User Guide. Copyright 2004, by Way Out Ware, Inc.. All rights reserved.

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1 User Guide Copyright 2004, by Way Out Ware, Inc.. All rights reserved. No part of this work may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, from or to any form of media, without the prior written permission of Way Out Ware, Inc.. Requests for permission to reproduce any part of this work should be addressed to : Way Out Ware, Inc., attn: Copyright Adminstration, info@wayoutware.com.

2 Índice 1 Manual del TimewARP El ARP 2600, y en adelante Prólogo Organización de este Manual Cómo utilizar este Manual Requisitos del sistema, instalación, configuración y uso Digidesign Pro Tools Comunicación y control MIDI El arte de la síntesis de audio Señales y sonidos Atributos de las señales Atributos de los eventos sonoros Correlación entre señales y sonidos Módulos y métodos de generación de señal Módulos y métodos de procesamiento/modificación de señales Control de un módulo por medio de otro Componentes modulares de TimewARP Fila superior de los botones e indicadores del panel de control Control Preamp/Gain (Preamplificador/Ganancia) Voltage-Controlled Oscillators (VCO; Osciladores Controlados por Voltaje) Voltage Controlled Filter (VCF; Filtro Controlado por Voltaje) Generadores de envolvente Voltage Controlled Amplifier (VCA) (Amplificador Controlado por Voltaje) Módulo de salida Mix/Pan/Reverb Seguidor de envolvente Modulador en anillo (Ring Modulator) Generador de ruido (NG; Noise Generator) Procesadores de Voltaje (VP; Voltage Processors) El módulo Sample & Hold (S/H; Muestreo y Mantenimiento) El reloj interno / Interruptor electrónico El teclado virtual Creaciones de patch con TimewARP Apéndices Tabla de afinaciones de teclado alternativas Contatto

3 TimewARP Manual del usuario 1 Manual del TimewARP El ARP 2600, y en adelante El ARP 2600 fue el segundo producto de ARP Instruments. Salió a la luz pública en el año 1970, y se mantuvo en el mercado hasta el cierre de la compañía en Su diseño combinaba arquitectura modular (para permitir flexibilidad en el estudio y funcionar como herramienta educativa) e integración (para interpretación en tiempo real). El ARP 2600 era un dispositivo de funcionamiento completamente modular: se podía enviar cualquier salida de señal a cualquier entrada por medio de un cable. En cuanto a operatividad, el ARP 2600 era un instrumento integrado que utilizaba rutas de señal cableadas internamente para posibilitar la creación de una amplia variedad de patches de teclado: sólo había que mover deslizadores de atenuación, igual que en una consola de mezclas. El ARP 2600 se ganó una excelente reputación gracias a su estabilidad y a una flexibilidad de uso que superaba a la de su competidor, el Minimoog. Hoy en día, los ARP 2600 que se conservan en buen estado alcanzan precios notablemente altos en ebay, y existen muchas empresas que se dedican a la restauración, reconstrucción y personalización de unidades de 30 años de edad. El ARP 2600 fue utilizado por músicos de rock como Stevie Wonder, Pete Townsend, Joe Zawinul, Edgar Winter, Paul Bley, Roger Powell, Jean-Michel Jarre, Mike Oldfield, Herbie Hancock y muchos otros. Su diseño modular y la popularidad de su Manual de usuario hicieron del ARP 2600 un instrumento ampliamente utilizado para la enseñanza musical en muchas escuelas y conservatorios de todo el mundo. Ahora tenemos el orgullo de presentarle esta emulación software del Diviértase con él, aprenda de él, pero sobre todo, haga ruido con él! 1.2 Prólogo Desabróchese los cinturones de seguridad de su mente. El TimewARP 2600 le brindará una experiencia asombrosa, estimulante y reveladora. La creación de este manual ha sido una experiencia asombrosa, estimulante y reveladora para mí. Cuántos tienen la ocasión, décadas después, de revisitar una vida pasada, un proyecto pasado, un proyecto como el Manual del ARP 2600 y hacerlo con acierto? Es el momento de viajar. Doy las gracias a Way Out Ware por haberme brindado esta oportunidad. Cuando, invitado por Alan R. Pearlman, empecé a trabajar en el manual del 2600 original en septiembre de 1970, el propio 2600 casi ni existía. Durante los dos primeros meses escribí a ciegas, sin ningún aparato en mis manos. Mi primera experiencia práctica con un sintetizador me había llegado sólo seis meses antes (con un Putney VCS3). Terminé de escribir el texto en marzo de 1971, Margaret Friend diseñó los gráficos, y el Manual de usuario del ARP 2600 supuso el inicio de lo que se convirtió en una carrera sorprendentemente larga. A pesar de los muchos defectos provocados por mi inexperiencia (lagunas de información, crasos errores), el manual se hizo bastante popular. Incluso en la actualidad todavía merece ocasionales menciones respetables por parte de la comunidad de la síntesis analógica. Cuando Jim Heintz de Way Out Ware me llamó a principios del 2004 para hablarme del TimewARP 2600 había pasado muchísimo tiempo. Los sintetizadores software ya habían llegado a cansarme y mi postura ante ellos era bastante cínica. Los programas de modelado analógico habían significado una gran decepción durante mucho tiempo. Algunos productos hacían cosas interesantes pero no podían competir con los módulos analógicos reales. Sin embargo, Jim había encontrado, estudiado y solucionado los problemas esenciales. Él tenía un 2600 real. Su objetivo era dar realmente en la diana, y no se iba a conformar con otra cosa. Finalmente, para mí fue un placer aceptar su invitación para escribir un Manual de usuario. Ahora está claro que Way Out Ware ha establecido un nuevo estándar en la síntesis de audio basada en software. El comportamiento del software TimewARP 2600 (tanto considerado módulo por módulo como integrado en forma de patches) es realmente indistinguible del funcionamiento del hardware analógico al que emula. Hacer piruetas en el aire libre de la síntesis analógica, un mundo hecho sólo de deslizadores y cables y configuraciones de patches en constante evolución, fue una piedra angular en el programa de la Boston School of Electronic Music en los años 70. Ése es el mundo al que el TimewARP 2600 abre las puertas, esta vez para la generación de músicos del nuevo milenio (sí, me refiero a usted): es el primer, y creo que único, sintetizador software que ofrece interpretación en tiempo real sólo por medio de deslizadores y cables. Pues aquí lo tiene: su nuevo Manual de usuario para el TimewARP Español 3

4 Desabróchese los cinturones de seguridad de su mente. De qué otra forma espera experimentar este viaje en el tiempo? De qué otra forma podría volar libremente? Jim Michmerhuizen Jim Michmerhuizen es el autor del Manual del ARP 2600 original, y también es el Fundador y Director de la Boston School of Electronic Music. 1.3 Organización de este Manual Esto no es un libro de texto, es un manual de supervivencia. El capítulo 2 trata la instalación y configuración del software para que pueda poner manos a la obra. El capítulo 3 es una breve introducción al vocabulario y métodos de la síntesis analógica clásica, para que podamos entendernos a lo largo de este libro. El capítulo 4 es una explicación de cada módulo, incluyendo las mejoras digitales aportadas por el hecho de que el TimewARP 2600 es un instrumento software (una compilación de rutinas informáticas) en lugar de un ensamblaje de hardware electrónico. El capítulo 5 no está en este libro: se trata de una colección de patches, con documentación complementaria, que encontrará en un archivo llamado Patchman.pdf incluido en el CD que le suministramos (o descargable de Los patches y la documentación contienen referencias a los capítulos, secciones y subsecciones numeradas de este manual. Algunos de los patches forman una secuencia tutorial, y otros ilustran lecciones o conceptos de vocabulario. 1.4 Cómo utilizar este Manual Probablemente, mientras instala el TimewARP 2600 tendrá que echar un vistazo al Capítulo 2 para familiarizarse con las operaciones básicas de configuración. A continuación ya podrá hacer y deshacer en función de su experiencia con este tipo de productos. Si acaba de iniciarse en la síntesis de audio, quizá debería abrir el tutorial que encontrará en el archivo Patchman. pdf, repasar el Capítulo 3 para refrescar conceptos y consultar el Capítulo 4 para una explicación detallada de cada módulo mientras aprende a controlar las muchas posibilidades del sintetizador software TimewARP 2600 y explora su repertorio de patches. Si ya tiene experiencia con la síntesis de audio, puede saltar directamente al Capítulo 4 para entrar en las especificaciones de los módulos del TimewARP Si ya conoce y adora el ARP 2600 original, preste especial atención a la sección 4.1, en la que describimos las posibilidades del TimewARP 2600 que su ancestro analógico no tenía. Estas mejoras digitales incluyen el almacenamiento/carga de patches, salidas adicionales de VCO de onda sinusoidal, entrada de señal de canal dual, conexiones en Y automáticas en todas las salidas de señal, dieciséis opciones de afinación de teclado con microtonos, sincronización al reloj MIDI y mapeado de controladores MIDI (con sub-rangos) para todos los deslizadores del panel del sintetizador. 4

5 TimewARP Manual del usuario 2 Requisitos del sistema, instalación, configuración y uso En este capítulo encontrará toda la información que necesita conocer para instalar el sintetizador software TimewARP 2600 y empezar a trabajar con él. El TimewARP 2600 proporciona un extenso conjunto de prestaciones digitales que ningún sintetizador analógico hardware puede ofrecer. La sección 2.2 explica las más relevantes. 2.1 Digidesign Pro Tools Esta versión del TimewARP 2600 es un plug-in RTAS y sólo funciona con Digidesign Pro Tools 6.1 o superior, tanto en Apple OS X como en Windows XP. En ambas plataformas, los requisitos del sistema para el TimewARP 2600 son esencialmente los mismos que para el propio Pro Tools Requisitos del sistema Son los mismos que los de Pro Tools, más la memoria suficiente para satisfacer las necesidades prácticas del software TimewARP Espacio en disco y memoria RAM El archivo ejecutable ocupa 6.1MB en el disco, y los requisitos de memoria RAM son los mismos que los de Pro Tools Reloj de sistema El TimewARP 2600 realiza todos los cálculos de generación y procesamiento de señal en tiempo real. En el caso de los patches polifónicos complejos, esta característica puede cargar notablemente la CPU de su computadora. Si utiliza una velocidad de reloj inferior a 800MHz es posible que encuentre problemas de rendimiento, mientras que las velocidades de reloj más altas aumentan el número de voces de polifonía y la complejidad de los patches disponibles Instalación La instalación sigue un procedimiento estándar muy sencillo en ambas plataformas. Por supuesto, debe tener una instalación de Pro Tools en su computadora Mac OS X Introduzca el CD que le proporcionamos o descargue el archivo instalador.dmg de la página com. Haga doble clic sobre el archivo.dmg para iniciar la instalación. Cuando acepte el contrato de licencia aparecerá un icono de instalación del TimewARP Haga doble clic sobre este icono para iniciar el proceso de instalación. Cuando la instalación haya terminado, ejecute Pro Tools y salte al paso Windows XP Introduzca el CD que le proporcionamos o descargue el archivo instalador de la página Ejecute el archivo.exe de instalación. Una vez haya aceptado el contrato de licencia, siga las instrucciones de instalación. Cuando la instalación haya terminado, ejecute Pro Tools y salte al paso Configuraciones Instrumento de interpretación y grabación en tiempo real El TimewARP 2600 puede transformar su computadora en un instrumento de interpretación y grabación en tiempo real. Para ello, cree una pista audio en Pro Tools. Seleccione la opción mono o estéreo en el menú de creación de pistas. A su vez, esta selección determinará las opciones de canal ofrecidas por el TimewARP 2600 para esta pista. En la ventana de mezcla correspondiente a esta pista, pulse sobre el primer selector de inserción en el bloque de inserciones de pista que puede ver en la parte superior. Seleccione el plug-in TimewARP 2600 en el menú correspondiente. Ahora cree otra pista, pero en el diálogo de creación de pista seleccione una pista MIDI en lugar de una pista audio y envíe su salida al TimewARP Como entrada de la pista que acaba de crear, seleccione su teclado MIDI y active la pista para la grabación. Pro Tools enviará todos los eventos MIDI procedentes de su teclado al plug-in TimewARP Español 5

6 Si su teclado MIDI incluye dispositivos de control adicionales (deslizadores, controles giratorios, botones, etcétera), puede asignarlos libremente a cualquiera de los deslizadores, controles giratorios y conmutadores del TimewARP Consulte la sección 2.2 para más detalles Procesamiento de señales de audio Puede utilizar el TimewARP 2600 para procesar señales de audio de la misma manera que con un plug-in de reverb o cualquier otro efecto. Para ello, cree una pista audio o seleccione una pista ya grabada en Pro Tools. (Si crea una nueva pista, seleccione la opción mono o estéreo en el menú de creación de pistas. A su vez, esta selección determinará las opciones de canal ofrecidas por el TimewARP 2600 para esta pista.) En la ventana de mezcla correspondiente a esta pista, pulse sobre el primer selector de inserción disponible en el bloque de inserciones de pista que puede ver en la parte superior. Seleccione el plug-in TimewARP 2600 en el menú correspondiente. Si se trata de una pista mono, el TimewARP 2600 quedará configurado con un canal de entrada para esta pista. A continuación, puede seleccionar una salida mono o estéreo. Si la pista es estéreo, el TimewARP 2600 insertado quedará configurado automáticamente con entrada y salida estéreo. Puede comprobar esta configuración en el panel del sintetizador: observe si el módulo de preamplificación de la parte superior izquierda presenta dos salidas de canal en lugar de sólo una. Si está procesando una pista ya existente, pulse el botón play del control de transporte para escuchar el audio procesado por el TimewARP 2600 en tiempo real. Deberá seleccionar un patch adecuado del TimewARP 2600 (como los incluidos en las categorías Voice o Guitar Effects del grupo Factory) para que el procesamiento de audio funcione correctamente. Si está procesando una pista interpretada en directo, active el modo de grabación para esta pista. De esta manera, el audio procedente de la entrada que esté utilizando será enviado al TimewARP Deberá seleccionar un patch adecuado del TimewARP 2600 (como los incluidos en las categorías Voice o Guitar Effects del grupo Factory) para que el procesamiento de audio funcione correctamente Pistas MIDI Si lo utiliza como plug-in de pista, el TimewARP 2600 puede procesar pistas MIDI pregrabadas. Para ello, configure dos pistas (tal como le explicábamos en la sección ) de manera que una pista audio utilice el TimewARP 2600 como inserción y una pista MIDI envíe su salida al TimewARP Cuando reproduzca esta pista (utilice la ventana de transporte de Pro Tools para reproducir la secuencia MIDI, rebobinarla, detenerla, etcétera), los eventos MIDI presentes en la secuencia de esta pista se enviarán al TimewARP Los eventos de nota MIDI se convertirán en pulsaciones de tecla en el teclado virtual, los eventos de pitchbend girarán el control de pitch-bend del sintetizador, y los controladores MIDI mapeados a los deslizadores, controles giratorios o conmutadores del TimewARP (vea la sección 2.2) moverán los controles correspondientes Selección de patches TimewARP 2600 ofrece una jerarquía de tres niveles para guardar y organizar sus patches. Todos los Patches están divididos en varias Categorías, que a su vez están ordenadas en Grupos mayores. Cada uno de estos tres botones de selección de patch genera una lista desplegable asociada a una capa de esa jerarquía. También puede seleccionar Grupos, Categorías y Patches mediante comandos de teclado. Las flechas de cursor arriba/abajo del teclado de la computadora seleccionan Patches, las flechas de cursor izquierda/derecha se mueven entre Categorías, y si pulsa la tecla control junto con las flechas izquierda/derecha se desplazará entre Grupos Conexiones de patch Utilice el ratón para conectar una salida a cualquier conector de entrada. Sitúe el puntero sobre cualquier salida de señal, haga clic y arrastre el cable hacia cualquier entrada de señal sin soltar el botón del ratón. Para eliminar un cable, desplace uno de sus extremos fuera de su conector de señal. El TimewARP 2600 nunca conectará dos entradas o dos salidas entre sí. Si mueve el ratón de un conector a otro pero no aparece ningún cable, es posible que ambos conectores sean entradas o salidas. El TimewARP 2600 permite realizar conexiones en Y, enviando una única señal de salida a varios destinos. Para ello, mantenga pulsada la tecla control mientras hace clic sobre una salida que ya tenga un cable conectado. En la posición del puntero aparecerá un segundo cable, que ahora puede conectar a cualquier otra entrada. 6

7 TimewARP Manual del usuario Uso de los deslizadores y controles giratorios Para ajustar un deslizador o control giratorio, muévalo con el ratón. Si desea una mayor resolución de ajuste, mantenga pulsada la tecla comando (Apple) o control (Windows) mientras mueve el deslizador. Si detiene el puntero sobre un deslizador aparecerá un visor mostrando el valor numérico y el nombre del parámetro que controla. Si trabaja con un dispositivo hardware de control MIDI, puede conectarlo fácilmente a los deslizadores, controles giratorios y conmutadores virtuales del sintetizador. Consulte la sección para más detalles Uso del teclado virtual La visualización gráfica del teclado virtual del TimewARP 2600 responde directamente a los eventos enviados por el ratón. Haga clic sobre cualquier tecla para generar un mensaje MIDI de pulsación de tecla. Esta prestación es útil para la creación y afinación de un nuevo patch, en el caso de que no disponga de un teclado MIDI hardware. El teclado virtual también muestra los eventos de nota MIDI entrantes en forma de pulsaciones de tecla. Puede utilizar este teclado gráfico para monitorizar la conexión y actividad de su teclado MIDI externo Polifonía El TimewARP 2600 es capaz de responder a un total de ocho eventos de pulsación de nota simultáneos. Utilice la lista desplegable Voices (vea la sección ) para ajustar el número de voces Almacenamiento y carga de patches Puede guardar patches mediante los botones Save (Guardar) o Save As (Guardar como), o cargarlos con el Patch Manager (Gestor de patches, consulte la sección 4.1). No hay ninguna limitación para el número de patches que quiera crear y guardar. Para activar el botón Save, el botón Lock (el icono del candado) debe estar desactivado. Si lo desea, puede crear sus propios bancos de plantillas de patch, de versiones genéricas o de configuraciones de uso frecuente. El TimewARP 2600 responde a comandos MIDI de selección de banco y patch. 2.2 Comunicación y control MIDI Control de deslizadores, controles giratorios y conmutadores Es posible controlar todos los deslizadores, controles giratorios o conmutadores del plug-in TimewARP 2600 con cualquier controlador MIDI. Si dispone de una superficie de control hardware, o si su teclado MIDI incluye deslizadores o controles giratorios, puede utilizarlos para controlar cualquier combinación de deslizadores, controles giratorios y conmutadores de un patch. Todas las conexiones que establezca serán consideradas como globales por el TimewARP 2600, de manera que puede almacenarlas independientemente de un patch específico (vea la sección ). Para conectar un deslizador, control giratorio o conmutador a un controlador MIDI externo, pulse la tecla control (Mac) o Mayús (Windows) y haga clic sobre sobre la imagen del deslizador, control giratorio o conmutador que desee asignar. La caja de diálogo que aparecerá le permite seleccionar si la conexión debe ser global o específica para un patch Ajustes globales de mapeado MIDI En primer lugar, seleccione el número de controlador. Para ello, introduzca el número directamente mediante el teclado de la computadora o mueva el control físico del dispositivo MIDI hardware que esté utilizando. Ajuste su curva de respuesta, polaridad y rango. La curva de respuesta puede ser lineal, exponencial o logarítmica. Las opciones de polaridad son directa o invertida. Para ajustar el Control Range (Rango de control), mueva uno de los extremos de la barra hacia adentro. Si la barra cubre una superficie menor que la del rango completo del controlador, puede arrastrarla a derecha e izquierda para desplazar el rango. Si lo desea, puede asignar un mismo control externo a varios deslizadores o controles giratorios del TimewARP 2600 y ajustar distintos parámetros de curva, polaridad y rango para cada uno de ellos. De esta manera, es posible crear patches y configuraciones del TimewARP 2600 adaptadas específicamente a interpretaciones expresivas, tanto en estudio como en actuaciones en directo. Español 7

8 Ajustes exclusivos de patch Aparte de estas asignaciones globales de deslizadores, controles giratorios o conmutadores a controladores MIDI, puede decidir qué parámetros desea controlar mediante los valores de velocidad y/o aftertouch procedentes de los eventos de teclado entrantes. (Estas asignaciones no son globales, sino que se guardan con cada patch individualmente.) En tiempo real, estos valores de controlador se añaden a los valores de control globales para determinar el valor del deslizador en cada momento. Por lo tanto, si ajusta el patch con cuidado, puede unir la expresividad de la interpretación al teclado con el control mediante un deslizador/control giratorio hardware Selección de patches mediante mensajes MIDI En cada grupo de patches, los 128 primeros están disponibles para los comandos MIDI estándar de selección de patch. Las categorías de patches no afectan a esta numeración. Por ejemplo, si la primera categoría de un grupo incluye 127 patches, la segunda categoría sólo tendrá un patch disponible para la selección por medio de mensajes MIDI. También es posible seleccionar grupos mediante comandos MIDI de selección de banco. 8

9 TimewARP Manual del usuario 3 El arte de la síntesis de audio Este capítulo trata sobre las características físicas, matemáticas y sonoras que hacen posible la existencia tanto del TimewARP 2600 como del hardware al cual emula. Tenemos que dejar bien marcada la diferencia entre las señales físicas y los sonidos que escuchamos en presencia de ciertos tipos de señales. Esto es muy importante, porque los equipos de síntesis sólo pueden trabajar con señales, es decir, perturbaciones físicas de diferentes clases. Cuando nos ponemos a manipular dispositivos de síntesis, lo que estamos haciendo es generar y modificar señales para conseguir los interesantes sonidos que escuchamos cuando esas señales llegan a nuestros tímpanos. 3.1 Señales y sonidos Una señal es algo que está ocurriendo: una luz que se desplaza, una sirena de ambulancia, el movimiento de una bandera de cuadros, un guiño a un amigo. Las pequeñas perturbaciones del aire que nos rodea son señales captadas por nuestros oídos: las percibimos en forma de ruido, o voces, o sirenas, chillidos, gruñidos... de todo. La señal es la perturbación física del aire, el movimiento del tímpano. El sonido es nuestra percepción de la señal: Hola! Representación analógica y digital de las señales Las señales que nos interesan en la síntesis de sonido son señales de audio: variaciones más o menos regulares de la presión del aire que llegan a nuestros tímpanos y que se repiten a una velocidad de entre 20 y veces por segundo. Este tipo de señales son simples procesos físicos que pueden grabarse y reproducirse. Una manera de hacerlo es observar el patrón de variabilidad de la presión del aire y modelarlo en algún otro medio. Durante el siglo pasado, este proceso se materializó en surcos grabados sobre un disco prensado, en campos magnéticos a lo largo de una cinta o cable y en otros soportes. El escenario habitual es el siguiente: con uno o más micrófonos se genera un modelo electrónico de la vibración del aire, y a continuación se utiliza la señal electrónica para alimentar un cabezal de grabación magnético, o un amplificador, o un torno de grabación de LPs. En este procedimiento, las señales con que trabajamos son directamente análogas: excepto por el cambio de medio (de aire a voltaje y de ahí a fuerza de campos magnéticos o a la posición de una aguja), las señales son idénticas. Si se visualizan o se representan gráficamente, incluso su aspecto es el mismo. Esto es una grabación analógica. Español 9

10 Otra forma de grabar una señal de este tipo es utilizar circuitos digitales de alta velocidad para realizar múltiples mediciones por segundo del medio elegido y almacenar las cifras de la medición. Esto es una grabación digital. Dado que el TimewARP 2600 no está constituido por circuitos electrónicos, no repara en conceptos como el de voltaje. El TimewARP 2600 es un producto software, una compilación de procesos informáticos. El medio de la señal del ARP 2600 original era la presión eléctrica, medida en voltios. El medio de la señal del TimewARP 2600 se reduce simplemente a secuencias de números. En este caso, el programa trabaja con esos números igual que el sintetizador original usaba la presión eléctrica: donde en el Manual de usuario original aparecía la palabra voltaje, ahora sólo diremos señal or nivel de señal, mientras que en las especificaciones de módulos nos referiremos a los Voltios virtuales o Vv. 3.2 Atributos de las señales La señal más simple posible es una onda sinusoidal. Es algo parecido al movimiento periódico de un punto en un círculo en rotación constante. Gran parte de la teoría matemática de las ondas sinusoidales se basa en esa idea del círculo en rotación. No es necesario que averigüe más sobre ello a menos que sienta curiosidad, pero puede serle de ayuda imaginar el gráfico de una onda sinusoidal básica como un muelle espiral ligeramente estirado. El movimiento de un péndulo o de un diapasón hacia adelante y hacia atrás hasta llegar a una posición de reposo es una onda sinusoidal en caída. Una señal de onda sinusoidal tiene exactamente tres atributos: su frecuencia, su amplitud y su fase. No tiene ninguna otra característica. (El movimiento en caída del péndulo o del diapasón sí tiene otro atributo: la cantidad de energía/amplitud que pierde en cada oscilación. No se trata de una onda sinusoidal pura.) Atributos fundamentales Imagine que un punto de ese círculo en rotación va dejando un rastro, como el propulsor de una avioneta. Visualice mentalmente ese rastro como un muelle espiral estirado, y pregúntese: Amplitud: qué diámetro tiene ese círculo imaginario? Frecuencia: cuál es su velocidad de rotación? Fase: cuándo empieza un nuevo ciclo? 10

11 TimewARP Manual del usuario Atributos complejos La mayor parte de la actividad que llega cada día a nuestros oídos es mucho más compleja que una simple onda sinusoidal. Por ejemplo, una patada a una papelera crea una vibración muchísimo más complicada que un golpecito a un diapasón. Pero cualquier tipo de perturbación que no sea una onda sinusoidal puede ser analizada como un conjunto de ondas sinusoidales. Es lo que llamamos el análisis de Fourier, en honor al científico que no sólo descubrió que esta aproximación era posible, sino que también demostró matemáticamente que siempre funcionaba. Español Esta afirmación se sostiene en ambas direcciones, ya que cualquier señal compleja también puede ser construida a partir de un conjunto de ondas sinusoidales con los atributos adecuados: amplitud, frecuencia y relación de fase. De hecho, cualquier tipo de movimiento (incluidos todos los patrones repetitivos, que son los que nos interesan aquí en forma de ondas de sonido ) puede ser examinado y analizado bajo dos perspectivas diferentes: 11

12 Forma de onda y atributos temporales Todo movimiento repetitivo puede ser visualizado en un gráfico en el que el eje horizontal es un periodo de tiempo y el vertical representa el propio movimiento hacia adelante y hacia atrás (a lo largo del tiempo). Esta es la visualización temporal de una señal: 12

13 TimewARP Manual del usuario Espectro y atributos de frecuencia En lugar de considerar una señal como un objeto en movimiento a lo largo de un periodo de tiempo, podemos fijarnos en el conjunto de componentes de onda sinusoidal que forman la señal. En este tipo de gráficos, el eje horizontal es un rango de frecuencias (en lugar de un periodo de tiempo) y los componentes del espectro se representan con una línea vertical. La altura de cada línea indica la fuerza (amplitud) del componente correspondiente a esa frecuencia. Esta es la visualización frecuencial, o espectral, de una señal. Español La distribución y amplitud relativa de los componentes espectrales es lo que percibimos como el color tonal de un sonido o sonidos. Brillante, apagado cortante, metálico, pesado, etcétera: todas estas palabras intentan describir los atributos espectrales del sonido Serie armónica La visualización espectral de cualquier señal periódica muestra los diversos componentes presentes en los múltiplos simples de la frecuencia de la señal. Por ejemplo, supongamos que estamos examinando una onda de diente de sierra con una frecuencia de 110Hz. Esta onda presentará componentes en las frecuencias 110, 220, 330, 440 y así sucesivamente. 13

14 Una secuencia de números simples como esta se llama serie armónica. Lo interesante es pensar en esta serie desde un punto de vista musical, ya que los primeros números (los más pequeños) forman intervalos musicales simples: octavas, quintas, cuartas y terceras. La mayoría de instrumentos musicales producen espectros armónicos. Unos generan más armónicos y otros menos, e incluso se pueden producir amplias variaciones espectrales en un mismo instrumento según cómo se toque. En general, los componentes espectrales siempre formarán una serie armónica, sean cuales sean. En la síntesis de audio se utilizan los osciladores para generar tonos afinados con un espectro armónico. 14

15 TimewARP Manual del usuario Serie inarmónica En este contexto, la palabra inarmónico significa carente de serie armónica. Existen formas de onda que no se repiten a intervalos regulares: los espectros de esas ondas contienen componentes con extrañas relaciones frecuenciales de números no enteros, o componentes espectrales variables que se extinguen y reaparecen. Algunos instrumentos de percusión, como los timbales o campanas, tienen componentes espectrales inarmónicos. Español En la síntesis de audio es posible utilizar diversas técnicas de modulación, como la AM o la FM, para generar espectros inarmónicos. 15

16 3.2.3 Atributos de las señales aleatorias Una señal completamente aleatoria (ruido) tiene un espectro continuo, pero no se compone de ondas sinusoidales aisladas que forman una serie armónica, ni siquiera una serie inarmónica. Un espectro de ruido es un continuo de componentes de frecuencia. Para describirlo, deberíamos hablar de la cantidad de energía existente en cada banda de ese continuo. Ciertos tipos de ruido contienen energía de altas frecuencias, mientras que otros tienen más energía en las frecuencias graves. En la síntesis de audio, el ruido es una señal extraordinariamente útil. Los filtros sirven para dar forma a un espectro de ruido y convertirlo en prácticamente cualquier cosa, incluso en sonidos con una afinación definida. 16

17 TimewARP Manual del usuario Balance espectral (color) Los procesos físicos (como el movimiento molecular o el salto aleatorio de electrones de un átomo a otro) que normalmente definen el ruido electrónico aleatorio presentan una distribución de frecuencias de idéntica probabilidad a cualquier frecuencia o intervalo de frecuencias. Sin embargo, y curiosamente, este proceso genera señales de ruido cuyo sonido no tiene un balance adecuado para trabajar con audio dentro de nuestro rango de audición. Es un sonido demasiado brillante. Español 17

18 3.3 Atributos de los eventos sonoros De todos los miles de sonidos que escuchamos en un solo día, sólo algunos de ellos tienen unos puntos de inicio y final definidos. Muchos de esos sonidos sólo vienen y se van sin un inicio/final claro. Los que sí tienen un inicio/ final razonablemente detectable reciben el nombre de eventos sonoros. Los sonidos menos definidos se llaman texturas sonoras, sonidos de fondo o incluso estructuras sonoras. Piense en lo complejos que son algunos sonidos si los compara con otros. El rumor de un frigorífico es relativamente simple, mientras que el sonido de un diapasón es muy simple, tal como hemos comentado antes. Una nota grave de un piano es un sonido bastante complejo por la forma en que va cambiando y evolucionando a medida que se desvanece. El habla humana es un tipo de sonido extremadamente complejo, incluso en el caso de la lengua materna (cuando uno escucha una lengua que no conoce todavía suena más complicada). Hay muchísimos más tipos de sonidos que ni usted ni yo podemos describir con palabras. Aquí sólo comentaremos algunas distinciones generales sobre diferentes clases de sonido: 18

19 TimewARP Manual del usuario Atributos constantes: Algunos sonidos, una vez iniciados, mantienen un nivel bastante estable. No cambian demasiado mientras van sonando, y cuando se detienen, simplemente se detienen. Estos sonidos alcanzan un estado constante en el que es posible identificar una afinación, intensidad acústica y color tonal definido. Las notas de un órgano de tubos, por ejemplo (o de órganos de tiradores electrónicos), son sonidos de estado constante. Español Atributos variables en el tiempo ( envolventes ): Algunos sonidos tienen un inicio y final bastante definidos, pero van cambiando a medida que suenan. Piense en el canto de un pájaro, o en el habla humana habitual. Estos sonidos pueden ser analizados en función de la rapidez de las variaciones de uno o más de los siguientes atributos sonoros fundamentales: afinación, intensidad acústica o color tonal. Por ejemplo, piense en la forma en que evoluciona el sonido de una cuerda de guitarra desde el momento en que la pulsa hasta que la vibración se extingue. El sonido empieza con más fuerza y después se va desvaneciendo; por otro lado, al principio es más brillante (con muchos armónicos) y paulatinamente se va apagando. Una buena forma de visualizar lo que ocurre en este tipo de eventos es representar gráficamente cada atributo variable en su propio gráfico de tiempo separado. Este tipo de gráfico se llama envolvente. Con el paso del tiempo se ha desarrollado un vocabulario estándar para hablar de las envolventes: ataque (la primera parte de un evento), caída (las secciones posteriores) y desvanecimiento (la última parte del sonido, en la que el evento llega a su fin). 3.4 Correlación entre señales y sonidos Las actividades de las señales, que son fenómenos puramente físicos, se pueden describir, medir, catalogar y contar sin ningún problema. Pero los sonidos, como ya hemos comentado, no son tan fáciles de manejar. La música y demás sonidos que escuchamos mantienen ciertas correlaciones bien conocidas con las señales que nos rodean, pero en la práctica esta correspondencia no es tan sencilla. Siempre surgen sorpresas Frecuencia de señal y tono percibido Probablemente, esta es la correspondencia más establecida y fiable. Se remonta a la época de Pitágoras, el filósofo griego que hace años descubrió que si se divide la longitud de una cuerda vibrante exactamente por la mitad, la afinación sube una octava. 19

20 La adición de tonos multiplica las frecuencias El rango de frecuencias de audio (en otras palabras, el rango de la audición humana) se establece convencionalmente entre los 20Hz y los 20KHz. Considerado lineal y matemáticamente, es trágico pensar que alguien escuche sólo hasta los 10kHz, por ejemplo. Pero desde el punto de vista de la percepción tonal humana, esa persona conserva el 90% de su rango de audición: entre los 10kHz y los 20kHz sólo hay una octava de las 10 que normalmente podemos escuchar. Esta característica es realmente importante en la síntesis de audio, y se la encontrará una y otra vez en todos los patches que cree. De hecho, determina en gran medida la aritmética de la generación y control de las distribuciones espectrales y patches:.... Los intervalos iguales de afinación requieren incrementos exponenciales de frecuencia; Los incrementos iguales de frecuencia dan lugar a una serie armónica. En una serie armónica, cuanto más se sube en la serie más pequeños se hacen los intervalos de afinación Amplitud de señal y volumen audible Esta es una relación muy caprichosa. Ciertamente, el aumento de la amplitud de cualquier señal eleva el volumen de su sonido asociado. Pero hay muchas otras características de las señales que tienen un impacto aún mayor que la propia amplitud en nuestra percepción del volumen sonoro. Por ejemplo, la diferencia entre hablar con alguien o gritarle es más una cuestión de afinación y espectro (color tonal) que exclusivamente de amplitud. Cuando gritamos, levantamos la voz ; es decir, subimos el tono de la voz y le añadimos más energía. De esta manera se generan más armónicos, lo cual es una cuestión de contenido espectral y no de amplitud. Los actores de teatro deben aprender a superar esta tendencia: para que se les escuche bien en el escenario, tienen que ser capaces de aumentar la amplitud de su voz sin necesidad de gritar. Si examina (visualmente) la señal grabada de un órgano de tubos, o incluso de una orquesta, quizá se sorprenda al observar que la amplitud aparente de las señales más suaves es casi igual a la de las más fuertes. Esto es debido a la distribución espectral del sonido. Si tomamos dos señales distintas con amplitudes aproximadamente iguales, la que tenga la distribución espectral más amplia (con más contenido armónico) sonará más fuerte. 20