И так в этой статье я расскажу про то, как сделать в Max/Msp простенький секвенсор. В принципе в этой программе можно сделать кучу разных секвенсоров и возможности их ограничиваются только вашей фантазией. Моя статья это всего лишь один из способов. Наш секвенсор будет чем-то напоминать шаговый секвенсор в FL studio, но пока только с одним синтезатором.

Начнём.

1. Темп и количество шагов.

Для изменения темпа и количества шагов в секвенции, существует объект [tempo]. Вставим его в наш патч с аргументами [120 1 16], где 120 - темп, 1 – множитель, 16- кол-во шагов. К первому входу объекта подключим [toggle] для запуска секвенции, ко второму и последнему объекты [number] для изменения темпа и количества шагов. Должно получиться так.

Объект [loadbang] и сообщения {set 120} и {set 16} нужны для того, чтобы при запуске патча значения объектов [number] были не нули, а 120 и 16.

Примечание: В квадратных скобках я буду писать объекты, а в фигурных так называемые сообщения, которые пишутся в Message Box.

2. Секвенсор.

Основой нашего секвенсора, т.е. местом, где мы будем отмечать ноты, будет [matrixctrl] этот объект выглядит, как тетрадь в клетку, где на перекрестии можно ставить точку, а информация о местоположении этой точки будет поступать на выход объекта. Эту информацию мы и будем использовать для изменения высоты тона. Я сделал размер матрицы 16x12, т.е. у меня будет 12 нот и 16 шагов. Для изменения размера матрицы нужно схватить её за правый нижний угол и тянуть до нужного размера, количество строк и столбцов показывается при изменении внизу в панели состояния. Для визуализации положения текущего шага, мы используем объекты [route] и [button]. В [route] впишем аргументы от 0 до 15, что соответствует количеству шагов. Таким образом, при поступлении номера шага с выхода [tempo] на вход [route], на соответствующем выходе [route] появляется сигнал, поступающий на кнопку [button] и она загорается жёлтым цветом. Чтобы загорающая кнопка соответствовала шагу в матрице нужно разместить их точно над перекрестиями матрицы и на вход объекта [matrixctrl] послать команду {getcolumn $1}. Эта команда выводит на правый выход матрицы информацию о положении точки активного столбца. В итоге мы получим следующую картину.

Если мы поставим точку на нижней строчке первого столбца, то при прохождении первого шага на выходе получим сообщение 000000000001, а если на последнем столбце верхней строчки, то 1000000000000 . Вроде всё нормально, но мне бы хотелось, чтобы было всё наоборот, т.е. первая нота 1000000000000, а последняя 1000000000000, не знаю как вы а я привык к возрастанию тона с низу вверх. Чтобы исправить эту ситуацию я воспользовался объектом [zl] с аргументом rev. Вообще этот объект производит разные действия со списками и имеет огромное количество аргументов (смотрите help), в данном случае аргумент rev переворачивает значение, поступающее на его вход, что мне и требуется.

Далее мне нужно из этой информации номер строки от 1 до 12, для этого я использую всё тот же объект [zl], но уже с аргументом sub 1. Объект с этим аргументом ищет в сообщении цифру 1 и сообщает её положение на левый выход. Например, при сообщении на входе 1000000000000 на выходе будет 1, а если на входе 0000000000001, то на выходе будет 12. Одновременно с этим на правом выходе появится 1. Если на входе нули, то на правом выходе тоже будет ноль.

Теперь давайте посмотрим, что нам это всё даёт.

1. Мы имеем на выходе номер строки, на которой поставлена точка от 1 до 12 при прохождении шага.

2. Мы также имеем сигнал 1 с правого выхода [zl sub 1] если точка есть и 0 если её нет на данном шаге.

Таким образом, второй сигнал можно использовать как note on и note off . А первый как информацию о высоте ноты. Например, если мы примем первую снизу строку матрицы за ноту C, высота тона которой равна 60, то нам всего лишь надо прибавить к первому сигналу 59 с помощью объекта [+].

Если вы захотите начать с другой ноты, то вам надо будет просто изменить слагаемое. В итоге на выходе объекта [+] мы получим значения от 60 до 71, что соответствует одной октаве от C до B. Для удобства я написал ноту напротив каждой строки с помощью комментария.

3. Синтезатор.

В первой статье, я уже рассказывал, как создать синтезатор и поэтому здесь останавливаться на этом не буду. Сделаем простейший FM синтезатор и с выхода [+] подадим сигнал на вход объекта [mtof], который, как вы помните, преобразует информацию о высоте MIDI ноты в частоту.

Для запуска объекта [function] используем сигнал с правого выхода [zl sub 1]. Для этого подключим его на левый вход объекта [gate], а на правый вход этого объекта подадим команду {bang}. [gate] пропустит команду {bang}на вход [function] при 1 на его левом входе.

Заключение.

В итоге получился вот такой секвенсор.

Ставим точки на матрице и запускаем. В принципе можно использовать его по-разному. Например, с помощью сигнала с [zl sub 1] запускать воспроизведение аудиофайла соответствующего номеру строки  и т.д.

Файл патча можно скачать здесь. Сделанов Max/MSP 4.5 .

Экспериментируйте, комментируйте, задавайте вопросы и делайте замечания.

В закладки:

Hide Sites

Теперь немного исправим синтезатор, созданный на прошлом уроке. Добавим объект [inlet] и [unpack] с аргументами f f (функцию этого объекта я объясню ниже). Выход [inlet] соединим с входом [unpack f f]. Левый выход [unpack f f] с входом объекта [Number] в котором мы задаём несущую частоту, а правых выход с входом объекта [envgen]. К Number в котором задаём harmonicity ratio (HR) подключаем объект receive для этого в поле объекта пишем r или receive и аргумент, в нашем случае аргумент hr (получится [r hr] или [receive hr]). К Number в котором задаём modulation index (MI) подключаем такой же объект, но с аргументом mi (будет [r mi] или [receive mi]). Объект [receive] подает на выход любое сообщение (число, текст, список), полученное от объекта [send], имеющего тот же аргумент. Проще говоря мы сможем задавать значения HR и MI в любом другом месте с помощью объектов [s hr] и [s mi]. Теперь для большей гибкости уберём объект [dac~] и поставим вместо него два выхода [outlet~]. Должно у вас получиться, так как на рисунке.

Сохраняем наш исправленный патч (я назвал его osc_my) и не забудьте указать папку где он находится в настройках Path…, чтобы PD смог его найти. И вообще делайте так всегда, когда создаёте какой-либо объект или патч, который будете использовать в других патчах.

Вот собственно мы подошли к самому главному к полифонии. Создадим новый патч и вставим в него объект [poly~] с тремя аргументами. Первый аргумент это количество голосов. Во втором аргументе указана организация голосов, если равен 0, то распределения голосов не происходит если отличный от 0, то при нехватке свободных голосов объект будет заимствовать голос первой удерживаемой ноты (на этом в принципе пока не стоит заморачиваться). В качестве третьего аргумента указываем имя нашего синтезатора в моём случае osc_my. В итоге если вы хотите получить 16-голосный синтезатор объект будет выглядеть так [poly~ 16 0 osc_my].

Примечание: Принцип работы объекта [nqpoly4] и основанного на нём [poly~] для PD состоит в том, что входной сигнал клонируется на количество голосов, а потом объединяется. В принципе это можно сделать и вручную, но согласитесь, если голосов больше 5 это ужасно утомительно.

Для того чтобы появился звук, как мы помним нам надо задать значения несущей частоты, HR, MI и запустить ADSR. Изменять HR и MI нам поможет ранее упоминавшийся объект [send], создадим два объекта Number и подключим их к объектам [s hr] и [s mi].

Теперь меняя значение здесь, оно будет меняться в нашем синтезаторе. Про несущую частоту мы поговорим подробнее. Так как именно она задаёт тональность звука нашего инструмента, то именно её мы будем менять посредством midi-клавиатуры. И тут мы плавно переходим ко второй задаче – подключение midi-устройства.

2. Подключение midi-устройства.
Для взаимодействия с midi в MAX/MSP и Pure Data существует объект [notein]. Этот объект выдаёт на выход высоту тона (pitch), силу нажатия (velocity) и номер канал. Ваше миди устройство вы можете выбрать в меню Media-> MIDI settings-> input device 1 (по умолчанию стоит none).

Итак, создаём объект [notein], использовать мы будем только первый и второй выходы т.е. pitch и velocity. Но как, скажите вы использовать информацию о высоте тона для извлечения звука, ведь нам нужно менять частоту. А очень просто, в PD, как и в максе есть очень нужный объект [mtof], который преобразует значение высоты тона в частоту. Соединяем левый выход [notein] с входом [mtof]. Информацию о силе нажатия мы будем использовать для запуска ADSR т.e. нам нужно чтобы, когда клавиша нажата звук был, а при отпускании звук пропадал. Для этого нам нужно разделить значение velocity на 127, используя объект [/].

Чтобы пропустить эти сигналы через всю систему создания полифонии и довести до синтезатора, необходимо пустить их по одному «проводу». Для этого упакуем сигналы с помощью объекта [pack] с аргументами f f. Этот объект преобразует сообщения в список т.е. он принимает сообщения, запоминает и подает их в виде списка на выход. Команда <bang> или сообщение, полученное на левый вход, выбрасывает сформированный список. А когда сигнал дойдёт до нашего синтезатора, мы его распакуем объектом [unpack] на выходе которого получим нужные нам несущую частоту и сигнал для запуска ADSR. И напоследок подключим к выходу объекта [poly~] уже известный нам объект [dac~]. Можно сохранить этот патч назвав его, например polysynth. Должно выглядеть так.

Теперь давайте разложим по пунктам всё выше сделанное.
1. Миди сообщение преобразуется в частоту и сигнал нажатия/отпускания клавиши.
2. Всё это упаковывается и подаётся в объект [poly~].
3. В объекте [poly~] сигнал размножается на количество голосов указанных в аргументе объекта.
4. С выхода объекта выходит сигнал уже не с одного синтезатора, а с многих.
5. Регулировка параметров синтезатора осуществляется с помощью [Number] в основном патче.

Вот в принципе и всё. Если кто что понял хорошо. Если не понял, то задавайте вопросы. Я не учитель и объясняю, как могу. Более подробно описание каждого объекта на русском смотрите на этом сайте.

Нужные файлы:
Архив с объектом [poly~]. poly.rar
Мой синтезатор для примера. polysynth.rar
Распаковывайте в папку extra и не забудьте указать эти папки в настройках программы.

В закладки:

Hide Sites

Итак, начнём с создания FM-синтезатора с амплитудной ADSR-огибающей. Сначала не много теории. Звук в FM-синтезе определяет следующие параметры: частота несущей [Frequency Carrier(FC)], частота модулятора (FM), амплитуда модулятора (AM), отношение FM/FC известное больше как harmonicity ratio (HR) и отношение AM/FM, которое называется modulation index (MI).
Примечание: Я буду использовать английские термины, чтобы вам было проще освоиться в других программах.

Запускаем PureData и в открывшемся окне нажимаем Ctrl+n или File->New, тем самым создав новый патч в котором мы и будем создавать основу нашего синтезатора.

Первым делом создаём генератор несущей частоты (Carrier Oscillator), модулятор (modulating oscillator) и возможность задавать параметры MI и HR. Для этого нажимаем Ctrl+1 или Put->Object и в появившееся поле пишем osc~. Объект osc~ является генератором с косинусоидальной функцией, частота которого задаётся через левый вход. Создадим два таких объекта, один из них будет модулятором, а другой генератором несущей. Для связи с внешним миром и возможности задавать параметры создадим таким же образом три объекта inlet~ (входы нашего патча) и один outlet~ (выход). Подпишем входы и генераторы, чтобы было проще. Первый вход FC, второй HR и третий MI. Первый генератор modulating oscillator и второй Carrier Oscillator. Для этого нажмите Ctrl+5 или Put->Comment и пишите в появившемся поле.

Частота модулятора(FM), исходя из выше сказанного, будет равна FC * HR, поэтому первый вход inlet~, которым мы будем задавать FC, надо перемножить со вторым, через который мы будем задавать значение HR, а результат подадим на модулятор. Для этого создадим объект *~, который перемножает сигналы, и подсоединим первый inlet~ к левому входу, а второй к правому, а выход к левому входу osc~.
Примечание: Чтобы соединять объекты нужно навести курсор на выход объекта, пока не появится кружок, нажать левую кнопку мышки и вести, не отпуская к входу другого объекта, и отпустить когда появится кружок.

Далее вычисляем амплитуду модулятора (AM). Для этого перемножим третий объект inlet~, через который будем задавать MI с частотой модулятора(FM). Для этого создадим уже знакомый нам объект *~ и подключим к его левому входу выход верхнего *~, а к правому выход третьего inlet~. В итоге должно получиться примерно следующее.

Чтобы задавать амплитуду модулятора мы перемножим полученное значение амплитуды с сигналом объекта osc~, амплитуда которого изменяется от 0 до 1.
Получится вот что.

И в конце создания основной логики FM-синтеза нужно объединить все полученные вычисления для модуляции генератора несущей частоты. Для этого будем использовать объект +~, который суммирует сигналы. В нашем случае мы суммируем несущую часто-ту(FC) и сигнал модулятора. Создадим объект +~ и подключим к его левому входу выход первого inlet~ (FC), а к правому входу подключим выход объекта *~ при помощи которого мы контролируем амплитуду модулятора. Затем соединим объект +~ к левому входу второго объекта osc~ для его модуляции. А уже выход этого генератора к входу объекта outlet~.

Всё, основная часть готова. Теперь сохраним этот патч для последующего использования его в наших музыкальных проектах под именем FMsynth в папку extra, у меня она находится по адресу D:\Program Files\pd\extra\. Смотря куда, вы установили PureData.
Теперь попробуем извлечь звук из нашего творения. Давайте создадим новый патч как мы это делали ранее, нажав Ctrl+n. В новом патче создадим объект FMsynth, и если вы всё сделали правильно, программа найдёт созданный нами до этого объект. В объекте должно быть три входа и один выход. Если Вы кликните на нём правой кнопкой мышки и нажмёте Open, то откроется созданный вами ранее патч FMsynth.

Далее нам необходимо создать то, через что мы будем задавать значения FC, HR и MI. Для этого вставим в наш проект объекты Number, нажав Ctrl+3 или выбрав его из списка в меню Put. Затем создадим объекты sig~ , который предназначен для того, чтобы преобразовать числовые значения в аудио сигнал. Теперь соединим Number с sig~, а sig~ с входом FC нашего FMsynth. Сделаем также для двух оставшихся входов HR и MI. Должно получиться, что-то вроде этого.

Чтобы звук нашего синтезатора не длился бесконечно долго и для добавления ему некоторых свойств, нам нужна ADSR-огибающая. Для контроля амплитуды синтезатора возьмём объект *~ и подключим к его левому входу сигнал с нашего синтезатора, а к правому объект line~, который генерирует огибающую. Для указания формы огибающей создадим объект envgen. После создания объекта envgen подключим его выход к левому входу line~. А к входу envgen подсоединим объект bang, для этого впишите слово bng в объект бокс или выберете его из списка в меню Put. Объект bang представляет собой кнопку, нажав на которую выдаётся кратковременная команда, т.е. в нашем случае при нажатии на кнопку будет слышен звук. Должно выглядеть примерно так.

И последнее, чтобы слышать звук нам надо включить в проект объект dac~ и подключить к его обоим входам (если нужно стерео) выход последнего объекта *~.

Вот в принципе и всё теперь нажимайте Ctrl+E, чтобы выйти из режима редактирования, измените, значения в объектах Number и жмите на кнопку bang. Должен слышаться звук, если его нет, нажмите Audio ON в меню Media. А дальше экспериментируйте с числовыми значениями, с огибающей и т.д. Как вы видите, получился довольно примитивный, но с экспериментальным звуком синт, очень хорошо подходящий для синтеза ударных. В следующий раз мы усовершенствуем нашу конструкцию.
Удачи в экспериментах. Задавайте вопросы.

В закладки:

Hide Sites