelijk van het type FM-bak kan je niet verder komen dan 4 harmonischen (DX-5 achtigen), 6 harmonischen (DX-7 achtigen) of 8 harmonischen (FS1r).

Met FM (additief) kan je met de G2 een heel eind komen (minstens 15 harmonischen), maar het blijft een omslachtig systeem.

Wout
 
Origineel geplaatst door Hanz
Waarom je beter een additieve bak dan een FM-bak kunt gebruiken voor resynthesis:

... (woei) ...

en uiteindelijk zal 1 aap de verzamelde werken van Shakespeare optypen.... ;)

Dat vind ik nou een helder stukje.

(overigens: een dx5 zou ook 6 harmonischen moeten hebben (6op), denk dat je DX9 bedoelde?)
 
Origineel geplaatst door Wout Blommers
Wel, ik dacht niet dat het gewoon optellen was, maar eerder vermenigvuldigen, dus additief zou ik het niet noemen.

Qua golfvorm niet nee.
Welk qua gebruik van operatoren. Je zet er 2 of meer in serie en je 'telt' de bewerkingen bij elkaar op. ;)
 
Origineel geplaatst door Wout Blommers
Met FM (additief) kan je met de G2 een heel eind komen (minstens 15 harmonischen), maar het blijft een omslachtig systeem.

Wout

Jamaar jamaar jamaar... Meester Wout... dat is nogal een omweg, he?
FM emulatie op een modular, om daarmee dan additieve synthese te doen. :D

Daarvoor hadden ze dan ook op de G1 zoiets als de Oscillator Bank, toch?
Gewoon een heleboel vrij domme oscillators (alleen maar sinewave, met onderlinge verhoudingen te verstemmen).
Blijft het zo dat je dan niet voor iedere oscillator een eigen envelope hebt, waardoor je toch niet echt lekkere 'evolving' addtieve sounds kan maken. Het blijft altijd als een orgel klinken, wil ik maar zeggen... ;)
 
Origineel geplaatst door Hanz

Probleem met een FM-bak inzetten voor zuiver additieve synthese: afhankelijk van het type FM-bak kan je niet verder komen dan 4 harmonischen (DX-5 achtigen), 6 harmonischen (DX-7 achtigen) of 8 harmonischen (FS1r).

Of 48 harmonischen met een TX816 8)

Trouwens een DX5 is 2x een DX7, dus strikt genomen 12 harmonischen, maar je bedoelt zeker de TX81Z en aanverwanten. ;)
 
Woei... ja! :P
En dan heerlijk met het handje iedere harmonische op iedere TF1 lekker inkloppen... that's the spirit! :W

Qua DX-5... ja sorry, ik bedoelde die 4-op bakkies... DX-9 enzo, bedoel ik. Nooit zelf gehad...
Maar dat wordt al snel verwarrend, want je hebt ook 4-op bakkies die meer golfvormen dan puur sinus aankunnen.
En dat wordt dan helemaal chaotisch als je daarmee gaat FM'en.
(Maar nog niet zo chaotisch als lekker FM'en met samples, zoals op de SY-99 ;))
 
Met een yammie sy77 / 99 kun je 24 harmonischen additief maken
(4 AFM elementen parallel keer 6 operators)...

Ik heb zo ooit eens geprobeerd een piano sound na te maken
(spectrogrammen bekijken; en niveaus van elke partial proberen
te matchen). Maar 24 bleek helaas nog te weinig... :(


Dat tooltje voor de fs1r kende ik niet; dat is wel interessant!
Ik ben wel benieuwd of dat tool de hele fm keten ontleedt
of alleen formant informatie extraheert?
 
Die tool extraheert formant info... de FS1r kan namelijk zelf behalve FM-synthese ook formant-synthese.
En dat is gewoon een superkrachtige vorm van synthese.

Dus: dat tooltje van (forumlid) Niff hoeft -zover ik begrijp- alleen de formanten te identificeren, de FS1r doet de rest (bij wijze van spreken).
 
Origineel geplaatst door Hanz
Daarvoor hadden ze dan ook op de G1 zoiets als de Oscillator Bank, toch?
Gewoon een heleboel vrij domme oscillators (alleen maar sinewave, met onderlinge verhoudingen te verstemmen).
Blijft het zo dat je dan niet voor iedere oscillator een eigen envelope hebt, waardoor je toch niet echt lekkere 'evolving' addtieve sounds kan maken. Het blijft altijd als een orgel klinken, wil ik maar zeggen... ;)

Jazeker, maar dat orgeltje hoeft niet...

Wout
 

Attachments

  • addsynthesis.jpg
    addsynthesis.jpg
    254,4 KB · Bekeken: 125
Origineel geplaatst door Hanz
Die tool extraheert formant info... de FS1r kan namelijk zelf behalve FM-synthese ook formant-synthese.
En dat is gewoon een superkrachtige vorm van synthese.

Dus: dat tooltje van (forumlid) Niff hoeft -zover ik begrijp- alleen de formanten te identificeren, de FS1r doet de rest (bij wijze van spreken).
Formant synthese is te bereiken met FM synthese.
Formant synthese is niets anders dan de typische frequenties van een geluid signaleren en die in de tijd en naar amplitude/volume verhouding bij elkaar optellen. Om het gedrag in de tijd van een formant te simuleren kun je vermenigvuldiging(convolutie) van signalen gebruiken.
Ik meen dat ergens in de jaren 80 dat er een programma bij het IPO ontwikkeld was om formanten om te zetten in FM synthese.
 
Origineel geplaatst door Yoonchi
Formant synthese is te bereiken met FM synthese.
Formant synthese is niets anders dan de typische frequenties van een geluid signaleren en die in de tijd en naar amplitude/volume verhouding bij elkaar optellen. Om het gedrag in de tijd van een formant te simuleren kun je vermenigvuldiging(convolutie) van signalen gebruiken.
Ik meen dat ergens in de jaren 80 dat er een programma bij het IPO ontwikkeld was om formanten om te zetten in FM synthese.

Wow .. ik heb nog nooit een verhaal gehoord waar formant, additieve en FM synthese zo hard door elkaar gegooid worden :confused: .

Wat je Formant synthese noemt, omschrijf je als additieve synthese. Terwijl formant synthese in principe een geavanceerde vorm van substractieve synthese is en niet meer dan dat. Je neemt een geluidsbron en filtert die met een in de tijd varierend, complex filter.

Vocoding zit heel dicht tegen formant synthese aan. Daar heeft het filter een vastgesteld aantal banden en worden de eigenschappen van het filter live bepaald aan de hand van een andere geluidsbron, in plaats van dat ze door algoritmes of instellingen bepaald worden, zoals bij een Formant synth.
 
Re: Re: Re: Re: resynthesis

Re: Re: Re: Re: resynthesis

Origineel geplaatst door vinnieq
Probleem is dat ik zelf sax speel. Ik heb een Z1 en dat begint in de buurt te komen, met de Prophecy zelfs beter. Met m'n PLG-150VL nog beter. Maar toch: leuk om op de achtergrond in te vullen maar solo's blijven natuurlijk lullig klinken, hoe goed je de synth ook bespeelt.

Heb je het met een windcontroller geprobeerd? Het is nooit zo goed als een echte sax, uiteraard, maar ik was wel onder de indruk.

Op welke manier vond je de Prophecy trouwens beter voor Sax dan de Z1? Ik dacht dat de Z1 ongeveer alles kan wat de prophecy ook kan, maar dan nog wat meer, dus dat verbaast me.
 
Re: Re: Re: Re: Re: resynthesis

Re: Re: Re: Re: Re: resynthesis

Origineel geplaatst door Marijn
Heb je het met een windcontroller geprobeerd? Het is nooit zo goed als een echte sax, uiteraard, maar ik was wel onder de indruk.

Op welke manier vond je de Prophecy trouwens beter voor Sax dan de Z1? Ik dacht dat de Z1 ongeveer alles kan wat de prophecy ook kan, maar dan nog wat meer, dus dat verbaast me.

Ik heb alleen een hele simpele BC1 breathcontroller. Zo'n windcontroller lijkt me idd ook heel aardig, maar ja, je kunt niet alles hebben.

Ik had de Prophecy als eerste, daarna de Z1 gekocht omdat ik ook dacht dat ik dan een hele bos Prophecies zou hebben. Op de een of andere manier is de Prophecy toch krachtiger en expressiever (onder mijn vingers). Vooral bij overblaas-achtige geluiden. Het zit (natuurlijk) wel dicht tegen elkaar aan. Ik weet niet of anderen ook die ervaring hebben. Maar voor mij is het de reden waarom ik ze nog steeds allebei heb (nog wel).
 
Origineel geplaatst door Yoonchi
Formant synthese is te bereiken met FM synthese.
Formant synthese is niets anders dan de typische frequenties van een geluid signaleren en die in de tijd en naar amplitude/volume verhouding bij elkaar optellen. Om het gedrag in de tijd van een formant te simuleren kun je vermenigvuldiging(convolutie) van signalen gebruiken.
Ik meen dat ergens in de jaren 80 dat er een programma bij het IPO ontwikkeld was om formanten om te zetten in FM synthese.

Dat optellen van harmonischen (zoals Marijn al schreef is dat additieve synthese, geen formant synthese)
is inderdaad een van de mogelijkheden van FM. Je doet dat door
alle operators parallel te zetten. Maar dat is slechts 1 van de vele schemas waarin je de FM operators
kunt gebruiken. Zodra de ene operator de andere operator moduleert, dan is het geen optelling
meer en kunnen er hele complexe dingen gebeuren.

Eigenlijk is het verschil tussen formant synthese, vocoding en additieve synthese heel makkelijk:
addieve synthese voegt extra componenten aan je signaal toe; formant synthese en vocoding
passen al bestaande componenten aan (in de spectrale omhullende).

Overigens heeft bijna iedereen een formant analyse en synthese apparaat bij zich tegenwoordig.
De spraakcoder in vrijwel elke mobiele telefoon werkt met dat principe :)


Met IPO bedoel je daar trouwens het Instituut voor Perceptie Onderzoek in Eindhoven mee?
Of zit ik er nu helemaal naast?
 
Re: resynthesis

Re: resynthesis

Origineel geplaatst door Marijn
De meest betaalbare (hardware) synth waar je dat soort trucen op kunt uithalen is waarschijnlijk de Waldorf MicroWave serie (alle versies behalve de MicroWave 1 met oude software).

Waar moet ik bij aanschaf van een Microwave 1 op letten als ik dit wil doen?
Welke software versie dient er in te zitten?
 
Terug naar de titel van dit topic, Spear is software die
een geluid kan terug vertalen naar een set partials (individuele sinusoidale waveforms).

Het is niet perfect, ik denk dat je behoorlijk wat rekenkracht nodig hebt om het perfect te doen,
maar het werkt wel. Het ge-resyntheseerde geluid dat je van de partial files kan terugspelen heeft
een interessante kwaliteit.
De software laat je ook toe om de partials in zowel het tijds als het frequentie domein te verplaatsen...

Mvg.

CoolRunning
 
Back
Top